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Elevando la precisión en la topografía aérea: DJI Zenmuse L2 vs. Sensores LiDAR L1

Actualizado: 13 dic 2023


El ámbito de la topografía y la cartografía aéreas ha sido testigo de una actualización transformadora con el lanzamiento del sensor LiDAR Zenmuse L2 de DJI, construyendo sobre la sólida base establecida por su predecesora, la Zenmuse L1. Con avances orientados a una mayor precisión, un mayor rango de detección y una mejor integración, el L2 emerge como un modelo de innovación para los profesionales de la cartografía topográfica, la silvicultura, la planificación urbana y la agricultura de precisión. A medida que profundizamos en los detalles, resulta bastante evidente que el nuevo sensor L2 no es solo una iteración sino un salto adelante en la tecnología LiDAR.


Comprender LiDAR y sus tecnologías complementarias



¿Qué es LiDAR?

LiDAR, que significa Detección y alcance de luz, es similar al de un murciélago. Ecolocalización pero con luz. Esta tecnología utiliza una luz láser pulsada para medir distancias a la Tierra, generando información tridimensional precisa sobre la forma y las características de la superficie del terreno.


Mapeo 3D preciso

En esencia, LiDAR se trata de precisión y detalle. Emite hasta millones de pulsos láser por segundo, y cada pulso rebota en el sensor después de golpear un objeto. Al medir el tiempo que tarda cada pulso en regresar, LiDAR calcula la distancia exacta a los objetos, lo que da como resultado una compleja 'nube de puntos' que forma un mapa tridimensional de alta precisión del área estudiada.

Toma de decisiones mejorada

Para los topógrafos y profesionales de la cartografía, LiDAR supone un punto de inflexión. Esta tecnología proporciona varias ventajas sobre los métodos topográficos tradicionales:

  • Velocidad y eficiencia LiDAR puede cubrir grandes áreas mucho más rápidamente que los métodos topográficos terrestres, capturando grandes conjuntos de datos en una fracción del tiempo.

  • Accesibilidad: puede inspeccionar áreas peligrosas o de difícil acceso sin poner en riesgo a los topógrafos, como terrenos escarpados, bosques densos o zonas de desastre.

  • Datos completos: LiDAR captura una gran cantidad de datos en una sola pasada, lo que a menudo revela detalles que el ojo humano u otros métodos podrían pasar desapercibidos.

Versatilidad: es capaz de penetrar la vegetación y capturar la superficie del suelo debajo, lo que es particularmente útil en silvicultura y gestión de tierras.


LIDAR y RGB

Mapeo de texturas y detalles mejorado

LiDAR sobresale en la creación de representaciones 3D precisas del entorno estudiado midiendo la distancia entre el sensor y el objetivo con precisión láser. Cuando los datos LiDAR se combinan con imágenes RGB de alta resolución, se proporciona una nube de puntos texturizada y coloreada que ofrece una comprensión más completa del entorno. Este contexto visual es esencial para aplicaciones donde el detalle y el color del terreno son necesarios para el análisis, como en la gestión del territorio, la conservación ambiental y la planificación urbana.

Datos geoespaciales precisos

La fusión de datos de cámaras LiDAR y RGB permite la creación de imágenes georreferenciadas. Esto significa que cada píxel de la imagen se puede asociar con una ubicación precisa en el espacio físico, lo que permite análisis detallados como la detección de cambios a lo largo del tiempo, la gestión de activos y la evaluación de desastres, donde el posicionamiento preciso es crucial.

Flujos de trabajo optimizados

Para los profesionales de la topografía, el tiempo es esencial. La capacidad de capturar datos LiDAR e imágenes de alta resolución simultáneamente agiliza el proceso de recopilación de datos, lo que permite completar más rápidamente las tareas topográficas. Esta eficiencia se traduce en ahorro de costos y permite actualizaciones de datos más frecuentes, lo que lleva a una toma de decisiones más precisa y oportuna.

Aplicación versátil

La integración de estas tecnologías permite la flexibilidad de aplicar el conjunto de sensores en una amplia gama de entornos y condiciones. Ya sea para mapeo urbano detallado donde la complejidad estructural requiere imágenes de alta resolución, o para tierras agrícolas donde la diferenciación de colores es clave para evaluaciones de salud de cultivos, la combinación de LiDAR y RGB captura los aspectos cuantitativos y cualitativos del área. siendo encuestado.

Confiabilidad de datos mejorada

La superposición de datos de ambas fuentes proporciona un medio de verificación cruzada, lo que mejora la confiabilidad de los datos. Por ejemplo, las sombras o reflejos que pueden afectar las imágenes RGB pueden tenerse en cuenta mediante la información de profundidad de los datos LiDAR, lo que garantiza que el conjunto de datos final sea preciso y confiable.


LIDAR con IMU

La Unidad de Medición Inercial (IMU) es un componente esencial en los sistemas LiDAR modernos, particularmente cuando se monta en drones. Este sofisticado dispositivo complementa los datos espaciales de LiDAR con información precisa de orientación y movimiento, lo cual es crucial para crear modelos 3D precisos y utilizables.

Datos de posicionamiento y orientación sincronizados

Una IMU normalmente contiene una combinación de acelerómetros y giroscopios, que juntos miden la aceleración lineal y los cambios de rotación, respectivamente. La integración de una IMU con LiDAR garantiza que los datos espaciales recopilados estén georreferenciados con precisión, teniendo en cuenta el cabeceo, el balanceo y la orientación del dron durante el vuelo. Esto es especialmente importante cuando el dron está en movimiento, ya que permite corregir cualquier movimiento que de otro modo podría distorsionar los datos LiDAR.

