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Sistema LIDAR para drones – Sensores LIDAR

Hasta hace muy pocos años, los trabajos de campo con sistemas LIDAR aerotransportados solo era posible de llevar a cabo mediante el empleo de avionetas o helicópteros debido a las enormes dimensiones y al elevado peso de estos sistemas de escaneo láser. Pero como se ha visto en otros sectores, como el de la fotografía o el de la telefonía móvil, el continuo desarrollo tecnológico ha hecho posible reducir notablemente las dimensiones de los sensores LIDAR, hasta el punto de poder aerotransportarlos empleando drones comerciales con un peso menor a 25 kg.

El sector de sensores LIDAR para drones está creciendo rápidamente en el último par de años. En un corto período de tiempo, los fabricantes han ido mejorando las prestaciones de dichos sensores mientras tratan de cada vez más reducir sus dimensiones. Gracias es este avance en los próximos 5 años seremos testigos como la mayoría de los trabajos con sistemas LIDAR se realizarán con la ayuda de drones.

¿Qué es un sistema LIDAR?

Un LIDAR (Light Detection And Ranging) es un sensor activo que permite medir la distancia entre el dispositivo y un determinado objeto mediante la emisión de un haz láser pulsado. Para conseguir medir la distancia se calcula el tiempo de retraso entre el momento de emisión del pulso láser y la posterior detección del reflejo o rebote de dicho pulso.

En el caso de un sistema LIDAR aerotransportado (ALS) se realiza el barrido de una superficie determinada emitiendo pulsos regularmente y registrando los rebotes o ecos que se producen sobre la superficie para posteriormente generar una nube de puntos de coordenadas tridimensionales xyz.

Sistema LIDAR aerotransportado

Los sistemas LIDAR permiten obtener un elevado número de puntos con una gran homogeneidad espacial. Sin embargo, estos sistemas no permiten identificar fácilmente el objeto sobre el cual han impactado los pulsos de haz de luz, por lo cual se suelen capturar imágenes fotogramétricas junto con la captura de datos LIDAR. Estos sistemas pueden llegar a generar hasta 150.000 pulsos láser por segundo y por lo general operan en la región visible, ultravioleta o infrarroja del espectro electromagnético.

Los subsistemas que componen un sistema ALS para drones son los siguientes:

  1. Escáner láser: emisor del haz de luz y receptor electro-óptico.
  2. Receptor GNSS: posición y altura del sistema.
  3. Sistema inercial (IMU): determina los giros y trayectorias de la aeronave.
  4. Receptor GNSS en tierra: funciona como referencia para corregir las medidas de posicionamiento generadas por el receptor GPS embarcado en el dron.
Subsistemas de un sistema LIDAR para drones

Aplicaciones

Los sistemas LIDAR para drones son especialmente empleados en las siguientes aplicaciones:

  • Agricultura y silvicultura
  • Arqueología y documentación del patrimonio cultural
  • Creación de mapas
  • Topografía en la minería a cielo abierto
  • Inspección estructural de obras
  • Topografía de entornos urbanos
  • Administracion de recursos
  • Evasión de colisiones
  • Modelado de costas y de marejadas
  • Modelación hidrodinámica
  • Modelos de Elevación Digital

Los 9 mejores sensores LIDAR para drones

A continuación presentaremos los 10 mejores sensores LIDAR del mercado que pueden ser embarcados en drones.

Lidar Lite V3

En el primer lugar de esta lista de sensores Lidar para drones se encuentra el pequeño Lidar Lite V3, una solución perfecta para aplicaciones que requieren un sensor lidar de dimensiones reducidas y bajo consumo de energía.  Con un alcance de hasta 40 metros, el Lite V3 por menos de 200€ ofrece mediciones ópticas de distancia de alto rendimiento con una precisión de +/- 0.025m.

  • Dimensiones: 20 x 48 x 40 mm
  • Peso de 22 g
  • Resolución de 1 cm
  • Precisión de hasta +/- 2,5 cm a distancias superiores a 1 m.
  • Rango de detección de hasta 40 m
  • Velocidad de actualización de hasta 500 Hz
  • Interfaz de comunicación: I2C o PWM
  • Potencia (voltaje de funcionamiento): 4,75-5,5 V de CC; 6 V máx.
  • Longitud de onda láser/potencia máxima: 905 nm/1,3 vatios
  • Apertura óptica de 12,5 mm
  • Rango de detección de hasta 215 m
  • Peso de 75 g
  • 8 segmentos independientes con adquisición simultánea y capacidad de discriminación laterales
  • Opciones de anchura de haz: 20 °, 48 ° y 100 °
  • Velocidad de actualización de hasta 100 Hz
  • Inmune a la luz ambiente
  • Gran robustez, sin partes móviles
  • Incluye Leddar Enabler SDK
  • Basado en la plataforma LeddarVu modular para una integración flexible y personalizable
  • Excelente relación costo/rendimiento
  • Precisión de ± 2 cm
  • Peso de 1,3 kg con cableado
  • 32 Canales
  • Rango de detección 80-100 m
  • 700.000 puntos por segundo
  • 360 ° Horizontal FOV
  • + 10 ° a -30 ° Vertical FOV
  • Bajo consumo de energía
  • Diseño robusto
  • Retorno dual
  • Peso de 830 gramos
  • 16 canales
  • Rango de detección de 100 m
  • 300.000 puntos por segundo
  • 360º FOV Horizontal
  • ± 15 ° FOV Vertical
  • Bajo consumo de energía
  • Precisión de 10 mm
  • 200 escaneos por segundo
  • 500.000 puntos por segundo
  • El campo de visión de hasta 330º para la adquisición de datos
  • Patrón de punto Regular, líneas de exploración perfectamente paralelas
  • Peso de 3,5 kg
  • Fácil montaje en drones profesionales
  • Interfaz mecánica y eléctrica para el montaje de la IMU
  • Conexión LAN TCP/IP
  • Almacenamiento de datos de exploración en la memoria interna SSD de 240 Gb
  • Precisión de 10 cm
  • Frecuencia escáner láser de 40 kHz
  • Peso de 2,1 kg batería incluida
  • Consumo de energía de 10W
  • Autonomía de 2 horas
  • Totalmente autónomo y puede ser montado de forma rápida en cualquier avión no tripulado
  • Escáner láser multi-eco
  • Precisión de 4cm
  • Frecuencia escáner láser de 300 kHz
  • Peso de 1,6 kg batería incluida
  • Consumo de energía se 15W
  • Autonomía de 2 horas
  • Robusto y fiable
  • Totalmente autónomo y puede ser montado de forma rápida en cualquier avión no tripulado
  • Peso de 2,5 kg
  • Longitud de onda de 905 nm
  • 700.000 puntos por segundo
  • Alcance máximo de 100 metros
  • Campo de visión: 360º vertical y 41º de horizontal

