Servicios de escaneo láser 3D & modelos As-Built
Reconstruimos la geometría de elementos e infraestructuras mediante escáner láser 3D
Generación y empleo de nubes de puntos
Una nube de puntos (Point Cloud) es una gran ayuda para identificar los elementos existentes de un sitio y puede proporcionar planos muy detallados con el clic de un botón, señalando dónde se encuentran los elementos, así como sus tamaños y alturas, que luego se puede revisar en diversos softwares de modelado de construcción (Autodesk Revit, Graphisoft ArchiCAD, Navisworks, Allplan, Tekla, Solidworks...) que estemos utilizando.
En una nube de puntos cualquier vista en la pantalla siempre puede ser referenciada. Esto significa que, desde una vista en planta, elevación, sección o 3D, siempre se dispondrá de un detalle claro sobre lo que existe en esa parte particular del edificio. También nos permite modelar propuestas frente a lo existente combinándolas. lo cual es muy útil para encontrar problemas y detectar conflictos con los componentes existentes. Esto no solo es útil para arquitectos, ingenieros y constructores, sino también para contratistas de servicios, ya que el nivel de detalle que puede proporcionar una nube de puntos es extremadamente preciso. Por ejemplo, poder representar con claridad dónde se ubican las tuberías y los ductos existentes podría resultar extremadamente útil.
¿Qué es una nube de puntos (Point Clouds)?
Técnicamente, la nube de puntos (Point Cloud) es una base de datos que contiene los puntos en un sistema de coordenadas tridimensional del elemento o instalación a estudiar. Sin embargo, desde la perspectiva del flujo de trabajo típico, la nube de puntos es un registro digital muy preciso de un objeto o espacio, que contiene una gran cantidad de puntos que cubren las superficies de un objeto obtenidos mediante escáner láser o fotogrametría.
Los puntos en una nube de puntos SIEMPRE se ubican en las superficies externas de los objetos visibles, porque estos son los puntos donde el rayo de luz del escáner se refleja desde un objeto.
Si el tamaño de puntos individuales es lo suficientemente grande en cierta vista o configuración de zoom, la nube de puntos podría percibirse como una superficie continua. Si la distancia entre los puntos es ligeramente mayor, entonces podemos ver claramente que esta imagen está hecha de puntos individuales, pero aun así, nuestro cerebro puede tomar formas de un objeto de esa imagen con relativa facilidad.
Es esencial comprender que la nube de puntos es un conjunto de puntos individuales, no relacionados, con posición y color definidos. Esto hace que las nubes de puntos sean bastante fáciles de editar, mostrar y filtrar.
La utilidad de las nubes de puntos se origina, porque los puntos son objetos fáciles de manejar en grandes cantidades. Un ordenador no tiene que preocuparse por la escala, la rotación y las relaciones con otros objetos. Sólo la posición y el color son cosas que importan para el cálculo. Esto hace que las nubes de puntos sean bastante fáciles de editar, mostrar y filtrar datos.
¿Por qué utilizar nubes de puntos?
El detalle y la precisión del sistema de mapeo de la nube de puntos obtenido por medio de un escáner laser 3D la convierte en una herramienta extremadamente útil para representar digitalmente las condiciones existentes. Permite crear una representación del "mundo real" del lugar de trabajo, por lo que ya no es necesario realizar conjeturas (suposiciones), realizar visitas al sitio y las mediciones manuales que nos consumen tiempo y esfuerzo.
Por ejemplo, si estamos diseñando un edificio que se conecta a uno existente, esencialmente tendremos la representación existente y precisa, ¡pero en 3D!
Las nubes de puntos respaldan nuestro diseño al permitirnos diseñar en torno a la configuración real del sitio, lo que nos permite detallar y modelar con precisión los edificios existentes. Esto nos ayudará en eliminación de tareas, planificación de costos y la elaboración de los detalles de la construcción. Asimismo, proporcionará las configuraciones precisas para la prefabricación y verificación de la instalación de la construcción.
Uso de nubes de puntos en nuevos proyectos de construcción
Puede sonar extraño al principio, pero el escaneo láser 3D también puede desempeñar un papel importante en los nuevos proyectos de construcción. Se sabe que muchos proyectos de construcción tienen que lidiar con altos costos de errores, por ejemplo, porque los nuevos elementos que se colocan ya ajustan porque el predecesor ha cometido un error en las dimensiones. En otras palabras, Puede suceder que el edificio se desvíe del diseño durante la construcción. Este tipo de problema se puede evitar verificando las dimensiones de los elementos ya construidos en el ínterin. Las nubes de puntos ofrecen la posibilidad de realizar rápidamente una detección de divergencias entre el modelo 3D teórico (el diseño) y la situación actual en un momento determinado del proceso de construcción.
