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Reconstrucción de Acumulaciones en Interiores Usando LiDARs de Punto Único Actuados por Drones

Autores: Alsayed, Ahmad; Nabawy, Mostafa R. A.

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico
2022

Reconstrucción de Acumulaciones en Interiores Usando LiDARs de Punto Único Actuados por Drones


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Robótica

Palabras clave

Estimación del volumen de acopios
Sensor LiDAR 1D
Dron
Nube de puntos
Acopios 3D
Error volumétrico.

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Se presenta un enfoque de bajo costo, pero preciso, para la estimación del volumen de acopios en espacios de almacenamiento confinados. El enfoque novedoso se basa en activar un sensor de detección y rango de luz de un solo punto (LiDAR 1D) utilizando un micro servo motor a bordo de un dron. Los rangos de LiDAR recopilados se convierten en una nube de puntos que permite la reconstrucción de acopios en 3D, lo que permite calcular el volumen bajo la superficie reconstruida. El enfoque propuesto fue evaluado a través de simulaciones de una amplia gama de condiciones operativas de misión mientras se mapeaban dos formas diferentes de acopios dentro del simulador robótico Webots. Se investigaron las influencias de la modulación de la trayectoria de vuelo del dron, la forma de onda del movimiento del servo, la velocidad de vuelo y la velocidad de guiñada en el rendimiento del mapeo. Para trayectorias rectangulares simples, se encontró que tener trayectorias más largas adyacentes a las paredes de almacenamiento proporciona los mejores resultados de reconstrucción con un consumo de energía razonable. Por otro lado, para trayectorias rectangulares cortas dentro del espacio central de almacenamiento, la velocidad de guiñada en las esquinas debe disminuirse para asegurar una buena calidad de reconstrucción, aunque esto puede llevar a un consumo de energía relativamente alto. Comparando los valores de error volumétrico, el error promedio del sistema LiDAR 1D propuesto, al operar a 6 grados·s-1 de velocidad máxima de guiñada en las esquinas, fue del 0.8 +/- 1.1%, en comparación con el 1.8 +/- 1.7% y el 0.9 +/- 1.0% de las opciones LiDAR 2D y 3D, respectivamente. Además, en comparación con los LiDAR 2D y 3D, el sistema propuesto requiere menos velocidad de escaneo para la adquisición de datos, es mucho más ligero y permite una reducción sustancial en el costo.

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