Scan 3 D

Sistema LiDAR
¿Qué es el sistema LiDar?

Se puede definir LiDAR (Light Detection And Ranging) como una tecnología que permite medir
la distancia entre un sensor y un objeto mediante el empleo de ondas electromagnéticas. Este
sensor será considerado activo ya que será el propio láser quien emita las ondas.
Hace ya más de 3 décadas, los aparatos topográficos comenzaron a utilizar ondas

electromagnéticas para medir la distancia, donde a partir de un rayo laser y un prisma que
reflejaba el rayo, se hallaba la distancia en función de la velocidad de la luz y el número de
longitudes de ondas. Así se fundamenta al LiDAR.
El escáner de láser, emite impulsos de alta frecuencia y recoge las reflexiones que se producen
en los elementos, permitiendo mediante estas observaciones el cálculo posterior de las
coordenadas tridimensionales. Además de medir la distancia que existe entre el escáner
emisor y el punto del terreno donde se ha reflejado, se deberá medir la posición y orientación
del punto de vista, de manera que se pueda determinar las coordenadas tridimensionales
únicas de cada punto de la superficie.
Por eso, todo sistema ALS, irá dotado con un sistema de posicionamiento global (GPS) y un
sistema de navegación inercial (IMU) (De esto se hablará más adelante).
Los datos obtenidos serán directamente las coordenadas tridimensionales de los puntos
reflejados por el terreno, permitiendo al operador trabajar directamente a partir de los ellos y
formar modelos digitales del terreno o de superficie.
Archivo urbano de puntos LiDAR clasificado.

Laser 3D o Laser Escáner Terrestre
¿Qué es el láser escáner terrestre?
El Láser Scaners 3D Terrestre (LS3D) mide, básicamente, coordenadas polares (ángulos y
distancias) y almacena las coordenadas rectangulares (x, y, z). La componente que mayor
destaca es, sin duda, la medición de distancia.
El láser escáner terrestre es un dispositivo de adquisición de datos masivos, que nos reporta
una nube de puntos generada tridimensional, a partir de la medición de distancias y ángulos,
mediante un rayo de luz láser.
Básicamente es una estación topográfica de medición sin prisma, que realiza observaciones
masivas sobre áreas preseleccionadas. Además, cuenta con la incorporación cámaras
fotográficas, que registran la información del rango visible, lo que aporta una información
infinita del objeto.
Se trata de una tecnología en desarrollo, que se puede considerar el futuro en el mundo de la

Topografía, donde su funcionamiento es similar LiDAR, con la diferencia de que éste, irá
montado sobre un trípode en la mayoría de los casos, siendo su utilización más limitada en
cuanto a superficie.
El potencial que presenta esta tecnología es altísimo, obteniendo en las mediciones, una
cantidad masiva de datos donde todo lo que exista en la realidad quedará representado
mediante puntos tridimensionales.
El problema a determinar por tanto, será la precisión y escala del proyecto a desarrollar, pues
ahí residirá el tipo de aparato que elegiremos.
En Topografía se distinguen principalmente dos tipos de sensores láser a utilizar:
- Corto alcance, utilizados sobre todo en objetos cercanos y de un tamaño limitado. Es usado
en Topografía industrial, así como en restauración de estatuas, o estudios accidentales de
tráfico.
- Largo alcance, donde encontramos una precisión menor debido a la distancia. Son utilizados
principalmente en cálculos de volumen, restauración de fachadas, etc.
Cabe destacar que la mayor dificultad residirá en la unificación y limpieza de los datos
obtenidos a partir del registro en las diferentes posiciones adoptadas, lo que permitirá formar
el modelo 3D del objeto concreto.
En función de la medición de la distancia, podemos clasificar los LS3D en 2 tipos:
TOF (Time of Flight – tiempo de vuelo) – esta técnica se basa en la medición del tiempo de
transmisión del laser a partir del emisor, reflectando en el objeto escaneado y retornando
hasta el receptor. Esta técnica permite que el retorno del laser pueda ser controlado y sean
almacenados varios retornos a partir de un único pulso. Para cada giro horizontal y/o vertical,
calculado en función de la resolución requerida, es emitido un pulso donde tenemos entonces
el tiempo medido y, consecuentemente, la distancia determinada por la velocidad concebida
del laser. Ahora, existen equipamientos que permiten la medición de poco más de 100 mil
puntos por segundo, alcanzando hasta cuatro kilómetros de distancia. Estos equipos son muy
utilizados para topografía, donde la mayor distancia alcanzada permite ganar en
productividad, más precisión de las coordenadas llega a algunos centímetros por causa de la
precisión angular.
Esquema gráfico de la medición del tiempo
Diferencia de Fase (Phase Shift) – esta técnica emite el laser de forma contínua y, a través de la
diferencia de fase , identifica las variaciones de distancia, restando resolver el número (N) de
longitudes de ciclos internos por un sistema de ecuaciones. La gran ventaja de esta técnica es
la mayor precisión en la medición (pudiendo llegar a décimos de milímetro en la distancia) y
también la cantidad de puntos registrados, que actualmente llega a 1 millón de puntos por
segundo. Estos equipos son muy utilizados para “as built” industrial, patrimonio histórico,
arquitectura e ingeniería inversa, por ejemplo.
Figura 2: Esquema gráfico de la diferencia de Fase

