ES2341199A1 - Sistema de control y soporte en ejecucion de obras mediante escaneado laser. - Google Patents
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Abstract
La invención se refiere a un sistema de control y soporte en ejecución de obras que comprende un escáner láser (1), una cámara (3), un GPS (7) y un sistema inercial (8), todos ellos integrados y embarcados en la máquina de obra. Además se dispone de un sistema de visualización (5) y procesado online (18) de los datos obtenidos. Mediante el escáner láser y la cámara se capturan datos tridimensionales y colorimétricos de una región de terreno; simultáneamente se obtienen datos de posicionamiento y orientación de la máquina, y por tanto de escáner y cámara en el instante de escaneo. Con estas mediciones se referencian los datos tridimensionales y colorimétricos obtenidos a un sistema de referencia global, y se integran los datos de distintos escaneos en un único modelo tridimensional. La unidad de procesado permite construir modelos de superficies texturizados a partir de los datos anteriores y realizar un ajuste fino. El sistema incluye medios de visualización, para la visualizaciónconjunta del modelo incremental de terreno junto con otros modelos 3D de referencia, tal que en todo momento se tiene información precisa del progreso de la obra.
Description
Sistema de control y soporte en ejecución de
obras mediante escaneado láser.
La presente invención se enmarca dentro del
campo de la construcción, concretamente en la ayuda al usuario de
maquinaria pesada en su correcto guiado y operación a través de
cualquier tipo de terreno. El abanico de aplicaciones es amplio e
incluye cualquier tipo de proyecto de construcción o movimiento de
tierras: carreteras, edificaciones, campos de golf, trabajos en
canteras, etc.
Los actuales sistemas destinados al guiado de
maquinaria de construcción presentan limitaciones en cuanto a la
autonomía e independencia del propio sistema de guiado. Por regla
general, las propuestas de sistemas de guiado están basados en un
conjunto de elementos externos (estaciones totales, sistemas de
comunicación, sistemas geo-referenciación etc.) o
internos (sistemas de posicionamiento global GPS) que suministran
las órdenes de guiado por medio de un dispositivo de visualización.
Sin embargo estos sistemas no disponen de sistemas de
realimentación al operario que permitan a éste verificar el estado
del entorno ni realizar un seguimiento de la evolución de tareas a
realizar en la obra.
Otras propuestas se construyen como un conjunto
de elementos destinados al posicionamiento de la maquinaria y los
datos adquiridos del entorno, y a la propia captura de datos (en
caso de incluir ésta característica). El único componente del
sistema que se integra en la propia maquinaria es la componente de
visualización, a la que puede acompañar un pequeño software de
procesado de datos.
Existe, por tanto, la necesidad de mejorar los
sistemas de guiado y ayuda al operario de maquinaria de
construcción, de forma que se posibilite una visión global del
estado de la obra y la evolución de la misma tanto analítica como
cualitativamente, es decir, incluyendo datos numéricos específicos
del progreso de la construcción, excavado, movimiento de terreno,
etc. y proporcionando un modelo digital del terreno realista,
preferiblemente texturizado, y en tiempo real, que ayude al
operario en su percepción del progreso de la obra.
Además se observa la necesidad de un sistema
autónomo e independiente de la maquinaria empleada o de las
características del terreno para su correcto funcionamiento, de
forma que pueda ser empleado sin ningún tipo de planificación o
ajuste previo.
La aparición de escáneres modernos de largo
alcance (tales como LaserAce, Mensi, Leica, Riegl, Faro, Optech)
permite caracterizar el terreno mediante la generación de modelos
tridimensionales del entorno.
En el documento de patente estadounidense US
2005/0283294 se describe un método (y un aparato) de guiado para
maquinaria pesada o de movimiento de tierras, basado en escáneres de
este tipo. Una serie de escáneres láser 3D se disponen por todo el
terreno. Las imágenes 3D obtenidas por los escáneres se transmiten a
una unidad de procesamiento remota, para determinar la geometría
del terreno e inferir también la posición de la maquinaria.
