La ingeniera de producto Metka Majeric responde preguntas sobre la tecnología de posicionamiento visual y el Leica GS18 I GNSS RTK Rover.

¿Cuáles son los desafíos al realizar mediciones con un sensor GNSS convencional?

Para poder medir puntos, un sensor GNSS necesita recibir señales de satélite. La posición de un punto solo se puede medir cuando el sensor GNSS tiene acceso al cielo abierto y la punta del poste está físicamente al alcance del punto. Si esto no es posible, los topógrafos pueden utilizar métodos alternativos como:

  • Diferentes soluciones, por ejemplo, grabar offset, usar la funcionalidad COGO y dibujar
  • Equipo adicional en combinación con el sensor GNSS, p. Ej. CS20 con   DISTO integrado o un poste de 4 metros. Esta forma de medir puede llevar mucho tiempo y también puede comprometer la precisión.
  • Sensores alternativos como estaciones totales. El uso de estas alternativas también puede llevar mucho tiempo, cuando solo hay unos pocos puntos que no se pueden medir con un sensor GS.

Los usuarios se enfrentan a un desafío adicional, cuando es necesario realizar un levantamiento de muchos detalles . La medición de cada punto con la punta del poste requiere mucho tiempo en el sitio. También existe el riesgo de que se pierdan algunos puntos, y el sitio debe volver a visitarse, lo que genera costos adicionales.

¿Cómo supera la Leica GS18 I esos desafíos?

Con el GS18 I no hay necesidad de utilizar otros métodos que consuman mucho tiempo o equipos adicionales. Gracias a la integración de GNSS, IMU (Unidad de Medición Inercial) y una cámara, los puntos que tienen vista obstruida al cielo y otros puntos inaccesibles se pueden medir a partir de imágenes utilizando la tecnología de Posicionamiento Visual dentro del GS18 I. Esta nueva tecnología permite puntos de interés capturado desde la distancia para ser medido con precisión de nivel topográfico.

¿En qué situaciones los profesionales de la topografía utilizarían la tecnología de posicionamiento visual?

El posicionamiento visual es particularmente apropiado para:

  • Mapeo de cientos de puntos.
  • Medir puntos inaccesibles, como al otro lado de una calle muy transitada, detrás de una puerta o en áreas peligrosas (por ejemplo, con el riesgo de ser atacado por un perro, servicios públicos peligrosos, en el borde de un techo).
Figura 1 – Móvil Leica GS18 I GNSS RTK mientras se miden puntos sobre una valla
  • Puntos topográficos en lugares con obstrucción de la señal GNSS (por ejemplo, debajo de un techo, balcón o árbol).
  • Puntos de medición en la fachada de un edificio (por ejemplo, esquinas de una ventana y altura del techo).
Figura 2 – Medición de lados
  • Medición de puntos adicionales sin necesidad de volver a visitar el sitio.
  • Generación de nubes de puntos de objetos capturados.
Figura 3 – Nube de puntos generada a partir de grupos de imágenes capturados con GS18 I
  • Cálculo de volumen de acopios.
  • Captura de imágenes de la escena de un accidente para mediciones puntuales.
Figura 4: Captura de la escena de un accidente

¿Quién debería usar un GS18 I?

GS18 I está diseñado para usuarios que necesitan medir fácilmente puntos que son difíciles de alcanzar con un móvil GNSS RTK convencional. El GS18 I es la herramienta ideal para que los usuarios recopilen grandes cantidades de datos in situ. Los usuarios pueden decidir más tarde qué puntos medir en imágenes con precisión de grado de encuesta.

¿Cómo funciona el GS18 I? (Principio de medición)

Tomemos el siguiente video como ejemplo:

Un usuario quiere medir algunos puntos de interés en la zanja. Todo lo que se necesita hacer es caminar a lo largo de la zanja con la cámara apuntando hacia la tubería mientras la GS18 I captura imágenes automáticamente. El GS18 I captura imágenes a una velocidad de 2 Hz, lo que garantiza la superposición y la geometría óptimas de la imagen. Una vez que se detiene la captura, las imágenes serán procesadas automáticamente por los algoritmos que se ejecutan en Captivate. Las imágenes se pueden utilizar para la medición de puntos inmediatamente después de que se procesan las imágenes capturadas.

Durante la captura, GS18 I comprueba si la posición y la calidad de inclinación son lo suficientemente precisas. De lo contrario, la captura se detiene automáticamente, pero se procesan las imágenes que ya fueron capturadas. Además, GS18 I establece una conexión geométrica entre imágenes consecutivas extrayendo características (puntos distintivos) de las imágenes.

El siguiente video muestra cómo el algoritmo que se ejecuta en el GS18 I rastrea las características durante la captura:

Las imágenes se pueden utilizar para la medición de puntos inmediatamente después. Esto es posible gracias a la tecnología de posicionamiento visual.

¿Qué software se necesita para procesar las imágenes capturadas?

GS18 I es totalmente compatible con el software Captivate que se ejecuta en el controlador CS20 LTE o BASIC o en la tableta CS35.

Captivate procesará, posicionará y orientará automáticamente las imágenes capturadas, asegurando así el control de calidad ya en el sitio. No es necesario hacer coincidir los puntos de referencia o las líneas manualmente, como se requiere cuando se utilizan tecnologías similares.

¿Cómo se pueden medir puntos en imágenes y qué software se necesita?

Los puntos se miden a partir de imágenes dentro de Captivate que se ejecutan en el controlador CS20 LTE o BASIC o en la tableta CS35. Los usuarios pueden medir puntos en el campo justo después de capturar las imágenes.

Las imágenes también se pueden importar a Infinity, donde los usuarios pueden medir puntos en la oficina en una pantalla grande.