En función de la técnica de recolección, podemos clasificar los LS3D en 2 tipos:
Estático – el equipamiento fue parado sobre un punto, haciendo el escaneo del área de
interés. Cada punto ocupado es llamado “escenas”, donde para medir toda el área de interés,
es necesario ocupar varias escenas. Las escenas son unidas analíticamente por puntos en
común, generando la nube de puntos. Tienen como ventaja la accesibilidad (usa como soporte
trípode convencional) y precisión posicional (compensadores garantizan la verticalidad del
equipo).
Puntos en común medidos en dos cenas estáticas.
Móvil – Un laser escáner bidireccional es hace medidas durante su desplazamiento. Para

garantizar el posicionamiento del punto medido, es necesario el uso de sensores externos,
como el GNSS y sistema inercial . El funcionamiento es muy similar a los equipos
aerotransportados, teniendo una precisión degradada en función de varios sensores, angulos y
distancias medidas. La agilidad de la recolección de campo es el punto alto, pues, incluso en
baja velocidad de levantamiento, es posible abarcar grandes áreas. Debido a los sensores
externos, su tamaño es mayor que el estático y puede ser instalado sobre cualquier vehículo
móvil.
Movimiento del vehículo genera el 3D

Aplicaciones del escáner Laser
Cuando aparecieron los primeros escáneres láser, estos se utilizaban principalmente para el
diseño automatizado e industrial. Sin embargo, la constante evolución tecnológica de los
escáneres ha facilitado el salto de este sistema de medición a otras disciplinas como el
patrimonio cultural, la arquitectura o la industria del entretenimiento, gracias a las ventajas
que presenta.
En el ámbito topográfico esta tecnología ha tomado una alta relevancia en los últimos años, ya
que presenta un valor añadido respecto a otros métodos en aplicaciones tales como
levantamientos topográficos, de presas, túneles, fachadas, etc.
Además como ya se mencionó, tiene multitud de aplicaciones diferentes, debido a que

proporciona una información métrica (tridimensional) e imágenes.
Topografía y territorio
Son muchas las aplicaciones donde esta tecnología esta tomando una relevancia importante.
Desde un levantamiento, hasta el control de presas, el láser escáner se presenta como un
método que aporta una información brutal del terreno. Es por ello que su valor añadido al
levantamiento tradicional hace como una tecnología con gran futuro y desarrollo.
Túneles
Esta tecnología ha permitido una ventaja para la construcción y mantenimiento de túneles, ya

