{"id":4550,"date":"2021-05-10T16:03:55","date_gmt":"2021-05-10T15:03:55","guid":{"rendered":"https:\/\/floor-dynamics.com\/laser-scanning-pretty-pictures-or-high-definition-mapping-part2\/"},"modified":"2021-05-18T09:47:43","modified_gmt":"2021-05-18T08:47:43","slug":"escaneo-laser-mapeo-alta-definicion-parte2","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/floor-dynamics.com\/es\/escaneo-laser-mapeo-alta-definicion-parte2\/","title":{"rendered":"Escaneo l\u00e1ser: \u00bfim\u00e1genes bonitas o mapeo de alta definici\u00f3n?"},"content":{"rendered":"\n

Parte 2. \u00bfREALIDAD O FICCI\u00d3N<\/strong>?<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
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En la \u00e9poca de las fake news<\/em>, a menudo puede ser dif\u00edcil determinar la verdad. Sin mirar los detalles, los titulares pueden estar sesgados para dirigir a la audiencia a una conclusi\u00f3n particular. Todo el mundo puede ser culpable de esto en cierta medida, en funci\u00f3n de su sesgo y perspectiva. S\u00f3lo se convierte en un problema cuando se distorsionan descaradamente los hechos para enga\u00f1ar a la gente.<\/p>\n\n\n\n

En un blog anterior, habl\u00e9 de la percepci\u00f3n popular de que los esc\u00e1neres l\u00e1ser terrestres no producen m\u00e1s que \u00abim\u00e1genes bonitas\u00bb cuando se considera su uso para determinar el cumplimiento de las especificaciones de planicidad del suelo. Explicaba que, utilizando el equipo adecuado en un proceso estrictamente controlado, es posible recopilar datos de una calidad lo suficientemente alta como para producir mapas de alta definici\u00f3n de la superficie. Estos mapas pueden utilizarse para determinar la conformidad con las especificaciones. En este art\u00edculo, demostrar\u00e9, utilizando datos concretos, lo que se puede conseguir, y se consigue, con Floor Dynamics a diario.<\/p>\n\n\n\n

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Benchmarking<\/h3>\n\n\n\n

Si se mide algo utilizando dos m\u00e9todos diferentes y se obtienen respuestas distintas, \u00bfcu\u00e1l es la correcta? \u00bfO ambas son err\u00f3neas? La realidad es que todas las mediciones tienen un grado de variaci\u00f3n en la repetibilidad, incluso utilizando el mismo equipo y metodolog\u00eda. Esta variaci\u00f3n se define como incertidumbre, que es una expresi\u00f3n de la dispersi\u00f3n estad\u00edstica de los resultados. Se trata de un tema complejo y, para el prop\u00f3sito de este art\u00edculo, aceptaremos que, para cuantificar la calidad de una medici\u00f3n, es necesario compararla con un est\u00e1ndar de precisi\u00f3n acordado.<\/p>\n\n\n\n

El proceso de Floor Dynamics para la elaboraci\u00f3n de mapas HD utiliza m\u00faltiples instrumentos para garantizar la calidad de los datos. La Fig. 1 muestra un extracto de un informe de control de calidad, en el que se compara el valor de un punto determinado recogido mediante un TSL de grado de ingenier\u00eda con compensador de doble eje, una estaci\u00f3n total de 0,5″ y un nivel digital con bast\u00f3n invar de alta precisi\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n

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Fig 1.<\/em><\/strong> Punto central bajo el punto ciego de la ubicaci\u00f3n del esc\u00e1ner, comparando el valor Z calculado del esc\u00e1ner l\u00e1ser (SZ) con la estaci\u00f3n total (TS) y el nivel digital (DL). SDEV es la distribuci\u00f3n de los puntos lidar en la celda de 50x50mm utilizada para calcular SZ.<\/em><\/strong><\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Las posiciones de los esc\u00e1neres l\u00e1ser se determinan de manera que se puedan recoger suficientes datos bajo su punto ciego, desde lugares superpuestos. El registro preciso de estos esc\u00e1neres individuales dentro de la red de control es vital. Cualquier problema con el registro ser\u00e1 inmediatamente aparente, al ver los datos dentro de estas zonas muertas.<\/p>\n\n\n\n

