Qué es un sistema LiDAR?

Un sistema LiDAR (de sus siglas en inglés “Light Detection And Ranging”) es una tecnología que permite medir distancias desde un emisor láser a un objeto o superficie. Es probable que hayas usado alguna vez un puntero láser, bien durante una conferencia para señalar puntos concretos de tu ponencia o bien para jugar con tu gato. La tecnología LiDAR funciona de forma similar. El puntero láser en tu mano sería el emisor que emite un haz de luz el cual sería el punto rojo que es reflejado en los objetos (la pared de tu casa, el suelo, una mesa, etc.). Pero un dispositivo LiDAR no se queda ahí. El haz de luz rebota en los objetos (es reflejado) y vuelve al dispositivo (el puntero láser). El dispositivo entonces es capaz de medir el tiempo que tarda la luz en “viajar” desde tu mano hasta el objeto y volver, de ese modo es posible conocer a qué distancia se encuentra la superficie reflejada del dispositivo: D = (V x t) /2 Donde la velocidad es 300.000 km/s (velocidad de la luz en el vacío). La distancia se divide entre 2 porque el haz de luz viaja del emisor al objeto y vuelve de nuevo al emisor.

¿Puntos o retornos?

El proceso anterior ocurre miles de veces por segundo, y cada vez que la luz toca un objeto o una superficie rebota y vuelve al dispositivo emisor registrando las coordenadas XYZ del punto exacto en el que rebotó la luz. Por tanto, lo que se obtiene con el LiDAR es una serie de retornos (vulgarmente conocidos como puntos) que dibujan la superficie de un objeto que puede ser desde una pieza de maquinaria industrial hasta una ciudad.

Componentes de un sistema LiDAR

Ahora bien, ¿Qué pasa si lo que necesitamos es “capturar” tridimensionalmente una ciudad? En el caso del LiDAR aerotransportado, el puntero láser ya no estaría en nuestra mano, sería un emisor o scanner LiDAR en movimiento que iría sujeto a una plataforma instalada en un dron, helicóptero o avión. De poco nos servirá representar tridimensionalmente grandes superficies como una ciudad o un bosque si no conocemos la posición georreferenciada en el espacio de los árboles, edificios y demás mobiliario urbano. En este caso, los dispositivos LiDAR van equipados con un GPS que sirve para conocer en cada momento la posición del emisor y de este modo saber exactamente las coordenadas de cada retorno del láser con precisiones centimétricas. Sin embargo, el GPS no es suficiente para obtener una alta precisión sobre la posición de los datos. Además es necesario un sistema llamado “IMU” por sus siglas en inglés “Inertial Measurement Unit” que se acopla al avión para registrar los giros, rotaciones e inclinaciones realizadas por el vehículo aéreo. Por último, gracias a un ordenador, los miles de millones de puntos capturados por un LiDAR son procesados y usando la información GPS y del IMU, podemos conocer y ajustar su posición real en el espacio y representar grandes extensiones de terreno mediante puntos o retornos.