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Perfilamento Laser

LiDAR

LiDAR – Perfilamento a laser

 

A tecnologia LiDAR e os sistemas inerciais são ferramentas valiosas para o mapeamento terrestre, oferecendo dados precisos e detalhados sobre o ambiente circundante. Vamos entender um pouco sobre cada uma dessas tecnologias, e conhecer o significado dos termos LiDAR, Perfilamento a laser e Laser Scanner.

 

LiDAR

LiDAR, que significa “Detecção e Alcance de Luz” (Light Detection and Ranging, em inglês), é um método de sensoriamento remoto que utiliza pulsos de laser para medir a distância entre o sensor e os objetos ao redor. Um sistema LiDAR consiste em um laser que emite pulsos de luz invisível para o ambiente e um sensor que detecta o retorno desses pulsos após atingir os objetos. Ao medir o tempo que leva para os pulsos retornarem, o sistema pode determinar a distância até os objetos com alta precisão.

Os dados coletados pelo LiDAR podem ser usados para criar nuvens de pontos tridimensionais que representam a topografia do terreno, bem como a localização e forma dos objetos presentes. Essas nuvens de pontos são extremamente úteis para mapeamento terrestre, pois fornecem informações detalhadas sobre a superfície da Terra, a vegetação, os edifícios e outros elementos geográficos.

 

IMU – Inertial Measurement Unit

Por sua vez, os sistemas inerciais, como as unidades de medição inercial (IMUs), são dispositivos eletrônicos que medem e relatam a aceleração linear, a velocidade angular e a orientação de um objeto. Eles geralmente são compostos por acelerômetros e giroscópios que registram as mudanças na velocidade e na orientação do equipamento.

No contexto do mapeamento terrestre, os sistemas inerciais são frequentemente combinados com a tecnologia LiDAR para melhorar a precisão e a eficiência da coleta de dados. Ao integrar um sistema inercial a um sensor LiDAR, é possível obter informações adicionais, como a orientação do sensor em relação à Terra, o que permite uma melhor correção dos dados coletados.

A combinação de LiDAR e sistemas inerciais é especialmente útil em aplicações de mapeamento aéreo e terrestre, onde a precisão e a sincronização temporal são essenciais. Ao incorporar dados de sistemas inerciais, é possível compensar movimentos e vibrações indesejados, resultantes de fatores como a velocidade do veículo ou turbulências atmosféricas, melhorando a qualidade dos dados obtidos.

Drone com LiDAR
Fonte: Lin et al, 2021.

Em resumo, a tecnologia LiDAR e os sistemas inerciais desempenham um papel fundamental no mapeamento terrestre, fornecendo informações precisas e detalhadas sobre o ambiente. A combinação dessas tecnologias permite a criação de mapas tridimensionais altamente precisos, contribuindo para uma ampla gama de aplicações, incluindo planejamento urbano, monitoramento ambiental, agricultura de precisão e muito mais.

 

Perfilamento Laser, Laser Scanner ou LiDAR, qual termo utilizar?

O perfilamento a laser, o scanner a laser e o LiDAR são termos frequentemente utilizados na indústria para descrever diferentes tecnologias relacionadas à captura de dados tridimensionais usando laser. Vamos entender a diferença entre eles:

  • Perfilamento a laser: O perfilamento a laser é um método de captura de dados tridimensionais que envolve o uso de um laser para medir a distância entre o sensor e os objetos ao longo de um único caminho. Ele é comumente usado para obter perfis precisos de uma superfície específica. O sensor emite um único pulso de laser em uma direção e mede o tempo que leva para o pulso retornar ao sensor após atingir o objeto. Isso permite que seja criado um perfil preciso da superfície ao longo desse caminho específico.
  • Laser Scanner: Um scanner a laser é um dispositivo que utiliza um ou mais lasers para digitalizar uma área ampla e capturar informações sobre a forma e a geometria tridimensional dos objetos presentes nessa área. Os scanners a laser são capazes de coletar dados de uma ampla área em um curto período de tempo, emitindo pulsos de laser em diferentes direções e coletando os retornos desses pulsos. Eles são frequentemente usados em aplicações como levantamentos topográficos, modelagem 3D de edifícios e reconstrução de objetos tridimensionais.
  • LiDAR: Como mencionado anteriormente, o LiDAR é uma tecnologia que utiliza pulsos de laser para medir a distância entre o sensor e os objetos ao redor. O termo LiDAR é frequentemente usado como um conceito abrangente que engloba tanto o perfilamento a laser quanto o scanner a laser. É uma combinação do perfilamento a laser e do scanner a laser, permitindo a captura de dados precisos em uma ampla área, bem como a criação de modelos tridimensionais detalhados.

Portanto, o perfilamento a laser refere-se à medição da distância em um único caminho, o scanner a laser envolve a digitalização de uma ampla área para capturar dados tridimensionais e o LiDAR é um termo mais amplo que abrange as duas tecnologias anteriores, permitindo a captura de dados em grande escala e a criação de modelos tridimensionais detalhados.

 

Algumas referências sobre o assunto LiDAR:

KHOSHELHAM, K.; ELBERINK, S. O. Accuracy and Resolution of Kinect Depth Data for Indoor Mapping Applications. Sensors, [S.l.], v. 12, n. 1, p. 143-160, 2012. Disponível em: https://doi.org/10.3390/s120100143.

VOSSELMAN, G.; MAAS, H. G. Airborne and Terrestrial Laser Scanning. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, [S.l.], v. 65, n. 2, p. 107-118, 2010. Disponível em: https://doi.org/10.1016/j.isprsjprs.2010.02.001.

GUO, B.; KHOSHELHAM, K. Accuracy Analysis of Kinect Depth Data. ISPRS Annals of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, [S.l.], v. II-5/W2, p. 83-88, 2013. Disponível em: https://doi.org/10.5194/isprsannals-II-5-W2-83-2013.

Lin, Yi-Chun, Jidong Liu, Songlin Fei, and Ayman Habib. 2021. “Leaf-Off and Leaf-On UAV LiDAR Surveys for Single-Tree Inventory in Forest Plantations” Drones 5, no. 4: 115. https://doi.org/10.3390/drones5040115

SHAN, J.; TOTH, C. K. Topographic Laser Ranging and Scanning: Principles and Processing. Boca Raton: CRC Press, 2008. ISBN: 978-1420070579.

SOUDARISSANANE, S. et al. Fusion of Mobile Laser Scanning and Terrestrial Laser Scanning Data for As-Built Building Modeling. ISPRS International Journal of Geo-Information, [S.l.], v. 6, n. 1, p. 13, 2017. Disponível em: https://doi.org/10.3390/ijgi6010013.

 

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