Mucho se está hablando últimamente del LiDAR, una tecnología que están implementando las empresas de robótica en sus dispositivos, la industria automovilística e incluso Apple lo ha incluido en sus últimos iPhone.
Pero la tecnología LiDAR se aplica en ámbitos que van más allá de lo doméstico, ya que principalmente se emplea en aeronáutica, en drones para hacer reconocimientos del terreno como geología, cartografía, arquitectura o realidad aumentada. Pero ¿sabemos realmente que es un LiDAR?
Si indagamos un poco en la historia debemos saber que la tecnología LiDAR lleva usándose desde los años 60 en la industria aeronáutica, no como la conocemos actualmente, pero sí se instalaban escáneres láser que permitían recopilar información geoespacial como mediciones de distancia.
La palabra LiDAR proviene del acrónimo inglés «Light Detection and Ranging», o Detección y rango de luz. Que se utiliza para crear mapas en 3D mediante la recopilación de mediciones a través de la emisión de pulsos láser que miden las distancias y los ángulos desde el punto desde el que se emite ese láser hasta el objeto o superficie sobre el que rebota calculando la distancia entre ellos.
¿Cómo funciona un LiDAR?
El LiDAR emite cientos de miles de pulsos por segundo que rebotan en los objetos que hay en el entorno, volviendo al LiDAR. Con esa información el LiDAR mide el tiempo que esos pulsos de luz tardaron en llegar a los receptores ubicados en él, calculando la distancia con la fórmula “Distancia = (Velocidad de la luz x Tiempo transcurrido) / 2”.
El escáner láser trabaja con dos movimientos: el de la trayectoria de la plataforma (longitudinal) y el del espejo que refleja la luz que llega desde el láser (transversal).
Además, dependiendo del tipo de sensor empleado en el LiDAR, es posible que emita cientos de miles e incluso millones de pulsos por segundo. Cada una de estas mediciones, permite obtener una nube de retornos o “puntos” tridimensionales del terreno que dibujan la superficie de un objeto.
Pero es interesante saber que un mismo pulso láser puede volver al sensor LiDAR como una o muchas devoluciones, esto es debido a que el láser encuentra varias superficies sobre las que se ha reflejado durante el tiempo que ha estado viajando. Siendo el pulso más importante el primero en volver, identificándolo como el elemento más grande.
Así, el LiDAR crea mapas identificando con precisión estructuras con detalles milimétricos y perfectos. Mapeando ciudades enteras, redes de carreteras, detectando cambios y anomalías en el terreno.
¿Por qué está compuesto un LiDAR?
Un LiDAR está formado por varias partes, entre las más importantes nos encontramos:
- Escáner láser aerotransportado (ALS). El láser emite los pulsos de luz infrarroja que determinan la distancia entre el sensor y el terreno.
- Receptores, registran el tiempo exacto desde que el pulso láser salió del sistema hasta que regresó. Calculando la distancia límite entre el sensor y el objetivo.
- Receptor GPS, se emplea para conocer durante todo el tiempo la posición del emisor del láser para saber con exactitud las coordenadas de cada punto con centímetros de precisión, permitiendo un mapeo muy preciso del espacio y los objetos dispuestos en él.
- Sensor INS, (sistema de navegación invercial) permite medir todos los movimientos del LiDAR, estimando la posición, velocidad y orientación sin depender de referencias ajenas a ellos. Para ello emplean IMU (unidad de medición inercial) que mide la aceleración y rotación empleando acelerómetros y giroscopios y que son un componente esencial en el sistema de vuelo de drones.
¿Qué aplicaciones tiene un LiDAR?
Los LiDAR pueden emplearse en multitud de aplicaciones, no solo en la industria aeroespacial o en aplicaciones terrestres como estudios del terreno, sino que podemos encontrarlo incluso en dispositivos más cotidianos que empleamos en nuestro día a día.
Aunque es cierto que los principales usos que se le dan a los LiDAR son:
Arquitectura e industria de la construcción
Usan esta tecnología para recopilar mediciones en 3D para el estudio del terreno que se aplica en la arquitectura, en la construcción de edificios, carreteras o transporte ferroviario. Ordenación del territorio para hacer el planeamiento urbano inspeccionando el entorno construido
Arqueología
La tecnología LIDAR y el mapeo 3D se emplean para el estudio de zonas donde se puede intuir que hay yacimientos arqueológicos importantes. Penetrando a través de la vegetación y analizando el relieve y desniveles del terreno se han podido realizar descubrimientos historiográficos importantes.
Automoción
El LiDAR es uno de los componentes que permiten que los vehículos incluyan funciones inteligentes que prevén y evitan situaciones de peligro como la detección y evitación inteligentes de obstáculos o sistemas de ayuda a la conducción como la autoconducción y el aparcamiento automático. Con el LiDAR, el sonar, el GPS o las unidades de medición inercial esto es posible.
Medio ambiente
En este punto son muy útiles en la hidrología y en el ámbito forestal muy utilizado en la cartografía de los bosques, mapeo de costas y paisajes, identificando alteraciones producidas por la erosión, inundaciones o cualquier otra alteración del terreno.
¿Qué usos de le da a la tecnología LiDAR en los hogares inteligentes?
Después de ver todas las aplicaciones en temas tan importantes como los que hemos visto anteriormente, ¿cómo puede aplicarse esta tecnología en el ámbito doméstico?
Pues, aunque parezca mentira esa tecnología tan increíble, la tenemos al alcance de todos y muchos disponemos de ella sin saber cómo de importante es.
Los robots aspirador, compañías de la industria robótica, como Roborock, han introducido escáneres LiDAR dentro de sus dispositivos que les permiten crear mapas más precisos de los hogares, detectando espacios y objetos para una navegación más inteligente. Algunos emplean mejores LiDAR que otros, solo debemos comparar modelos de diferentes precios y marcas para darnos cuenta de que algunos reconocen el más mínimo objeto y otros no son capaces de identificar elementos traslúcidos o de formas complicadas de reconocer.
IPhone, Apple incorporó en el iPhone 12 Pro y el iPhone 12 Pro Max un LiDAR dentro de su sistema de cámaras para crear un mapa de profundidad del espacio. Su enfoque automático es mucho más rápido en condiciones con poca luz consiguiendo un mejor enfoque y permitiendo hacer retratos en modo noche.
Videojuegos, gracias a la utilización de LiDAR en arquitectura y urbanismo, las empresas de video juegos pueden emplear esta tecnología para recrear los distintos escenarios que aparecen en ellos.
Sistemas de seguridad, las empresas de seguridad también están incorporando el LiDAR en sus sistemas de seguridad inteligentes monitoreando grandes espacios realizando detección de cambios en tiempo real en 3D.
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Experta en redacción de contenidos y análisis de productos relacionados con la tecnología aplicada al hogar y sus distintas aplicaciones en la vida cotidiana. Con el fin de simplificar y si cabe mejorar la vida en los hogares.
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