¿Qué soluciones de escaneo 3D debe elegir para su proyecto?

Qué solución de escaneo 3D para su proyecto?

De la aplicación de Escaneo de teléfonos inteligentes a lo esencial Matterport, a los escáneres móviles que ofrece nuestro socio NavVis Mediante escáneres estáticos Leica, Trimble O Faro, las tecnologías de escaneo 3D evolucionan constantemente. Estas últimas corresponden al uso de cada caso más específico y te permiten avanzar a una velocidad de adquisición o precisión cada vez que tengas más puntos. Al mismo tiempo, los escáneres 3D tienen funciones y software más avanzados que les permiten optimizar el flujo de trabajo tanto para los operadores como para los modeladores, y promover el escaneo para los procesos BIM.

A continuación se muestra una descripción general de las diversas tecnologías de topografía 3D.

Algunos conceptos básicos: LiDAR, el sensor en la base de la lasergrametría

Para el sector de la construcción, algunas personas usan LiDAR para pensar en cómo usar la topografía 3D o el «escaneo láser». De hecho, todos los escáneres láser 3D estáticos y dinámicos que los presentan incorporan continuamente sensores LiDAR (detección y rango de luz).

El LiDAR es la base de la telemetría, es un sistema láser activo para medir la distancia a un objeto. Dado que se comprenden la posición y la orientación del sensor, se pueden calcular las coordenadas XYZ de un punto de la superficie donde se refleja el láser. La repetición de este proceso y del escáner láser emitido por el sensor en todo el espacio permiten constituir una "nube de puntos".

Escáneres estáticos

Los escaneres estáticos (escaneo con trípode) son las soluciones de escaneo más comunes en el mundo actual. Permite generar levantamientos muy precisos y grupos de puntos muy densos. Sin embargo, en vista de la evolución de estas tecnologías, parece que estas tecnologías son más lentas que las cámaras móviles en áreas muy y muy extensas.

Para garantizar la calidad de los datos capturados, se deben seguir varias reglas al utilizar un escáner estático:

La posición de las estaciones debe permitir una superposición significativa entre las nubes de dos estaciones consecutivas, sin aumentar el volumen de datos capturados;
"Completar" el proceso para limitar el riesgo de desviación y mejorar el procesamiento posterior de los datos;
Utilice objetivos y campos para optimizar la consolidación de la nube cuando el entorno tenga pocos elementos geométricos característicos. Debemos estar en una posición ideal: si es posible, no alineados, con una variación de altura y ser visibles desde varias estaciones. Requiere un mínimo de 3 objetivos o áreas comunes entre dos estaciones;
Identifica una densidad de puntos que se combina con las especificaciones del cliente y permite obtener puntos suficientes en términos de expectativas y objetivos;
Defina el modo correcto de color de la nube: esto solo se puede observar cuando se utilizan varias tecnologías de escaneo, pero crear estaciones en blanco y negro (que leen mucho más rápido) puede ser útil para consolidar otras nubes de colores capturadas con un escáner dinámico;
En el caso de las cámaras estáticas, hay un máximo de una foto de 360° por estación, por lo que debes ajustar cuidadosamente la posición de las estaciones para lograr un registro virtual que no se agote y te permita explorar todos los rincones. Sin embargo, puede esperar una optimización para evitar que desaparezcan el tiempo de intervención y el volumen de datos capturados.

Sistemas de escaneo móviles

Les escaneres móviles, o dinámicos, corresponden a los sistemas de topografía 3D que tienen un sistema de localización que les permite ubicarse en el espacio. Se calcula mediante varios elementos:

un sistema de posicionamiento por satélite (Sistema de navegación global para satélites o GNSS) o mediante el uso de mapas simultáneos (localización y mapeo simultáneos o SLAM) que permite al escáner crear su lista de posiciones a lo largo del tiempo;
una unidad de medicina inercial (IMU) para integrar los movimientos y movimientos del escáner para estimar su orientación y velocidad lineal. Su posición precisa se deriva de la fusión de los distintos datos de los sensores (IMU, LIDAR, cámara).

La venta de estas tecnologías radicales de adquisición móvil en su velocidad de captura. Si nos fijamos en el ejemplo del escáner móvil NavVis M6 que utilizamos en nuestros principales proyectos, podemos inspeccionar hasta 15.000 m² por día (según la configuración de la zona).