Precisión de datos mejorada

Los beneficios de integrar una IMU con tecnología LiDAR incluyen:

  • Correcciones en tiempo real: a medida que el dron navega por el terreno, la IMU proporciona datos en tiempo real que se pueden utilizar para ajustar la nube de puntos sobre la marcha, garantizando una alta fidelidad en la representación del área encuestada.

  • Precisión del posprocesamiento: los datos de orientación de la IMU son cruciales durante el posprocesamiento para alinear y unir múltiples pases de datos LiDAR, particularmente en proyectos topográficos grandes o complejos.

  • Estabilidad en condiciones variadas: independientemente de factores externos como el viento o movimientos repentinos, la IMU ayuda a mantener la estabilidad y precisión del proceso de captura de datos.

Crítico para entornos complejos

La integración de una IMU es particularmente crítica cuando se inspeccionan entornos con terreno irregular, elevaciones variables o vegetación densa. Al proporcionar actualizaciones constantes sobre la orientación del sensor, la IMU permite que LiDAR mapee con precisión el terreno, incluso en condiciones en las que la posición del dron puede cambiar de manera impredecible.

Una base para aplicaciones avanzadas

Para aplicaciones avanzadas como navegación autónoma, agricultura de precisión o inspección de infraestructuras, la combinación de LiDAR e IMU no es negociable. Los datos de la IMU son vitales para que los drones ajusten sus trayectorias de vuelo de forma autónoma, para que los drones agrícolas monitoreen con precisión las alturas de los cultivos y para el análisis estructural que requiere la ubicación y orientación precisas de las características.



Casos de uso industrial para sensores L1 y L2

Tanto los sensores L1 como L2 se han hecho hueco en diversas aplicaciones. La L1 ha sido fundamental en áreas como cartografía topográfica, gestión forestal e inspección de infraestructura. Mientras tanto, la L2 traspasa los límites de la planificación urbana y la agricultura de precisión, donde una mayor precisión es primordial.


Una mirada comparativa a los sensores LiDAR Zenmuse L1 y L2



Cuando se trata de levantamientos topográficos y cartografía aérea, los detalles marcan la diferencia. El sensor Zenmuse L1 de DJI ha sido una herramienta confiable para los profesionales, gracias a su avanzado Livox LiDAR, imágenes de alta calidad y capacidades precisas de medición inercial. Sin embargo, el nuevo sensor Zenmuse L2 eleva el punto de referencia con mejoras que satisfacen las necesidades topográficas y cartográficas más exigentes.


Zenmuse L1: la pionera




La Zenmuse L1 es venerada por su sólida integración de la tecnología Livox LiDAR con un sensor RGB de 1 pulgada y 20 MP y una IMU precisa. Se jacta de:

  • Una clasificación climática IP54, que garantiza confiabilidad en diversas condiciones.

  • Un rango de detección de hasta 450 m con una reflectividad del 80 %, adecuado para áreas extensas.

  • Una notable tasa de nube de puntos de 489.999 puntos por segundo en múltiples retornos, capturando datos densos y detallados.

  • Precisión del sistema LiDAR (RMS 1σ) de 10 cm en horizontal y 5 cm en vertical a 50 m, proporcionando mediciones fiables.

  • Eficacia en cartografía topográfica, inspección forestal y de infraestructuras críticas.

  • Un intervalo de disparo mínimo de 2 segundos en la cámara RGB.

La IMU del L1 mejora estas capacidades, ofreciendo una precisión de guiñada en tiempo real y posprocesamiento de 0,3° y 0,15°, respectivamente, y una precisión de cabeceo/giro de 0,05° y 0,025°.


Zenmuse L2 – La nueva frontera




Zenmuse L2 no es solo una actualización incremental, sino un importante avance, diseñado específicamente para abordar los complejos requisitos de la planificación urbana y la agricultura de precisión. El sensor L2 amplifica las capacidades de su predecesor al ofrecer:

  • Un rango de detección ampliado de hasta 500 m con un 50 % de reflectividad, superando los límites del L1.

  • Una impresionante tasa de nube de puntos aumenta hasta 1.200.000 puntos por segundo en múltiples retornos, que es más del doble de la tasa de L1, lo que permite una captura de datos más rica y detallada.

  • Precisión mantenida del sistema LiDAR (RMS 1σ) a distancias mayores, lo que garantiza que las mediciones sigan siendo precisas incluso en rangos extendidos.

  • Un sensor CMOS 4/3 actualizado que admite imágenes DNG RAW y cuenta con un intervalo de disparo de 0,7 segundos, lo que permite una captura de datos más rápida y flexible durante el vuelo.

La IMU del sensor L2 está ajustada para una mayor precisión, con una precisión de guiñada mejorada a 0,2° en tiempo real y 0,05° en posprocesamiento. Los avances en la precisión del cabeceo y el balanceo reflejan un sistema de medición más sofisticado y exacto. Esto se complementa además con:

  • Una densidad de puntos de terreno 3 veces mayor que la del L1, capturando los matices del terreno estudiado con mayor fidelidad.

  • Una nube de puntos con un espesor de 1/3 de L1, lo que indica una representación de datos más refinada.

  • Un láser más pequeño y potente que mejora la eficiencia y el rendimiento del sensor.

Las métricas de precisión horizontal y vertical del L2 superan drásticamente a las del L1, con una precisión horizontal de 5 cm a 159 m y una precisión vertical de 4 cm a 150 m, en comparación con los 10 cm y 5 cm a 59 m del L1, respectivamente. Además, el software Terra de DJI se ha optimizado para el L2, agilizando el posprocesamiento de los datos recopilados por este sensor avanzado.



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