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Del escáner de películas a la cartografía 3D online

Queremos compartir con ustedes la traducción de un interesante artículo de Lidar News:

«La historia

Esta historia de la cartografía empieza con una pequeña empresa que dominaba el mercado de escáneres hace 15 años. Éste no era el mercado de escáneres láser en 3D, sino el del escáner de las películas áreas de cámaras fotogramétricas de gran formato. En esos días, las cámaras digitales acababan de llegar a escena y las empresas de cartografía aérea, ya establecidas, aún seguían buscando recuperar los costes de inversión en sus cámaras de película, analógicas.

La empresa era Vexcel. Fundada en 1985, se había convertido en la empresa líder en el sector tecnológico en el ámbito de la cartografía, por convertir películas fotográficas en imágenes digitales para la utilización de la incipiente fotogrametría digital. Vexcel contaba con entre 20 y 30 personas trabajando en Austria en el desarrollo de la tecnología, y con otras 100 en su sede en Boulder, Colorado, además de con filiales en Canadá, Reino Unido y Holanda.

A finales del 2004, Google decidió adquirir Keyhole Corp., una start-up de cartografía digital en Silicon Valley, que había sido fundada en 2001 para impulsar su entrada en el sector del consumo de información cartográfica. Fue bautizada como una herramienta de búsqueda nueva y fascinante que “facilitaba a los usuarios la visualización de imágenes en 3D de cualquier parte del planeta, así como el acceso a una enorme base de datos de calles, negocios y otros muchos puntos de interés”.  Éste fue el comienzo de Google Earth y de Google Maps. Curiosamente, Google anunció hace poco que no daba continuidad a la API de Google Earth por razones de seguridad, algunos decían que por falta de interés.

Mientras tanto, Vexcel, que se había dado cuenta de que el escáner de películas fotográficas fotogramétricas no iba a ser necesario en poco tiempo, decidió desarrollar la UltraCam, su propia cámara fotogramétrica aérea digital, la cual salió al mercado en 2004 y tuvo un éxito inmediato.

Llegó Microsoft, que necesitaba abordar la amenaza que Google Earth y Google Maps habían empezado a crear con la tecnología Keyhole. La respuesta de Microsoft fue Virtual Earth, que ahora conocemos como Bing Maps. En 2006, Microsoft adquirió Vexcel, junto con los productos de su cámara digital UltraCam, además de la tecnología de teledetección y fotogrametría 2D y 3D vinculada a las cámaras. Y así fue como ésta carrera comenzó, pero eso ya es historia para otro día.

Los beneficios del LiDAR

En una entrevista, Wolfgang Walcher, Group Program Manager de la Unidad de Negocios de UltraCam Microsoft, explicó que “durante casi 10 años hemos estado trabajando tanto con productos comerciales externos como con proyectos internos y secretos de Microsoft. Sólo ahora se nos permite hablar sobre algunos de estos proyectos internos.”

A comienzos de 2007, la primera generación de soluciones cartográficas móviles (mobile mapping) de Microsoft utilizaba únicamente sistemas fotográficos para capturar datos panorámicos de las calles. “Nuestros métodos fotogramétricos fueron, en realidad, de alta exigencia para las necesidades del consumidor” reiteró Walcher. “Nos estamos enfrentando a costosos procesos de cálculo para extraer el dato 3D de las imágenes, además del gasto de gestión y almacenamiento de amplias cantidades de datos fotográficos de alta resolución. Realmente no necesitamos esta alta densidad de puntos en 3D para nuestra aplicación.”

En 2009, para la segunda generación de sistemas de mobile mapping de Microsoft, el grupo de trabajo se planteó el uso de sistemas de escáner láser móvil como una manera de reducir los costes del postprocesamiento, de forma que se puedan adquirir menos puntos pero más significativos, sin dejar de cumplir sus requisitos de resolución y precisión. El sensor que se seleccionó fue el Velodyne HDL-64E, relativamente nuevo en el mercado, un sistema de escáner LIDAR 3D en tiempo real y de 64 canales, lo cual estableció una relación duradera de beneficios mutuos entre las dos compañías.

Una vez que el escáner LiDAR 3D en tiempo real y de 32 canales de Velodyne HDL- 32E estuvo disponible, Vexcel migró su sistema de mobile mapping UltraCam Mustang a ese escáner. En la actualidad, el Mustang va por su tercera generación.

Recientemente, Microsoft vendió todo el equipo de producción de cartografía con base en Boulder a Uber. Esta operación no incluye la Unidad de Negocio de la UltraCam. Este interesante giro del destino permitirá a la UltraCam desarrollar tecnologías que antes eran consideradas propietarias y disponibles únicamente para uso interno de la compañía, no para su comercialización.

Cartografía en interiores

Uno de estos productos, en el pasado de alto secreto, es un sistema de cartografía móvil de mochila con el que Walcher está muy entusiasmado. La UltraCam Panther está preparada para el lanzamiento oficial a principios del 2016. La Panther está equipada con el Velodyne VLP-16, sensor LIDAR de 16 canales muy liviano para trabajo en tiempo real. Este sistema es genéricamente conocido como el Puck (como el disco en el hockey). Velodyne anunció el producto en octubre de 2014. Debido a la estrecha relación entre Microsoft y Velodyne, y la perfecta sincronización con el anuncio del Velodyne para el proyecto de Walcher, el primer Puck que se envió de forma comercial fue al equipo de Microsoft en Graz (Austria).

El Puck se eligió por su peso ligero, huella compacta y requerimientos de bajo consumo. Sin embargo, es el diseño del escáner de haz múltiple giratorio (distintivo de todos los escáneres Velodyne) lo que le hace realmente diferenciarse. Esta arquitectura multicanal significa que los datos de los sensores Velodyne son mucho más seguros que otros diseños alternativos. “La fiabilidad es fundamental. Hemos recorrido millones de kilómetros con la UltraCam Mustang equipada con los sensores Velodyne (VLP-16) y estamos impresionados”, comentó Walcher. “La tecnología Velodyne tiene una trayectoria excelente con un rango amplio de condicionales ambientales.”

La Panther completará las áreas en las que no se permita el paso de un vehículo, llevándole directamente a la puerta principal de sus instalaciones e incluso al interior de éstas. Es ahora cuando las cosas se vuelven interesantes… Walcher comenta que han aprovechado alguna de las investigaciones más avanzadas de Microsoft y han desarrollado una tecnología propia que brinda la posibilidad de obtener un geoposicionamiento de alta precisión en diferentes plantas de un edificio.

Además, esta Phanter de 360 grados tiene la capacidad obtener imágenes fijas y de video esféricas de 172 megapíxeles y georreferenciadas a 30 Hz. Después de la fusión de las imágenes capturadas, se obtienen videos o imágenes panorámicas de 70 megapíxeles, además de 300,000 puntos 3D por segundo a través del Puck, con lo que está claro que este sistema de cartografía móvil va a conseguir mucha atención.

Asegúrese de no perder de vista la UltraCam Panther, es un sistema realmente impactante.»

Podrán acceder la publicación original en: http://lidarnews.com/articles/from-scanning-film-to-3d-online-mapping/