Sin embargo, tanto el método descrito en este
documento de patente US como otras aproximaciones al guiado de
maquinaria por medio de modelos digitales del terreno de trabajo,
presentan el inconveniente de que debe realizarse una planificación
previa para el correcto posicionamiento de las distintas (múltiples)
unidades de escaneo. Además, habrá superficies dentro del terreno
que no pueden ser escaneadas con estos escáneres fijos, ya que
existirán regiones de sombras provocadas por la propia topografía
del terreno y por la propia maquinaria. En particular esto último
implica que pudiera ser necesario detener la maquinaria presente en
la obra, o incluso retirarla, si se desea obtener información
tridimensional precisa de las modificaciones que se realizan en la
superficie de trabajo.
Otra importante limitación de los sistemas
actuales es la falta de realismo de los datos generados. De cara al
usuario, es importante conocer no sólo los dichos datos geométricos,
sino que además es recomendable que el modelo 3D generado a partir
de dichos datos sea lo más realista posible, de forma que resulte
intuitivo y facilite su utilización. Sin embargo, las soluciones
existentes no contemplan la incorporación de información
colorimétrica a los modelos tridimensionales.
Algunos de los recientes escáneres de largo
alcance son capaces de proporcionar la intensidad del haz láser
reflejado (LaserAce, Mensi), pero esto es sólo es una burda
aproximación al color real (monocromática, y directamente
determinada por la el ángulo de incidencia del láser en el terreno,
no sólo por la reflectancia). Otros modelos más avanzados (Leica,
Riegl, Faro, Optech) proveen el color de cada punto 3D medido,
mediante un dispositivo captador de imágenes adicional. Sin
embargo, este color tiene una resolución muy inferior a la deseable
para obtener un alto realismo (dado que se limita a la resolución
de la medición geométrica, a su vez restringida severamente por el
tiempo que se requiere para la medición completa de la escena).
Además la limitación de resolución restringe la utilización de la
información colorimétrica como medio para corregir la posición.
La invención se refiere a un sistema de
adquisición, tratamiento y visualización de datos relativos a un
trabajo realizado por una máquina en un terreno de acuerdo con la
reivindicación 1. Realizaciones preferidas del sistema se describen
en las reivindicaciones dependientes.
Las deficiencias mencionadas anteriormente se
superan con el sistema de la invención, que permite al escaneado
del terreno mediante un sistema embarcado en la propia máquina.
Según un primer aspecto de la invención, ésta se
refiere a un sistema de adquisición, tratamiento y visualización de
datos relativos a un trabajo realizado por una máquina en un terreno
que comprende:
- -
- una unidad de escaneado para capturar datos tridimensionales con información topográfica de una región de dicho terreno en un instante de escaneo,
- -
- un dispositivo de posicionamiento GPS y una unidad de medición inercial, para proporcionar datos de posicionamiento y orientación de la máquina en dicha región en el instante de escaneo;
estando escáner, dispositivo de posicionamiento
GPS y unidad de medición inercial todos embarcados en la máquina, y
comprendiendo
- -
- una unidad de procesado también embarcada, y configurada para:
- -
- aplicar un algoritmo de reconstrucción mediante primitivas geométricas (tales como triángulos), a partir de los datos tridimensionales procedentes de los medios de escaneado para obtener un primer conjunto de datos tridimensionales reconstruidos en diferentes instantes de escaneo;
- -
- mediante los datos de posicionamiento y orientación de la máquina referenciar dichos datos tridimensionales triangulados a un sistema de referencia global, y generar un único modelo digital 3D del terreno;
- -
- aplicar un algoritmo de emparejamiento mediante optimización matemática iterativa, de escaneos sucesivos, que provee un incremento de la precisión del alineamiento de las distintas tomas adquiridas en los escaneos parciales realizados, permitiendo así la corrección de los errores de posición y orientación intrínsecos al dispositivo de posicionamiento y la unidad de medición inercial, generando un único modelo digital 3D del terreno;
- -
- comparar dicho modelo digital del terreno con un modelo CAD del terreno previamente generado;
y donde el sistema además comprende:
- -
- medios de visualización para visualizar dicha comparación y para proporcionar a un usuario de la máquina información visual del posicionamiento de la máquina, proporcionando así información en tiempo real del progreso del trabajo.