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Pruebas independientes<\/h3>\n\n\n\n

Mientras que los procesos de Floor Dynamics proporcionan la validaci\u00f3n de puntos discretos, recientemente tuvimos la oportunidad de participar en un programa de pruebas realizado por la BCTA en el Building Performance Hub de High Wycombe.<\/p>\n\n\n\n

Se pidi\u00f3 a Hexagon, los fabricantes de instrumentos Leica, que inspeccionaran de forma independiente un \u00e1rea de suelo de 25 x 1,5 m utilizando rastreadores l\u00e1ser de \u00faltima generaci\u00f3n. Se estableci\u00f3 un sistema de coordenadas con un ATS960 y se midi\u00f3 un \u00e1rea \u00abde referencia\u00bb con el ATS960 y un T-Scan 5. A continuaci\u00f3n, se midi\u00f3 toda la superficie del panel de prueba con un ATS600 Laser Tracker y se compar\u00f3 con el \u00abpunto de referencia\u00bb. Se obtuvo una cuadr\u00edcula de niveles de 50 x 50 mm, con un total de 15.000 puntos discretos. La Fig. 2 muestra un mapa de elevaci\u00f3n coloreado, a menudo denominado mapa de calor, de los datos. El rojo es alto. El azul es bajo.<\/p>\n\n\n\n

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Fig 2. Mapa de elevaci\u00f3n coloreado de los datos recogidos por un Leica ATS600<\/em><\/strong><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Hexagon afirma que el ATS600 tiene garantizado el escaneo directo a una distancia de hasta 60 metros con una precisi\u00f3n de grado metrol\u00f3gico de 300 micras (cuando se utilizan SMR). Para comparar, Floor Dynamics inspeccion\u00f3 el panel de prueba utilizando un Leica P40 en 4 posiciones. Se obtuvieron 10,5 millones de puntos lidar que se procesaron con nuestro software PellegoTM<\/sup> para producir una cuadr\u00edcula de niveles equivalente de 50 x 50 mm, cuyos resultados se muestran en la figura 3.<\/p>\n\n\n\n

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Fig 3. Mapa de elevaci\u00f3n coloreado de datos recogidos con una Leica P40 y procesados por PellegoTM<\/sup><\/em><\/strong><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

A primera vista, estos mapas de elevaci\u00f3n no son ni mucho menos id\u00e9nticos. De hecho, el uso de otros esc\u00e1neres y procesos m\u00e1s sencillos dio lugar a mapas de aspecto similar.\u00a0 Para ver cualquier diferencia, los datos brutos de PellegoTM<\/sup> se restaron de los datos de ATS600 para obtener un mapa diferencial de valor Z (altura), que se muestra en la fig. 4.<\/p>\n\n\n\n

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Fig 4. Mapa diferencial ATS600 vs<\/em><\/strong> PellegoTM<\/sup><\/em><\/strong><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Al analizar los 15.000 puntos individuales entre s\u00ed, se obtiene la siguiente dispersi\u00f3n, que se aproxima a 1, 2 y 3 \u00a0s:<\/p>\n\n\n\n

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70.8% dentro de +\/- 0.25mm
94.6% dentro de +\/- 0.5mm
99.5% dentro de +\/- 0.8mm<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

La losa de referencia ten\u00eda unas caracter\u00edsticas espec\u00edficas grabadas en la superficie, con el fin de seguir probando la topograf\u00eda. El perfil de la superficie en 3D producido a partir del conjunto de datos de PellegoTM<\/sup> que se muestra en la figura 5, facilita mucho la visualizaci\u00f3n de los contornos en comparaci\u00f3n con un mapa t\u00e9rmico. Adem\u00e1s, se pueden distinguir los anillos reveladores de las cuatro posiciones del esc\u00e1ner. El m\u00e1s visible, a la izquierda de la imagen, es de +0,3 mm y est\u00e1 dentro de la incertidumbre de 0,8 mm indicada.<\/p>\n\n\n\n