  • Precisión de 5 cm
  • Peso de 1,3 kg
  • Montaje flexible para diferentes plataformas incluyendo drones
  • Registro de datos en memoria integrada

Ernesto Santana

Soy editor y administrador de XDrones.es, un portal web especializado en todo lo referente al mundo de las aeronaves no tripuladas (UAVs por su sigla en inglés) y/o drones.

21 Comentarios

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  • Hola Ernesto, me gustaria octener mas informacion sobre estos productos lidar, trabajo en la area de topografia me interesa .
    Sls.
    Marcelo.

  • Hola Ernesto, estoy proponiendo un mini proyecto piloto donde el componente fluvial es crítico, se ha de obtener la batimetría (debajo del agua) a la vez la topografía de un tramo corto del cauce del río (atraviesa la ciudad). Se requiere una tecnología de bajo costo, creo que el binomio Dron + Sensor Lidar puede ser una opción; por favor ilustranos sobre sus aplicaciones, softwares, operación y presupuesto, Atte, Wilder.

  • Excelente informacion Ernesto.
    Tienes algunos rangos de precios para estos sistemas ?
    Ando en busca de uno de ellos para realizar mapeo con drones y Sistema lidar.
    Muchas gracias

  • Hola Ernesto
    Me gustaria saber mas sobre el modelo LeddArtech – Vu8
    valor y si es posible para el empleo de fotogrametria
    PD. si me lo puedes hacer llegar al correo (ivocea2@gmail.com),(icea@omserv.com)
    antento a tu comentario.

  • Esnerto muy buena tu información, quisiera que me apoyaras un poco con tus conocimientos en la materia para saber cuales son las diferencias a la hora de levantar información de topografia, indice de vegetacion, cartografia y control de la erosión costera en zonas arenosas con tecnología LiDAR y con cámara multiespectral, supongamos que se cuenta con dos Phanton 4 pro uno equipado con Leddar techVu8 y otro con sentera HIGH-PRECISION NDVI como multiespectral o si estos UAV no son apropiados cuales serian los ideales.. Gracias por la info !!

  • Buenos Dias Erneso, Quisiera que me colaboraras decidir sobre cual seria el Drone con Lidar mejor del mercado para poder comprar, me gustaría saber donde se puede adquirir y que tiempo podría estar en Colombia

    • Soy Michael Arroyo de chile y necesito orientacion para adquirir un dron con este sistema de radar que me detecte oro, ya que el lugar donde me encuentro contiene varios yacimientos; pepitas de oro, entierrros. Especificamente necesito valores del equipo completo y donde ubicarlos. esopero Respuestas al correo fotografiatalagante@gmail.com

  • Ernesto Santana Soy de Antioquia Colombia, sé donde hay guacas indigenas de oro y entierros requiero de una persona que tenga este tipo de drones para detectar estas riquezas, favor llamar al Tel: 311 765 8754 o al Email maestroluish@gmail.com espero respuesta. Gracias. Luis Hernando Vargas Durango

  • Estimado amigo Ernesto Santana felicitarte por el artículo, así mismo quisiera saber el costo de un sensor LIDAR para un DRONE Matrice 210 y si tienes algún proveedor que puedas recomendar, gracias.

  • Hola Ernesto, de estos Lidar, hay alguno más adecuado para batimetría. Se supone que es más aconsejable trabajar con la londitud de onda del verde para atravesar el agua ya que en el IR no la atraviesa muy bién. Existiría alguno que te permitiera trabajar con distintas longitudes de onda ???

    Muchas gracias.

    Un saludo, Fco

  • Buenas Ernesto, poseo un Phantom 4 pro y quisiera saber que equipos lidar le podría anexar a mi drone, y como averiguar los precios.

    Saludos

  • Hola Ernesto,

    Gracias por el interesante portal de XDrones que administras. Estoy intentado encontrar un dispositivo/antena de GeoRadar para poder equiparlar en el drone. Sé que en EEUU ya se está utilizando, pero desconozco si en España ya está disponible. Sabes algo sobre esto? Gracias!!!

  • Buen día Ernesto,
    La función de la empresa donde laboro se dedica a los levantamientos topográficos, enfocado en cálculo de volumenes de agregados de plantas. Quisiera saber, si es efectivo el uso del sensor LIDAR para el calculo de volumenes en comparación de uso de la fotogrametría, que datos son los que me genera el sensor LIDAR, que aplicación para insertar los datos es el que debo de utilizar?

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