sensor lidar
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¿Qué es un sensor LiDAR y cómo funciona?

Un Sensor LiDAR, del acrónimo LiDAR (en inglés, Light Detection and Ranging o Laser Imaging Detection and Ranging) es un sistema de medición y detección de objetos a través del láser. En otras palabras: una tecnología de escaneo y teledetección que utiliza la emisión de un pulso de láser para calcular superficies y mapear espacios en tres dimensiones (3D).

Sensor Lidar

Existen tres tipos básico de sensores LiDAR:

  • Aerotransportado; se utiliza desde un helicóptero, avión o drone, en donde el láser se pulsa a través del aire y la vegetación.
  • Terrestre: pueden ser móviles, en caso se usen desde vehículos en movimiento, y estacionarios.
  • Acuático: láser barimétrico, usado para recopilar tanto la profundidad como elevación del agua y que es utilizado en el estudio de fondos marinos.

Adicionalmente, están compuesto por tres elementos esenciales:

  • Escáner láser, el cual sirve para medir distancias y ángulo.
  • Sistemas de navegación y posicionamiento tales como el GPS (Global positioning system, Sistema de posicionamiento global) e INS (Inertial navigation system, Sistema de navegación inercial), debido a que es sumamente importante que la posición y orientación del sensor confirmen que los datos capturados son datos utilizables.
  • Tecnología informativa, la cual sirve para procesar y aprovechar los datos recogidos.

¿Cómo funciona un sensor LiDAR?

En primera instancia, el escáner emite rayos láser infrarrojos que impactan sobre determinados objetos y rebotan. Posteriormente, aquellos rayos que “regresan” son registrados por un receptor y se realiza una medición de la distancia (tiempo de viaje x velocidad de la luz). Vale mencionar que un LiDAR dispara miles de rayos por segundo, los cuales generan la llamada “nube de puntos” (colecciones de puntos de elevación), la cual se combina con información posicional GPS/INS y genera un mapa de puntos tridimensionales reales.

Asimismo, el LiDAR se clasifica en dos categorías: por tipo de láser y por tipo de escaneado. Con relación al tipo de láser, el sensor puede presentar LiDAR de pulsos (en el cual el proceso de medición se lleva a cabo mediante el cálculo del tiempo en que tarda un pulso desde que es emitido y hasta que es captado por el receptor) y LiDAR de medición de fase (el número de longitud de ondas enteras recorridas que resulta de la diferencia de fase entre señales emitidas y reflejadas).

El tipo de escaneado presente en los LiDAR, por su parte, puede tomar cuatro formas: a modo de líneas (se producen líneas paralelas al momento de realizar el escaneado debido a que el sensor posee un espejo rotatorio que desvía el haz láser), zizgag (el espejo rotatorio produce líneas en forma de zigzag como patrón de escaneado debido a que el espejo es rotatorio en dos sentidos, ida y vuelta), fibra óptica (el haz láser es desviado desde un cable de fibra óptica, y el patrón de escaneado toma la forma de pequeñas circunferencias) y elíptica (el patrón de escaneado toma forma elíptica, el cual se produce a través del desvío del haz láser por intermedio de dos espejos).

Esta tecnología ha sido aplicada en múltiples campos que hacen uso de labores de mapeo, tales como:

  • Agricultura: exploración y estudio de la estructura del suelo, con lo cual se permite identificar qué especies son idóneas para el cultivo.
  • Topografía: creación de ortofotos o fotografías de determinadas áreas de la superficie terrestre, determinación del uso de la tierra e investigación de deslizamientos de tierra.
  • Arqueología: detección de vestigios y ciudades ocultas escondidas bajo la vegetación.
  • Ciencias forenses: reconstrucción de escenas del crimen y detección de zonas de entierro de cadáveres debido a la presencia de anomalías en la tierra.
  • Fotografía: su inclusión en los últimos modelos del iPhone Pro causó sensación, ya que ayudó a que las funciones de realidad aumentada y de fotografía de dicho teléfono fueran más especializadas y ayudaran a mejorar la experiencia de los usuarios.
  • Meteorología: medición y monitorización de fenómenos atmosféricos y calidad del aire.
  • Ambito automotriz: en aquellos autos que poseen modo de piloto automático, el sensor ayuda a detectar la naturaleza y proximidad de objetos que circunden el vehículo. Esto permite que el auto no requiera de un sujeto que lo maneje, lo que también ayuda a disminuir el número de accidentes de tráfico.
Sensor Lidar

¿Cuáles son las ventajas que proporciona?

En primer lugar, este sensor puede funcionar por sí solo o de manera autónoma y no depende exclusivamente de la interacción con un ser humano. Este hecho implica un ahorro significativo de tiempo y esfuerzo. En segundo lugar, permite crear modelos en tres dimensiones (a diferencia de la fotogrametría, por ejemplo, que solo es capaz de crear modelos basados en imágenes bidimensionales), los cuales recogen información que involucra densidad de superficies. También recopila datos precisos de forma instantánea gracias al uso del láser, lo cual contribuye a agilizar procesos.