Estimación del Volumen de Acumulaciones en Entornos Abiertos y Confinados: Una Revisión
Autores: Alsayed, Ahmad; Nabawy, Mostafa R. A.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Estimación del Volumen de Acumulaciones en Entornos Abiertos y Confinados: Una Revisión
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Técnicas tradicionales
Avanzadas
Estimación del volumen de acopio
Tecnologías de drones
LiDAR
Espacios confinados
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Este documento ofrece una revisión exhaustiva de las técnicas tradicionales y avanzadas de estimación de volumen de acopios empleadas tanto en espacios confinados al aire libre como en interiores, ya sea mediante técnicas terrestres o aéreas. Los métodos tradicionales, como la medición manual y la imagen satelital, presentan limitaciones para manejar acopios irregulares o en constante cambio. Por otro lado, han surgido técnicas más avanzadas, como el sistema de navegación por satélite global (GNSS), el escaneo láser terrestre (TLS), la fotogrametría con drones y la detección y medición de luz aérea (LiDAR), para abordar estos desafíos, proporcionando una mayor precisión y eficiencia. Las técnicas terrestres que dependen de GNSS, TLS y LiDAR ofrecen soluciones precisas; sin embargo, para minimizar o eliminar oclusiones, los topógrafos deben acceder a lugares geométricamente restringidos, lo que representa un grave riesgo para la seguridad. Con el rápido auge de las tecnologías de drones, no fue inesperado que encontraran su camino hacia la aplicación de estimación de volumen de acopios, ofreciendo ventajas como facilidad de uso, velocidad, seguridad, eliminación de oclusiones y precisión aceptable en comparación con los métodos estándar actuales, como TLS y GNSS. Para misiones de drones al aire libre, los enfoques basados en imágenes, como la fotogrametría con drones, superan al LiDAR aéreo en rentabilidad, facilidad de implementación e información de color, mientras que el LiDAR aéreo se vuelve ventajoso al mapear terrenos complejos con cobertura vegetal, mapear en condiciones de poca luz o polvorientas y/o detectar objetos pequeños o estrechos. Las misiones en interiores, por otro lado, enfrentan desafíos como baja iluminación, obstáculos, polvo y espacio limitado. Para tales aplicaciones, la mayoría de los estudios aplicaron sensores LiDAR montados en trípodes o integrados en plataformas de riel, mientras que muy pocos utilizaron soluciones de drones. De hecho, la elección de la técnica/enfoque más adecuado depende de factores como la complejidad del sitio, la precisión requerida, el costo del proyecto y consideraciones de seguridad. Sin embargo, esta revisión pone más énfasis en el potencial de los drones para la estimación de volumen de acopios en espacios confinados y explora tecnologías emergentes, como el LiDAR de estado sólido y los sistemas de localización en interiores, que tienen una promesa significativa para el futuro. Notablemente, la investigación adicional y las aplicaciones en el mundo real de estas tecnologías serán esenciales para realizar su pleno potencial y superar los desafíos de operar robots en espacios confinados.
Descripción
Este documento ofrece una revisión exhaustiva de las técnicas tradicionales y avanzadas de estimación de volumen de acopios empleadas tanto en espacios confinados al aire libre como en interiores, ya sea mediante técnicas terrestres o aéreas. Los métodos tradicionales, como la medición manual y la imagen satelital, presentan limitaciones para manejar acopios irregulares o en constante cambio. Por otro lado, han surgido técnicas más avanzadas, como el sistema de navegación por satélite global (GNSS), el escaneo láser terrestre (TLS), la fotogrametría con drones y la detección y medición de luz aérea (LiDAR), para abordar estos desafíos, proporcionando una mayor precisión y eficiencia. Las técnicas terrestres que dependen de GNSS, TLS y LiDAR ofrecen soluciones precisas; sin embargo, para minimizar o eliminar oclusiones, los topógrafos deben acceder a lugares geométricamente restringidos, lo que representa un grave riesgo para la seguridad. Con el rápido auge de las tecnologías de drones, no fue inesperado que encontraran su camino hacia la aplicación de estimación de volumen de acopios, ofreciendo ventajas como facilidad de uso, velocidad, seguridad, eliminación de oclusiones y precisión aceptable en comparación con los métodos estándar actuales, como TLS y GNSS. Para misiones de drones al aire libre, los enfoques basados en imágenes, como la fotogrametría con drones, superan al LiDAR aéreo en rentabilidad, facilidad de implementación e información de color, mientras que el LiDAR aéreo se vuelve ventajoso al mapear terrenos complejos con cobertura vegetal, mapear en condiciones de poca luz o polvorientas y/o detectar objetos pequeños o estrechos. Las misiones en interiores, por otro lado, enfrentan desafíos como baja iluminación, obstáculos, polvo y espacio limitado. Para tales aplicaciones, la mayoría de los estudios aplicaron sensores LiDAR montados en trípodes o integrados en plataformas de riel, mientras que muy pocos utilizaron soluciones de drones. De hecho, la elección de la técnica/enfoque más adecuado depende de factores como la complejidad del sitio, la precisión requerida, el costo del proyecto y consideraciones de seguridad. Sin embargo, esta revisión pone más énfasis en el potencial de los drones para la estimación de volumen de acopios en espacios confinados y explora tecnologías emergentes, como el LiDAR de estado sólido y los sistemas de localización en interiores, que tienen una promesa significativa para el futuro. Notablemente, la investigación adicional y las aplicaciones en el mundo real de estas tecnologías serán esenciales para realizar su pleno potencial y superar los desafíos de operar robots en espacios confinados.