que la recogida masiva de datos permite el registro y control de la superficie perforada con
una alta precisión. Permite representar de manera fiable y rápida los perfiles obtenidos y la
totalidad de elementos que pueden encontrarse en el túnel una vez terminado.
Levantamiento de fachadas
Es uno de los usos aplicados a la representación 3D de edificios más eficientes y que reportan
una precisión muy alta. La recogida de imágenes hace que esta tecnología consiga un modelo
de la fachada acorde con la realidad y con un detalle de los elementos constituyentes difícil de
obtener con otras tecnologías.
Patrimonio
El láser escáner ha conseguido en este aspecto una solución eficaz y productiva para el control
y seguimiento de elementos de patrimonio, dada su alta precisión en la recogida de puntos.
Así, esta tecnología representa un beneficio enorme en la documentación de bienes
patrimoniales, rápida, eficaz y que no requiere un contacto directo de los objetos
Derrumbes y hundimiento
La posibilidad del escaneo de la escena poco tiempo después de producirse y su rápido registro
y fiabilidad del modelo, hace que esta tecnología pueda servir como una base de análisis y
estudio para la determinación de las causas.
Temblores y terremotos
Al igual que ocurre con derrumbes o hundimientos, puede utilizarse para recoger los efectos
de un terremoto sobre la topografía de un lugar, siendo una fuente de información abundante
y precisa que permita estudiar las causas mientras que pueden iniciarse las obras de
reparación del terreno lo más rápido posible.
Escenas de crímenes y accidentes de circulación
En este tipo de casos, el escáner láser puede aportar un registro numérico exhaustivo de los
hechos ocurridos en la escena concreta en un instante preciso. Esto puede servir a
investigadores para estudiar el caso y sacar las conclusiones adecuadas, pudiendo aportar una
información fundamental para la comprensión de los hechos.
Animación tridimensional
Actualmente existen multitud de películas y videojuegos que hacen uso de este tipo de
tecnología para la representación lo más real posible de escenarios y personajes. Es capaz de
conseguir una reproducción tan fidedigna que facilita mucho el trabajo virtual.
APLICACIONES ESPECÍFICAS
Un láser escáner 3D puede ser una herramienta complementaria de los equipos de Topografía
estándar gracias a los millones de puntos que se obtienen con este, los cuales son medibles y
representan las condiciones tal y como son en la realidad.
1.- AS-BUILT ENCUESTA
La adquisición de datos topográficos con el escáner láser que trabaja en conjunción con los
métodos convencionales de topografía ha demostrado ser un método muy fiable y preciso al
reunir los datos necesarios para proporcionar la información 3D de las condiciones conforme a
la obra.
2.- LOS CÁLCULOS DE VOLUMEN
La aplicación del escaneo láser junto con herramientas convencionales ayuda a definir medidas
de volumen con mas precisión y seguridad.
3.- ANÁLISIS DE SUPERFICIE
El escáner láser se ha convertido en una herramienta muy útil en el proceso de proporcionar

datos de análisis de superficie. Datos Scan proporciona a los topógrafos con características
horizontales, tales como asfalto, hormigón y superficies pavimentadas para mediciones de la
pendiente y la información de contorno, así como características verticales, tales como
paredes, pilares y columnas.
4.- BUILDING INFORMATION MODELING (BIM)
Ya será para fines de documentación o pre-diseño conforme a obra o datos de exploración se

ha demostrado que el Laser Scanner 3D Faro es un excelente método para proporcionar
información 3D precisa de elementos arquitectónicos, estructurales y mecánicas.
BENEFICIOS
 Ahorro de tiempo, grabación rápida, sencilla y completa de la condición actual de la
topografía o la construcción de sitios
 Permite la captura de datos digitales en 3D en tiempo real, así como el análisis de

materiales, volúmenes, estructuras y topografía.
 Gracias a su largo alcance puede lograr un mayor y mas rápido registro de datos en
alta resolución, aumentando la productividad de los usuarios.
 El posicionamiento preciso debido GPS integrado.
 Paquetes FARO AEC proporcionan un flujo de trabajo completo de exploración a las

prestaciones 2D y 3D.

Scan 3 D

Cargado por

Copyright:

Formatos disponibles

Scan 3 D

Cargado por

Información del documento

Descripción original:

Título original

Derechos de autor

Formatos disponibles

Compartir este documento

Compartir o incrustar documentos

Opciones para compartir

¿Le pareció útil este documento?

¿Este contenido es inapropiado?

Copyright:

Formatos disponibles

Scan 3 D

Cargado por

Copyright:

Formatos disponibles

Sistema LiDAR

¿Qué es el sistema LiDar?

Hace ya más de 3 décadas, los aparatos topográficos comenzaron a utilizar ondas

Archivo urbano de puntos LiDAR clasificado.

Se trata de una tecnología en desarrollo, que se puede considerar el futuro en el mundo de la

En Topografía se distinguen principalmente dos tipos de sensores láser a utilizar:

Esquema gráfico de la medición del tiempo

Figura 2: Esquema gráfico de la diferencia de Fase

Puntos en común medidos en dos cenas estáticas.

Móvil – Un laser escáner bidireccional es hace medidas durante su desplazamiento. Para

Movimiento del vehículo genera el 3D

Además como ya se mencionó, tiene multitud de aplicaciones diferentes, debido a que

Esta tecnología ha permitido una ventaja para la construcción y mantenimiento de túneles, ya

Escenas de crímenes y accidentes de circulación

1.- AS-BUILT ENCUESTA

2.- LOS CÁLCULOS DE VOLUMEN

3.- ANÁLISIS DE SUPERFICIE

El escáner láser se ha convertido en una herramienta muy útil en el proceso de proporcionar

4.- BUILDING INFORMATION MODELING (BIM)

Ya será para fines de documentación o pre-diseño conforme a obra o datos de exploración se

 Permite la captura de datos digitales en 3D en tiempo real, así como el análisis de

 El posicionamiento preciso debido GPS integrado.

 Paquetes FARO AEC proporcionan un flujo de trabajo completo de exploración a las

También podría gustarte