Adquisición de nubes de puntos
El factor clave en la adquisición de datos de la nube de puntos es el acceso / visibilidad a las superficies escaneadas. Es importante recordar que la nube de puntos se obtiene mediante el acceso visible a objetos reales. Independientemente del método de adquisición (escáner láser o fotogrametría) es imposible obtener puntos en las superficies que no son visibles desde la posición desde la que recopilamos datos. Esto significa que para cubrir todos los objetos que tienen que combinar muchas posiciones de escaneo.
La densidad la utilizamos para describir la resolución en el conjunto de datos recopilados, esto generalmente significa la distancia de un punto a otro. Las nubes de puntos menos densas son obviamente mucho más rápidas de capturar pero de menor detalle.
La mayoría de los datos de la nube de puntos contienen no solo la posición de un punto, sino también una descripción de las propiedades visuales, como el color de un objeto o su reflectividad.
Tipos de archivos de nube de puntos
La mayor diferencia entre los tipos de archivos de nube de puntos es el uso de ASCII y binario. El ASCII (Código Estándar Americano para el Intercambio de Información) está basado en binario (como lo están todos los lenguajes de cómputo) pero transmite información usando texto. El ASCII estándar representa cada carácter como un número binario de 7 bits. Los tipos de archivos ASCII de nube de puntos comunes son XYZ, OBJ (con algunas excepciones binarias patentadas), PTX (Leica) y ASC.
Los sistemas binarios almacenan datos directamente en código binario. Los formatos binarios de nube de puntos comunes incluyen FLS (Faro), PCD y LAS. Varios otros tipos de archivos utilizados regularmente son capaces de formatos ASCII y binarios. Estos incluyen PLY, FBX. E57 almacena datos en binario y ASCII, reuniendo muchos de los beneficios de ambos en un solo tipo de archivo.
Cada línea de texto dentro de un archivo ASCII representa un registro de retorno del láser como coordenadas espaciales (x, y, z). Se puede incluir información adicional como el color y la intensidad en algunos formatos. El principal beneficio de los archivos ASCII es un grado de universalidad en accesibilidad proporcionado por la abstracción de texto estandarizada utilizada para transmitir los datos. Los archivos ASCII, por ejemplo, se pueden abrir en editores de texto. Esta es una razón por la que se recomiendan los tipos de archivo ASCII para el archivado a largo plazo.
Sin embargo, la utilidad diaria de este tipo de acceso es mínima, y el uso de texto para transmitir datos conlleva costos. Los archivos son más grandes, contienen menos metadatos y deben leerse línea por línea , lo que disminuye las velocidades de lectura. Los formatos de archivo binario son más compactos y pueden transportar más información. Es posible incluir firmas de archivos, información de software y metadatos dentro de cada coordenada. También lleva menos tiempo procesar y visualizar archivos binarios porque pueden indexarse espacialmente, lo que les permite leerse en partes en lugar de secuencialmente. Sin embargo, existen mayores restricciones sobre cómo se puede acceder a los archivos binarios.
Georreferenciación de nubes de puntos
Una de las mayores preocupaciones cuando se trata con nubes de puntos es la necesidad de contextualizarlas dentro de un sistema de coordenadas. Las referencias geográficas de los datos de la nube de puntos es posible insertarlas en múltiples plataformas, como Faro Scene, AutoCAD, Revit ... Para la georreferenciación de nubes de puntos podemos utilizar:
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Puntos de control terrestres: Si ninguno de sus conjuntos de datos está georreferenciado, será necesario registrar en la nube de puntos algunos objetos del mundo real con una ubicación conocida. La forma más fácil de hacer esto es mediante el uso de puntos de control terrestres u objetivos que identifique el sitio.
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Registro con modelos existentes o planos: Si se dispone de otros datos georreferenciados para el proyecto, y puede alinear la nube de puntos con esos datos, entonces se tiene un método indirecto para georreferenciar su nube de puntos.
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Registro en una nube de puntos previamente georreferenciada: Método similar al anterior, pero más simple. Si se dispone de otra nube de puntos de la zona que ha sido georreferenciada previamente, se puede registrar ambas nubes de puntos, que georreferenciará la nueva nube de puntos mediante registro de nube a nube.