Simplemente elija un punto en una imagen y el algoritmo coincidirá automáticamente con el mismo punto en las otras imágenes. Con un clic, las coordenadas 3D del punto medido se calcularán y almacenarán en Captivate, tal como lo hubieran hecho con la punta del poste.

Cuando se utilizan otras soluciones para calcular coordenadas 3D a partir de imágenes, los puntos deben seleccionarse manualmente de cada imagen. Con el GS18, no es necesario seleccionar manualmente los puntos en cada imagen, ya que el algoritmo lo hace por usted. Cuando el punto elegido se empareja en imágenes consecutivas, la posición 3D del punto se reconstruye por medio de la intersección hacia adelante, como se muestra en la imagen siguiente.

Figura 5 – Intersección hacia adelante

¿Cuál es el principio fundamental detrás de la tecnología de posicionamiento visual?

La tecnología de Posicionamiento Visual se basa en la información proporcionada por las posiciones GNSS, la IMU y las imágenes capturadas.

Figura 6 – Fusión del sensor

Tomemos el siguiente video como ejemplo de un principio de medición.

Para medir puntos con un GS18 I, vaya a la posición inicial y comience a capturar imágenes en Captivate. Ahora camine, sosteniendo el GS18 I con su cámara hacia la esquina. Las imágenes se capturarán automáticamente con una frecuencia de 2 Hz. Una vez que se detiene la captura, Captivate calcula automáticamente la posición y la orientación de las imágenes en un sistema de coordenadas global, integrando los datos del GNSS y la IMU con características reconocidas en las imágenes. Luego, estas imágenes se guardan como un grupo de imágenes dentro de Captivate.

Las imágenes se procesan en tiempo real y se pueden utilizar para medir puntos justo después de que se detiene la captura. Usando solo una imagen, un punto se puede medir con un solo clic. El algoritmo que se ejecuta en Captivate hará coincidir automáticamente el punto seleccionado en otras imágenes y calculará las coordenadas del punto en un sistema de coordenadas local mediante una intersección hacia adelante.

¿También es posible crear nubes de puntos a partir de imágenes capturadas?

Sí, las imágenes capturadas con el GS18 I también se pueden usar en el software de oficina Infinity para generar nubes de puntos 3D.

¿En qué se diferencia el GS18 I del GS18 T?

El GS18 I es el nuevo producto estrella de la cartera de sensores GS de Leica Geosystems. Tiene toda la funcionalidad del GS18 T con el valor agregado de la tecnología de Posicionamiento Visual.

Al igual que cualquier otro sensor GS, el GS18 puedo utilizar correcciones RTK de todos los servicios de corrección GNSS. Para un rendimiento de medición óptimo con el GS18 I, recomendamos usar HxGN SmartNet, un servicio de corrección GNSS, que se puede usar con cualquier dispositivo GNSS y que se monitorea constantemente para verificar su integridad, disponibilidad y precisión.

¿Por qué debería invertir en el Leica GS18 I?

He aquí por qué el GS18 I puede ser beneficioso para los usuarios:

  • El GS18 I es un sensor GNSS RTK versátil . Puede utilizarse para medir puntos con un poste nivelado o inclinado. Además, se puede utilizar para medir puntos inaccesibles con precisión de grado topográfico mediante la captura y medición de imágenes.
  • Los puntos inaccesibles se pueden capturar fácilmente en imágenes sin comprometer la seguridad . No hay necesidad de preocuparse por cómo medir puntos en una calle concurrida o en una propiedad con un perro peligroso.
  • Reduzca el tiempo de campo capturando la escena de manera rápida y eficiente y decida más tarde qué se debe medir. El tiempo de campo se reduce y la medición se puede terminar en la oficina, aumentando así la  productividad.

¿Qué debe tener en cuenta un usuario al utilizar el GS18 I?

La tecnología de posicionamiento visual se basa en las mediciones GNSS e IMU, así como en las imágenes capturadas con la cámara integrada. Hay algunas condiciones que deben tenerse en cuenta al utilizar el GS18 I para medir a partir de imágenes:

GS18 I necesita tener suficiente recepción de señales GNSS durante la medición. Si se pierde el seguimiento de los satélites GNSS, la captura se detendrá automáticamente.
Si se requiere posicionamiento visual, evite usarlo en condiciones de oscuridad o cuando esté directamente frente al sol, ya que no se reconocerán fácilmente suficientes características en las imágenes capturadas para igualarlas.
Para obtener una precisión y un rendimiento óptimos, capture el objeto de interés desde una distancia de entre 2 my 10 m.
Cuando las imágenes se capturan desde una distancia inferior a 2 m, las imágenes pueden aparecer borrosas debido al enfoque fijo de la cámara. Por otro lado, cuando las imágenes se capturan desde una distancia superior a 10 m, la precisión disminuye.

Es posible capturar imágenes desde una distancia inferior a 2 mo superior a 10 m del objeto. En tales casos, el usuario debe tener en cuenta que la precisión puede verse reducida. También existe el riesgo de que no sea posible medir puntos utilizando imágenes.

La velocidad de captura de imágenes está optimizada para la velocidad normal al caminar. No es posible utilizar el GS18 I montado en un vehículo en movimiento porque las imágenes pueden aparecer borrosas.

Metka Majeric
Product Engineer, GNSS Solutions y parte del equipo de desarrollo GS18 I
Leica Geosystems

Artículo Original: https://leica-geosystems.com/products/gnss-systems/smart-antennas/leica-gs18i/of-visual-positioning-gs18-i

Entradas recomendadas

Aún no hay comentarios, ¡añada su voz abajo!


Añadir un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *