¿Cuáles son los diferentes patrones de exploración de los sistemas LiDAR?

¿Lo sabías?

Existen diferentes patrones de escaneado de los sistemas LiDAR en función del método de escaneado utilizado.

Es posible que sepa cómo funciona un sistema LiDAR: mide el tiempo de recorrido entre la emisión de un pulso láser y la recepción de la señal que refleja un objetivo.

Pero, ¿se ha preguntado alguna vez qué tipo de trayectoria escanea el láser sobre el terreno?

Los escáneres láser pueden ser giratorios o no giratorios, y utilizan diferentes elementos ópticos deflectores como prismas, rejillas y espejos que crean patrones de exploración específicos.

El espejo oscilante (figura 1.a)

Los láseres que utilizan espejos oscilantes dirigen los pulsos láser en dos direcciones de la hilera, creando un patrón dentado en el suelo (Figura 2.a). La anchura del barrido viene dada por el ángulo máximo de inclinación del espejo. La densidad de puntos resultante no es uniforme porque los impulsos láser tienden a acumularse en los bordes de la franja debido a la deceleración del espejo.

El espejo poligonal giratorio (Figura 1.b)

Este sistema crea un patrón de exploración compuesto por líneas paralelas oblicuas a la dirección de progresión de la plataforma (figura 2.b). La exploración aquí es siempre en la misma dirección. La hilera depende de la anchura de la cara poligonal del espejo.

El espejo giratorio (figura 1.c)

Con su eje de rotación colineal con la dirección del haz láser emitido por la fuente, el espejo giratorio permite escanear casi 360°. Como en el ejemplo anterior, el patrón de barrido se compone de líneas paralelas oblicuas a la dirección de movimiento del sistema (figura 2.c). Esta vez, el tamaño de la franja depende del alcance máximo del sistema LiDAR.

Los prismas dispersivos o rejillas (figura 1.d)

Tanto los prismas dispersivos como las rejillas dispersivas giran alrededor del mismo eje para generar patrones de barrido similares a rosas. Por ejemplo, los prismas Risley -también llamados prismas de cuña- pueden hacer círculos (figura 2.d) o patrones de barrido en forma de rosa (figura 3).

La ventaja de estos patrones es que no se repiten, de modo que, incluso en estático, la tasa de cobertura aumenta con el tiempo, lo que permite detectar más detalles en el campo de visión del sensor. El tamaño de la franja depende de la configuración y la inclinación de cada prisma de cuña.