Adquisición por dron

Por último, el uso de drones permitirá identificar las áreas menos accesibles de un edificio (fachadas extremadamente altas, técnicos y áreas inaccesibles para los operadores).

En el campo del levantamiento aéreo 3D de edificios, coexisten dos métodos de adquisición de drones:

Adquisición 3D mediante LiDAR, mediante sensores LiDAR integrados en el dron, para generar una nube de puntos 3D
La producción de renderizados fotogramétricos, que consiste en reconstruir un modelo 3D a partir de fotos del edificio tomadas desde diferentes puntos de vista.

Nota: el uso de drones en el diseño de interiores está ocurriendo, ya que permite completar las áreas interiores cerradas con un escáner dinámico o estático.

¿Por qué optar por un levantamiento multi tecnológico?

La selección de tecnologías estará directamente vinculada a la explotación final de los datos, a las especificaciones del cliente y a las especificaciones de los edificios. Cada proyecto debe estudiarse de acuerdo con estas variables para definir qué soluciones se pueden adaptar y qué series serán óptimas para combinar varias de ellas.

En My Digital Buildings, dominemos un protocolo de escaneo 3D de edificios multitecnológicos. De esta manera, aprovechamos al máximo cada sistema de adquisición de mercado para satisfacer mejor las especificaciones de los edificios y las necesidades expresadas por nuestros clientes. Además, podemos aumentar nuestro campo de acción, ser más eficientes in situ y reducir nuestros tiempos de intervención y entrega.

Por ejemplo, combinamos regularmente nuestras cámaras dinámicas para cubrir rápidamente áreas grandes y de fácil acceso con cámaras estáticas que permiten acceder a áreas más congestionadas, a puntos más altos, o para identificar áreas que requieren una captura más precisa. Cuando se trata de escanear con drones, generalmente reservamos esta solución para superficies y fachadas de difícil acceso cuando el proyecto incluye escanear el exterior del edificio.

¿Cómo se democratizan las nuevas tecnologías de escaneo 3D y los proyectos de digitalización?

Las nuevas tecnologías de escaneo 3D, especialmente las más rápidas, no solo han reducido el costo asociado a una investigación, sino también el tiempo necesario para intervenir in situ. De este modo, las interrupciones asociadas a la intervención también se reducen o pueden producirse en el sector industrial, en una construcción o en un lugar ocupado.

Para eliminar estos dos posibles obstáculos a los proyectos de digitalización, los escáneres 3D de nueva generación también han democratizado los proyectos de «scan to BIM» o nuevos usos que implican la recurrencia en las encuestas. En particular, podemos identificar el ejemplo de la detección de conflictos, un método destinado a definir las acciones correctivas antes de las etapas clave de un proyecto de construcción en basandosis en las diferencias observadas entre el modelo de diseño y el número de puntos.

Al mismo tiempo, las soluciones de escaneo dinámico permiten implementar grabaciones virtuales de edificios más utilizables. De hecho, durante un estudio con un escáner estático, la cantidad de fotos capturadas es igual a la cantidad de estaciones realizadas. Sin embargo, es necesario multiplicar las estaciones para reconstituir una visita virtual que permita una visión exhaustiva del edificio, lo que se traduce en un aumento continuo. Por el contrario, cuando se utiliza un escáner dinámico, se toma una fotografía que no requiera mucho tiempo o sea restrictiva, y que sea continua y relativa a los movimientos del escáner.

La evolución continua de estas tecnologías es, de hecho, un vector real para la democratización del escáner 3D, que por extensión promoverá varios temas relacionados con la digitalización, como la implementación del BIM o las visitas virtuales a gran escala, por ejemplo.

Glosario:

ObjectivES : «paneles» hechos por una mesa de amigos ubicada en lugares del edificio que se va a levantar. Promover la consolidación del número de puntos.

Nube de puntos : un conjunto de puntos colocados en un sistema de coordenadas tridimensional. Cada punto se define por sus coordenadas x, y, y, z y, posiblemente, por su color. Esta nube es la forma geométrica de un objeto o edificio.

Escanear a BIM : proceso de modelar un edificio en función de su número de puntos

Esferas : un objeto esférico idealmente ubicado en el entorno y utilizado como referencia para reunir varias partes de una nube de puntos.

Para ir más allá:

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