Combinando el escaneo terrestre con una sonda de ecos multihaz

La creciente demanda de levantamientos batimétricos en 3D de alta resolución a profundidades cada vez mayores, requiere una innovación constante. Con esto surge un gran desafío: la recalculación entre los modelos 3D terrestres y los batimétricos.

OPSIA, una oficina de ingeniería francesa especializada en todo tipo de estudios, asumió el reto y resolvió este problema con una solución única: combinar una sonda de ecos multihaz (Multi-Beam Echo Sounder “MBES”) y un escáner láser terrestre.

El proyecto consiste en combinar dos sistemas diferentes que son el MBES y un escáner láser terrestre, ambos utilizados con un Sistema de Navegación Inercial (INS). El proyecto se creó con la idea de utilizar diferentes dispositivos de la empresa (MBES, escáner láser, INS) y obtener una solución combinada de sistema: MBES y sistema de mapeo móvil (Mobile Mapping System “MMS”).

La solución:

• La ecosonda multihaz de opción completa Teledyne Reson T20-P
• El FOCUS S150, escáner láser terrestre de Faro utilizado como sistema de mapeo móvil (MMS)
• El Ekinox-U INS de SBG Systems (IMU conectado a un SplitBox GNSS)

Sincronización MMS y MBES

• El sistema de ecosonda multihaz (MBES)

El sistema de navegación inercial se utiliza e integra según lo recomendado por Teledyne Reson, es decir, interconectando el procesador sonar portátil, el MBES y el INS. Todos los dispositivos se sincronizan utilizando una señal PPS constante.

• El sistema de mapeo móvil (MMS)

El MMS se combina con el INS gracias al uso de una señal PPS (Pulse-Per-Second Signal) única, enviada a través de uno de los puertos seriales en el Splitbox, para iniciar la grabación de datos del escáner láser y otro puerto para detener la grabación de datos. Gracias al registro del "Event Marker" correspondiente a la primera señal PPS, la sincronización en el tiempo es posible entre los datos del INS y los datos del escáner láser.

El Ekinox INS está en el centro de todo el sistema. El MBES está conectado al SplitBox, que permite la comunicación con el IMU (Inertial Measurement Unit)  y GNSS (Global Navigation Satellite System). El escáner láser está conectado a la Splitbox para recuperar la marca de tiempo de cada rotación del espejo del escáner láser. Gracias a esto y al uso de otro pequeño componente eléctrico (Arduino NANO), ambos dispositivos se sincronizan en el tiempo.

Resultados y conocimientos

Los resultados del Sistema de Mapeo Móvil son bastante buenos. Si bien OPSIA no tuvo tiempo suficiente para evaluar la precisión del sistema por ahora, la trayectoria dada por el sistema INS parece ser buena, y la nube de puntos obtenida mediante la combinación del escáner láser y el sistema INS parece ser también buena. El Ekinox-U coincidió con el uso del escáner láser.

¡Una gran parte del proyecto está hecho! El siguiente paso es tratar de combinar el MMS con el MBES, que parece ser una formalidad.

Los resultados deberían ser así:

Crédito de todas las fotos: OPSIA