El sistema de la invención preferiblemente
comprende además medios de captura de imagen para capturar datos
colorimétricos de dicha región en el instante de escaneo; y la
unidad de procesado está configurada para combinar dichos datos
tridimensionales reconstruidos y dichos datos colorimétricos, y
mediante los datos de posicionamiento y orientación de la máquina
referenciar dichos datos tridimensionales reconstruidos y
colorimétricos a un sistema de referencia global, y generar así un
único modelo digital 3D texturizado del terreno.
La unidad de escaneado puede ser un escáner
láser. La unidad de medición inercial comprende preferiblemente un
DSP configurado para implementar un algoritmo de fusión de datos
procedentes de tres fuentes de información.
La unidad de medición inercial preferiblemente
recoge datos de tres fuentes de información, que están compuestas
por tres acelerómetros 3D, tres giróscopos 3D y un magnetómetro
3D.
Sobre dichos datos tridimensionales
reconstruidos preferiblemente se aplica un mapeado de color (en el
interior de las primitivas geométricas), lo que permite obtener
resolución de color y, por tanto, un grado de realismo muy superior
al que se obtiene cuando se considera simplemente el color en los
puntos 3D medidos. Preferiblemente se realiza este mapeo para dar
más realismo. Este mapeo consiste preferiblemente en pegar el color
en el interior de cada primitiva geométrica, no sólo en los
vértices (que son los puntos medidos). Además, dichos datos
colorimétricos son empleados en la realización preferida para el
alineamiento de diferentes escaneos, logrando un mayor grado de
ajuste entre en el posicionamiento global de los mismos y acelerando
el proceso de ajuste de su posición y orientación.
La unidad de visualización del sistema -que
puede ir a bordo de la propia maquinaria-, muestra al operario el
modelo global medido del terreno visto desde el propio punto de
vista de su posición y orientación actuales (o bien desde cualquier
otro punto de vista arbitrario); también se pueden superponer otros
modelos que pudieran ser de referencia de acuerdo con el plan de
obra. Todo lo cual proporciona al operario una información clara y
precisa acerca de hacia dónde debe dirigir su actividad para
conseguir una mayor correspondencia entre el estado real y el
estado deseado.
Es, por tanto, un objetivo de la invención
proporcionar un sistema de adquisición, tratamiento y visualización
de datos tridimensionales y colorimétricos del terreno que sea
modular e independiente de las características de la maquinaria
empleada o el terreno sobre el que tenga lugar el trabajo
realizado.
La solución desarrollada en otras invenciones
mide cuidadosamente el emplazamiento y orientación del escáner,
pero esto no resulta necesario en la presente invención dado que la
unidad de escaneado va embarcada en la propia maquinaria de obra.
Efectivamente, al tratarse de un sistema embarcado, y por lo tanto
móvil, surgen problemas de posicionamiento y alineamiento de los
datos obtenidos, ya que se desconoce a priori la posición y
orientación exactas de la unidad de escaneo (que es móvil). Por
medio de un dispositivo de posicionamiento GPS y una unidad de
medición inercial se obtiene una información aproximada de la
posición y orientación en la que se ha realizado el escaneo. El
margen de incertidumbre debido a los errores propios de estos dos
sistemas es corregido en el sistema mediante el empleo de un
algoritmo software de emparejamiento mediante optimización
matemática iterativa, de escaneos sucesivos, conjuntamente sobre los
datos 3D, y en su caso colorimétricos, que provee un incremento de
la precisión del alineamiento de las vistas 3D, lo permite un ajuste
fino en la unión de las distintas tomas (siempre partiendo de la
información inicial obtenida del GPS e IMU).
Se trata, por tanto, de la fusión de la
información real obtenida por medio de sensores externos, con un
algoritmo que permite la corrección de errores intrínseco a dichas
fuentes sensoriales.
Además, al tratarse de un sistema embarcado que
acompaña a la máquina, permite aumentar el nivel de detalle de
ciertas regiones, pudiendo decidir qué regiones del terreno
necesitan de un mayor nivel de detalle para su correcta
identificación.
