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Aplicación del escáner Cygnus SLAM en levantamientos topográficos urbanos

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Utiliza escáneres láser Cygnus SLAM, lo que da como resultado una información 3D de la ciudad más completa y detallada.

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Antecedentes del proyecto

Para la cartografía topográfica urbana, en algunas zonas donde el permiso de vuelo no se puede aplicar fácilmente, la topografía móvil terrestre es una solución ideal por su flexibilidad y menos restricciones. Además, el uso de la tecnología de teledetección aérea como la fotogrametría y LiDAR aerotransportado para la cartografía topográfica urbana es incapaz de obtener información completa en 3D de la ciudad, el vacío de datos se produce debido a la oclusión de los objetos del suelo.

En el siguiente caso, utilizamos la aplicación multiplataforma de SLAM para recopilar información 3D de viaductos urbanos y espacio bajo puentes, carreteras y túneles, como complemento de los datos ALS (escaneo láser aerotransportado). Además del modo portátil, los escáneres láser SLAM también pueden utilizarse con mochila, montados en vehículos y aerotransportados.

Resumen de casos

Disponemos de los datos ALS originales de la autopista y sus alrededores, sin embargo, falta información completa sobre carreteras, puentes y túneles. Para expresar mejor los datos completos de esta zona, utilizamos el escaneado láser móvil basado en SLAM para capturar datos de nubes de puntos más detallados y completos. Los datos originales de ALS se muestran en la figura 1.

Figura 1 Los datos originales de la nube de puntos ALS

En primer lugar, se inspeccionó la zona del puente y se llevaron a cabo muchos preparativos, como el experimento de preadquisición de datos de nubes de puntos. De acuerdo con el entorno de campo y la validación del método técnico, se seleccionaron dos métodos de escaneo, uno montado en un vehículo y otro en una mochila, para la adquisición de datos de nubes de puntos con el fin de obtener datos de nubes de puntos de alta precisión de una forma más eficiente y flexible. Para el paso elevado y el espacio bajo el puente, utilizamos el método de escaneado láser de mochila. Para la recopilación de información de carreteras y túneles, colocamos el escáner SLAM en el vehículo para escanear.

Sistema de escaneado láser móvil de mochila

En la escena al aire libre, los usuarios pueden utilizar el sistema de escaneo láser móvil de mochila con RTK involucrado. El sistema de escaneo láser móvil de mochila es ligero y sólido, y puede obtener datos de nube de puntos donde el área restringida a las personas. Al convertir la observación RTK y la trayectoria SLAM, los usuarios pueden obtener la nube de puntos con coordenadas absolutas. Las observaciones RTK pueden utilizarse como valores reales para verificar la precisión absoluta del SLAM. Las observaciones RTK pueden añadirse como valor de observación global (similar a la restricción de bucle cerrado) para corregir el error acumulativo SLAM. La siguiente imagen muestra el sistema de escaneado móvil de mochila Cygnus con RTK.

Figura 2 Sistema de escaneado láser móvil de mochila

Utilizamos el sistema láser móvil de mochila Cygnus con RTK para capturar el área del puente. La visión general de los datos de la nube de puntos del escáner de mochila se muestra en la figura 3 y el detalle del espacio bajo el puente en la figura 4.

Sistema de escaneado SLAM a bordo

Los escáneres SLAM también pueden extenderse a aplicaciones vehiculares. En cuanto a la escena del corredor como carreteras y túneles, montar el escáner SLAM en el coche y recoge dinámicamente los datos durante el viaje unidireccional o bidireccional a lo largo de la carretera, lo que reduce en gran medida el tiempo de exploración en lugar de caminar. Para el medidor, además, es relativamente cómodo desde el punto de vista físico. El kit para coche se muestra en la Figura 5-a, y la visión general de la aplicación para coche del escáner SLAM, en la Figura 5-b.

Montamos escáneres Cygnus SLAM en el coche y también RTK involucrados. Para obtener un resultado de mejor calidad, fijamos varios puntos de control en caso de que la señal GNSS esté desbloqueada. Además, la operación de escaneo de ida y vuelta para hacer la trayectoria close-loop garantizar los datos más fiables. Los datos de la nube de puntos del escaneo a bordo se muestran en la Figura 6-a, y la nube de puntos de la entrada del túnel se refleja en la Figura 6-b.

Nube de puntos multifuente

Ambos tipos de datos se resuelven automáticamente con una tecla mediante el control de la APP SLAM Manager de Cygnus. Sin demasiada intervención manual, puede ahorrar mucho tiempo y mano de obra en la producción real. Y la fusión de datos de nubes de puntos consiste en unificar los datos de vehículos, mochilas y datos aéreos originales en un sistema de coordenadas coherente y exportar el formato de nube de puntos *.las. Los datos fusionados de la nube de puntos garantizan la integridad del puente y su entorno, y evitan al máximo el "agujero" de datos. Los datos completos se muestran en la figura 7.

Conclusión

Aprovechamos la versatilidad del escáner láser SLAM, como la mochila y el vehículo montado, para realizar una mejor recopilación de datos, y combinar la solución SLAM con otras tecnologías de teledetección aérea para obtener información urbana tridimensional más completa y detallada.