¿Qué es una nube de puntos y cómo se generan?

Sep 15 / JP Global Digital
Las empresas continúan generando nuevas tecnologías, revolucionando por completo las industrias. Una de las tecnologías más prometedoras que pretende cambiar nuestra interacción con el mundo físico y los activos industriales es la nube de puntos.

Imagína todo lo que puedes hacer al tener una réplica digital 3D exacta y realista de cualquier activo industrial.

Las nubes de puntos han dado lugar a una nueva revolución industrial. Esta nueva tecnología todavía está mostrando sus capacidades y ya está creando un impacto significativo en la industria. Sin embargo, todavía existen muchas dudas sobre lo que es. Vamos a verlo en detalle.

¿Qué es una nube de puntos?

Las nubes de puntos son réplicas digitales en 3D de activos físicos realizadas a partir de un conjunto medido de puntos de datos en el espacio (ver imagen a continuación). Técnicamente, una nube de puntos es un conjunto de datos que contiene millones de puntos que existen dentro de tres dimensiones, cada uno con coordenadas X, Y y Z y algunos otros atributos (por ejemplo, valores de intensidad y RGB) en algunos casos. Cada punto representa parte de una superficie dentro de un área en particular, convirtiéndose en un registro digital real de un objeto o espacio.
Pensemos en estos puntos como píxeles en una imagen, pero dentro de un entorno 3D. Al igual que al tener más píxeles, obtienes una mejor calidad en tus fotos; cuanto más densa sea la nube de puntos, más detalles y propiedades del terreno contendrá. Incluso las características más pequeñas y los detalles de textura.

¿Cómo se genera una nube de puntos?

1. Escaneo láser

Los escáneres láser 3D utilizan tecnología LiDAR, que significa detección de luz y rango. Esta tecnología utiliza un láser pulsado para medir la distancia entre los objetos circundantes y el escáner, lo que resulta en un escaneo 3D de lo que se encuentra a lo largo de su trayectoria.

La mayoría de los escáneres láser terrestres avanzados capturan más de un millón de puntos por segundo e imágenes 360 fotorrealistas con una precisión milimétrica.

La tecnología de escaneo LiDAR viene en diferentes formas y tamaños, desde escáneres montados en trípode hasta drones. Estos escáneres se pueden acoplar a helicópteros, coches, aviones pequeños e incluso se pueden utilizar en equipos terrestres móviles. Estas tecnologías tienen sus pros y sus contras, pero escoger una sobre la otra depende del uso planeado para las nubes de puntos.

Por ejemplo, el escáner montado en trípode es el más adecuado para lograr una precisión milimétrica en aplicaciones industriales y de ingeniería. Sus características estáticas les permiten capturar millones de puntos por segundo, aumentando el nivel de detalle del modelo.

Para digitalizar una instalación completa, los escáneres láser montados en trípode deben ubicarse en diferentes posiciones para capturar la forma general de todos los objetos o el área de interés. Cuando se completa el escaneo del sitio, los datos recopilados se unen como un rompecabezas, creando una captura completa de la escena.

2. Fotogrametría

Cuando se desea digitalizar un área grande en poco tiempo o realizar un realismo visual en 3D de un objeto físico, la fotogrametría es el camino a seguir.

La fotogrametría consiste en tomar fotografías del espacio desde diferentes ángulos y distancias para capturar la superficie tridimensional de los objetos. Después de capturar los datos, esas fotos se importan a un software de fotogrametría especializado para su posterior procesamiento, lo que da como resultado un modelo 3D.

La principal ventaja del uso de fotogrametría aérea es poder capturar una gran extensión del área desde elevaciones más altas, lo que permite una mayor precisión y detalle de los activos verticales.

El resultado principal del software de fotogrametría es una malla 3D.

Las mallas son representaciones digitales sólidas en 3D de objetos y superficies. La principal ventaja de la fotogrametría sobre el escaneo láser es la calidad de la textura de la malla 3D. Las mallas generadas con tecnología de escaneo láser no son comparables a las de fotogrametría, incluso con la nube de puntos densa y coloreada y con los avances de generación de malla desde nube de puntos (malla-desde-puntos).

No obstante, hay una verdad no hablada sobre la diferencia entre la nube de puntos y la malla 3D. La malla 3D está diseñada para mejor visualización en lugar de para alta precisión, por lo que no se recomienda su uso para mediciones precisas o aplicaciones de AIC (arquitectura, ingeniería y construcción).

Qué software utilizar

Constantemente se lanzan nuevos softwares y nuevos equipos para mejorar y reducir el tiempo del proceso de captura y adquisición de datos. El futuro de las nubes de puntos es brillante y la mayoría de los sectores industriales, incluso los gobiernos, están comenzando a darse cuenta de las capacidades de esta tecnología revolucionaria.

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