Tal como se ha mencionado, preferiblemente el
sistema incluye medios de captura de imagen para capturar datos
colorimétricos de dicha región de terreno en el instante de escaneo.
En primer lugar, esto permite por una parte mejorar la precisión
del alineamiento de las vistas, dado que al considerar únicamente la
información geométrica pueden surgir ambigüedades de alineamiento
(que se alineen regiones distintas con geometría similar); el color
provee información adicional cuya coincidencia se impone como
criterio adicional de cara a garantizar el alineamiento geométrico
correcto mediante optimización matemática. En segundo lugar, el
color permite distinguir características del terreno que únicamente
son detectables si se posee esta información colorimétrica del
mismo. Para un usuario no experto, la comparación del modelo
escaneado con el modelo teórico, puede resultar un proceso difícil
si no se tiene esa información de colores y texturas (información
colorimétrica). De forma adicional, en la presente invención el
color adquirido por los medios de captura de imagen se mapea en el
interior de las primitivas geométricas utilizadas para la
construcción del modelo global (típicamente triángulos), tras una
oportuna calibración previa del conjunto que provee la
parametrización necesaria para dicha proyección. De esta forma, se
consigue un modelo texturizado con un grado de realismo mucho mayor
que si se el color se limita a los puntos 3D medidos, puesto que se
alcanza una resolución del color mucho mayor que la resolución
geométrica.
Esta realización preferida del sistema con
medios de captura de imagen permite además la identificación
concreta de detalles del terreno (defectos en la superficie,
grietas pequeñas, diferencias en la tonalidad, etc.) de forma que
puedan ser identificables, por ejemplo, distintas regiones en el
modelo 3D dentro de una misma superficie plana, hecho que resulta
imposible si únicamente se utiliza un modelo 3D sin información de
color.
Los elementos esenciales del sistema se
encuentran integrados y embarcados en la máquina, gracias a lo cual
no se necesita ninguna infraestructura exterior. El sistema es
integrable a cualquier tipo de maquinaria, sin necesidad de ningún
requisito previo, e independientemente de las características de la
misma.
A continuación se pasa a describir de manera muy
breve una serie de dibujos que ayudan a comprender mejor la
invención y que se presentan como ejemplos ilustrativos pero no
limitativos de ésta.
La Figura 1 muestra una vista esquemática del
sistema de la invención en una máquina de construcción sobre un
terreno.
La Figura 2 muestra en detalle el cabezal sobre
el que están montados escáner y cámara, así como la unidad de
procesado.
La Figura 3 muestra un diagrama de flujo
esquemático del funcionamiento del sistema de la invención.
El funcionamiento global del sistema puede
observarse en la figura 1. En ella se observa una máquina de
construcción 10 trabajando sobre un terreno, habiéndose acoplado a
la máquina el sistema propuesto en esta invención.
El sistema está dotado de un escáner láser
lineal 1 ubicado en la máquina, para hacer un barrido tridimensional
del espacio que rodea a la máquina. También en la máquina está
embarcada una cámara web 3.
Escáner y cámara están en la propia máquina, que
es un elemento en movimiento, lo que permite una mejor adquisición
de los datos. Ambos están situados sobre un cabezal
pan-tilt 9, que es el encargado de posicionar el
escáner láser y la cámara Web, valiéndose de dos motores acoplados
mecánicamente. El cabezal cuenta con un control eléctrico adecuado
de forma que se puede alcanzar un elevado control de posición sin
necesidad de mantener un control en lazo cerrado.
Cada motor se encarga de un movimiento del
sistema. El primer motor 12, que es el más grande y más preciso de
los dos motores está acoplado al movimiento vertical del sistema
(tilt) a través de un sistema reductor de velocidad que amplía la
fuerza otorgada al motor y a la vez aumenta su precisión hasta los
0'25 grados por paso, que corresponde con la resolución angular
mínima del escáner láser escogido. De esta forma es posible obtener
una nube de puntos final con distancias estándar, ya que se puede
hacer que la resolución del cabezal y la del escáner láser
coincidan según la necesidad de la aplicación simplemente
modificando su configuración en el sistema de control.
