Reconstrucción de entorno 3D mediante un sensor lidar

Abstract

LIDAR es una tecnología basada en triangulación láser, la cual permite obtener de manera óptima la distancia entre el sensor y un determinado objeto o superficie, gracias a la diferencia entre el tiempo de salida y el tiempo de regreso del haz de luz reflejado. Dado su funcionamiento, LIDAR tiene la capacidad de generar nubes de puntos de información de alta resolución permitiendo crear representaciones bidimensionales y tridimensionales realistas de los distintos elementos físicos del entorno. En el presente trabajo de titulación se pretende reconstruir el entorno en tres dimensiones mediante la utilización de un sensor RPLDIAR A1, el cual es un escáner laser 2D de bajo costo desarrollado por la empresa RoboPeak. Este dispositivo permite realizar un barrido con un haz de luz en 360 grados produciendo una nube de puntos 2D, por lo que se diseñará una plataforma giratoria, la cual se acoplará al sensor para agregar otro grado de libertad y de esta manera obtener la reconstrucción 3D. El procesamiento de datos se lo realizará mediante el software MATLAB 2017b haciendo uso de criterios matemáticos referentes a matrices de rotación y traslación y de trasformación homogénea, mismos que son esenciales en el proceso de reconstrucción. Asimismo, se implementarán herramientas, las cuales permitirán manipular la nube de puntos dependiendo el área de interés, además de la aplicación de filtros con el objetivo de descartar puntos atípicos y ruido en la reconstrucción. De la misma forma, se realizará una interfaz gráfica, la cual otorgue flexibilidad al usuario al ingresar los parámetros de la reconstrucción, así como también la aplicación de los filtros para la visualización de la nube de puntos. Finalmente, los resultados obtenidos serán nubes de puntos filtradas, las cuales representan la reconstrucción 3D del entorno en distintas condiciones de luz y en varios escenarios, siendo estos indoor y outdoor.