El segundo motor 13, encargado del movimiento
horizontal (pan), es mucho más pequeño que el anterior. A él se
acopla directamente la cámara la cual puede ser movida sin mayor
esfuerzo ya que su peso no es muy significativo. Éste motor tampoco
requiere de una gran resolución, ya que no se necesitan muchas
imágenes para cubrir el espacio escaneado, la resolución de este
motor es de 1'5 grados por paso.
Se cuenta con un final de carrera a menos 30º
para el caso del primer motor -encargado del movimiento del escáner
láser, y a 0º para el segundo motor -encargado de mover la cámara,
de tal forma que se puede reubicar el sistema después de un periodo
de inactividad o al inicio.
El cabezal además está diseñado para que el
acoplamiento del escáner y de la cámara sea fácil y rápido.
Con esta configuración descrita para el cabezal,
el escáner láser lineal 1 es capaz de capturar las distancias
lineales al objeto más próximo dentro de la misma línea desde -90º
hasta 90º, con una resolución de 0'25º, 0'5º o 1º. Puede alcanzar
una distancia de 32 metros con 1 cm. de precisión.
La cámara 3 opera como dispositivo de vídeo, y
el software de control es el encargado de gestionar las imágenes
enviadas por ésta. El cabezal es el encargado de posicionar la
cámara.
La unidad de procesado online 18 (control,
localización, tratamiento y visualización) se encuentra integrada
en la cabina de la máquina 10, donde estará ubicado el usuario de la
misma.
La parte correspondiente a escáner 1 y cámara 3,
así como los módulos de localización GPS 7 e IMU 8, procesado 18 y
visualización 5 se encuentran integrados en la propia máquina.
El sistema está además dotado de un circuito de
control del cabezal, integrado en una pequeña caja 14 que hace muy
fácil su acoplamiento y transporte. Este circuito está divido en dos
partes:
- -
- Una primera parte que es la encargada de gestionar la comunicación con el ordenador desde el cual se controla el sistema global. Está implementada por medio de un microcontrolador pic 16F876, que se encarga de recibir las órdenes y ejecutar las tareas necesarias para llevarlas a cabo.
- -
- Una segunda parte que se encarga del control de la potencia de los motores. Consiste en un driver de potencia que amplia las señales emitidas por el microcontrolador para los motores paso a paso.
También cuenta con un hub USB 17, el cual
centraliza los puertos de comunicación de los diferentes
dispositivos (cabezal, escáner láser, cámara web) de forma tal que
hacia el ordenador de control 18 sólo se dirija un cable USB.
Mediante un dispositivo de posicionamiento GPS 7
y una unidad de medición inercial IMU 8 se obtiene información de
la posición y orientación en la que se ha realizado cada
escaneo.
La unidad de medición inercial proporciona
información precisa de variaciones en la orientación. Dispone de un
DSP que implementa un algoritmo de fusión de los datos procedentes
de tres fuentes de información integradas: tres acelerómetros 3D,
tres giróscopos 3D y un magnetómetro 3D. De esta forma se compensan
los posibles errores en la integración de la cuantía de giro
(sistema AHRS).
Por su parte, el dispositivo GPS proporciona
información del posicionamiento global del sistema. Se trata de un
GPS programable que permite la correcta integración de los datos de
posicionamiento obtenidos con los datos 3D capturados en el proceso
de escaneo, de forma que estos últimos estén correctamente
referenciados en todo momento. Alternativamente al GPS se puede
utilizar una Estación Total georeferenciada dotada de un sistema
láser que mediante apuntamiento a un prisma ubicado en la máquina, y
que determina la posición de la misma enviándose vía módem
inalámbrico a la unidad de procesado online embarcada.
Existe un cierto margen de incertidumbre debido
a los errores propios de estos dos sistemas. La correcta alineación
de los datos obtenidos con el modelo teórico generado se logra
integrando los datos de posicionamiento procedentes de dos fuentes
de información: GPS o Estación Total 7 y sistema inercial 8.
Además se aplica un algoritmo de emparejamiento
mediante optimización matemática de nubes de puntos sobre los datos
procedentes del escáner, permitiendo la correcta alineación e
integración de las distintas tomas de datos adquiridas, lo que
mejora el alineamiento de la región escaneada con el modelo CAD de
partida. Este algoritmo puede operar incluso sin la información
colorimétrica (sólo con los datos tridimensionales), si bien en
este caso la precisión que se alcanza es inferior.
El funcionamiento del sistema es el siguiente: a
intervalos continuos, o en cualquier momento si así lo demanda el
usuario de la máquina, el sistema toma una muestra del terreno. En
la unidad de procesamiento online 18 los datos 2 obtenidos por el
escáner 1 son triangulados y filtrados para construir un modelo de
superficies. A continuación se le añade la información de texturas
4 procedente de la cámara 2, y se incluye información sobre el
posicionamiento de la región escaneada a partir de los datos
procedentes del GPS o Estación Total y el sistema inercial. A
partir de los datos de posicionamiento obtenidos y mediante un
algoritmo fusión de vistas, se va construyendo un modelo
incremental 6 de la zona de construcción. Dicho modelo incremental
puede ser visualizado por el usuario junto con el modelo CAD que
contiene información del estado final deseado de la obra.
En la figura 3 se muestra una descripción más
detallada de las distintas etapas que realiza el sistema para la
construcción del modelo incremental. Una vez que el operario se
encuentre en una determinada región de interés dentro del área de
trabajo, el escáner láser 1 realiza un barrido de dicha región,
obteniendo información tridimensional 2 en forma de coordenadas 3D
(nube de puntos). Simultáneamente, la cámara 3 adquiere un conjunto
de imágenes 3a que abarcan la región escaneada. Tanto la información
tridimensional 2 como la información colorimétrica 3a son
transferidas a la unidad de procesamiento 18.
En dicha unidad se realiza la construcción de un
modelo de superficies 3D mediante primitivas geométricas
(típicamente triángulos) 4, y se añaden las texturas
correspondientes a dichas primitivas 22. De esta forma se obtiene
un modelo tridimensional texturizado 23 de la región concreta que se
encuentra frente a la máquina.
Para integrar el modelo de la región 23 generado
al modelo incremental 6 global, es necesario conocer la posición
relativa de la nueva región escaneada respecto a dicho modelo
global. Para ello, la unidad de procesamiento parte de la
información estimativa de la posición 20a y orientación 20b de la
máquina en el momento de la adquisición de los datos. Dicha
información es adquirida por las unidades GPS 7 e IMU 8. Dado que
los datos provenientes de dichas unidades son aproximados y poseen,
por tanto, un margen de error, se realiza un proceso iterativo de
corrección por software de la posición relativa de la nueva región
respecto al resto del modelo incremental previamente generado (20,
21). Suponiendo que existe una región de intersección espacial entre
la nueva región y el modelo de referencia, el proceso iterativo
emplea conjuntamente la información tridimensional adquirida por el
escáner y la información colorimétrica adquirida por los medios de
captura de imágenes para extraer puntos o regiones de similares
características en la nueva región escaneada y el modelo incremental
de referencia. La posición y orientación iniciales de la nueva
región escaneada se varían progresivamente hasta hacer coincidir la
región de intersección en ambas vistas, logrando así su correcto
alineamiento.
Finalizado dicho proceso iterativo, se actualiza
el modelo tridimensional incremental 24 con la nueva región
obtenida, y el conjunto se envía a la unidad de visualización 5. En
dicha unidad, el operario puede observar el modelo incremental
construido junto con el modelo de referencia, obteniendo así
información del progreso de la obra 25.
La invención ha sido descrita según una
realización preferida de la misma, pero para el experto en la
materia resultará evidente que otras variaciones pueden ser
introducidas sin exceder el objeto de la invención reivindicada.
Claims (6)
1. Sistema de adquisición, tratamiento y
visualización de datos relativos a un trabajo realizado por una
máquina (10) en un terreno que comprende:
- -
- una unidad de escaneado (1) para capturar datos tridimensionales con información topográfica (2) de una región de dicho terreno en un instante de escaneo,
- -
- un dispositivo de posicionamiento GPS (7) y una unidad de medición inercial (8), para proporcionar datos de posicionamiento (20a) y orientación (20b) de la máquina en dicha región en el instante de escaneo;
estando unidad de escaneado (1), dispositivo de
posicionamiento GPS (7) y unidad de medición inercial (8) todos
embarcados en la máquina (10), y comprendiendo
- -
- una unidad de procesado (18) también embarcada, y configurada para:
- -
- aplicar un algoritmo de reconstrucción mediante primitivas geométricas a partir de los datos tridimensionales procedentes de los medios de escaneado para obtener un primer conjunto de datos tridimensionales reconstruidos en diferentes instantes de escaneo;
- -
- mediante los datos de posicionamiento y orientación de la máquina referenciar dichos datos tridimensionales reconstruidos a un sistema de referencia global;
- -
- aplicar un algoritmo de emparejamiento mediante optimización matemática iterativa entre escaneos sucesivos para proporcionar incremento de precisión en el alineamiento de los datos de diferentes instantes de escaneo y corregir errores de posición y orientación intrínsecos al dispositivo de posicionamiento y la unidad de medición inercial, generando un único modelo digital 3D del terreno (24);
- -
- comparar dicho modelo digital del terreno (24) con un modelo CAD del terreno (6) previamente generado; y
en donde el sistema además comprende:
- -
- medios de visualización (5) para visualizar dicha comparación y para proporcionar a un usuario de la máquina (10) información visual del posicionamiento de la máquina, proporcionando así información en tiempo real del progreso del trabajo (25).
2. Sistema según la reivindicación 1, que además
comprende:
- -
- medios de captura de imagen (3) para capturar datos colorimétricos de dicha región en el instante de escaneo;
- y la unidad de procesado (18) está configurada para combinar dichos datos tridimensionales reconstruidos y dichos datos colorimétricos, y mediante los datos de posicionamiento y orientación de la máquina referenciar dichos datos tridimensionales reconstruidos y colorimétricos a un sistema de referencia global, y generar así un único modelo digital 3D texturizado del terreno (2).
3. Sistema según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que la unidad de escaneado (1) es
un escáner láser.
4. Sistema según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que la unidad de medición
inercial está configurada para recoger datos de tres fuentes de
información están compuestas por tres acelerómetros 3D, tres
giróscopos 3D y un magnetómetro 3D.
5. Sistema según cualquiera de las
reivindicaciones 2-4, en el que los dichos datos
colorimétricos son empleados en el alineamiento de diferentes
escaneos.
6. Sistema según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que dichas primitivas geométricas
son triángulos.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200800197A ES2341199B1 (es) | 2008-01-25 | 2008-01-25 | Sistema de control y soporte en ejecucion de obras mediante escaneadolaser. |
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| ES200800197A ES2341199B1 (es) | 2008-01-25 | 2008-01-25 | Sistema de control y soporte en ejecucion de obras mediante escaneadolaser. |
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Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| US20030135327A1 (en) * | 2002-01-11 | 2003-07-17 | Seymour Levine | Low cost inertial navigator |
| US20040073360A1 (en) * | 2002-08-09 | 2004-04-15 | Eric Foxlin | Tracking, auto-calibration, and map-building system |
| US20070032951A1 (en) * | 2005-04-19 | 2007-02-08 | Jaymart Sensors, Llc | Miniaturized Inertial Measurement Unit and Associated Methods |
-
2008
- 2008-01-25 ES ES200800197A patent/ES2341199B1/es active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| Goulette, F. et al. "An Integrated On-board Laser Range Sensing System for On-the-way City and Road Modelling". In: Proceeding of the ISPRS Commission I Symposium, "From Sensor to Imagery", Paris, 3-5. July 2006; pp. 43:1-43:6. * |
| Si-Jie Yu, Sreenivas R. Sukumar, Andreas F. Koschan, David L. Page and Mongi A. Abidi, 3D reconstruction of road surfaces using an integrated multi-sensory approach, Optics and Lasers in Engineering,Volume 45, Issue 7, July 2007, Pages 808-818. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES2341199B1 (es) | 2011-04-08 |
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