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Fig 5. Perfil de superficie 3D de la losa de referencia.<\/em><\/strong><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

A continuaci\u00f3n, el conjunto de datos de la medici\u00f3n fue procesado por PellegoTM<\/sup> para determinar la conformidad con las especificaciones. La Fig. 6 muestra la ubicaci\u00f3n de los errores que quedan fuera del rango de curvatura de 6 mm entre dos pares de puntos consecutivos, separados por 300 mm. Aunque se calcula seg\u00fan una especificaci\u00f3n personalizada, esto es esencialmente lo que estamos midiendo con la propiedad F de TR34, o la propiedad Ff de ASTM1155. Lo bueno de estos mapas de alta definici\u00f3n es que podemos calcular no s\u00f3lo a lo largo de la cuadr\u00edcula, sino tambi\u00e9n perpendicularmente a ella, en toda la superficie. Los colores representan la gravedad del error.<\/p>\n\n\n\n

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Fig 6. Mapa de errores producido por PellegoTM<\/sup> y superposici\u00f3n de los resultados en la imagen 3D.<\/em><\/strong><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Curiosamente, los dos c\u00edrculos situados a la derecha de la imagen no aparecen como un error. Esto se calcul\u00f3 adicionalmente de forma manual y se verific\u00f3 mediante una inspecci\u00f3n directa para confirmarlo. Todos los resultados muestran que esta zona se encuentra justo dentro de la especificaci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n

Este programa de pruebas, junto con los datos de control de calidad cruzados en cada proyecto inspeccionado, demuestra que la incertidumbre citada por Floor Dynamics de <0,8 mm no es inventada. La metodolog\u00eda es robusta y fiable y no da lugar a numerosos falsos errores positivos o negativos. Hay una advertencia. Como muestran las im\u00e1genes 3D, este proceso consiste esencialmente en fotografiar toda la superficie, incluyendo todo lo que hay sobre ella. El suelo debe estar limpio en el momento del escaneo. La basura, los montones de suciedad, etc., se incluir\u00e1n y, en consecuencia, pueden dar lugar a falsos positivos (errores que no existen en la realidad). Los obst\u00e1culos m\u00e1s grandes pueden eliminarse durante el procesamiento, pero entonces no hay datos por debajo. Las mejores pr\u00e1cticas dictan la limpieza.<\/p>\n\n\n\n

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Incertidumbre compuesta<\/h3>\n\n\n\n

He le\u00eddo y o\u00eddo muchas cr\u00edticas y alarmismos sobre la incertidumbre de metodolog\u00edas como la utilizada por Floor Dynamics, especialmente en comparaci\u00f3n con otros m\u00e9todos de medici\u00f3n. Si se cita una incertidumbre de 0,8mm, entonces seguramente debe haber un efecto compuesto cuando se miden los errores de la tasa de cambio. Despu\u00e9s de todo, hay 3 puntos distintos utilizados en el c\u00e1lculo\u00bb. En teor\u00eda, este es un argumento v\u00e1lido. Los datos del esc\u00e1ner l\u00e1ser sin procesar, seleccionando puntos lidar individuales, podr\u00edan dar lugar a estos problemas. Los esc\u00e1neres l\u00e1ser tienen una firma de ruido y una tolerancia en t\u00e9rminos de posici\u00f3n 3D y precisi\u00f3n horizontal y vertical. Tomar aproximadamente 200 lecturas individuales en una celda de 50 x 50mm, nos permite calcular la distribuci\u00f3n de los datos. La comparaci\u00f3n del valor Z asignado a la celda con otro instrumento de menor incertidumbre conocida, permite determinar cualquier sesgo en la medici\u00f3n o en el registro. La Fig. 7. demuestra el posible impacto compuesto de la incertidumbre en los valores Z individuales cuando se trata de calcular un error de tasa de cambio (curvatura). En este ejemplo, las l\u00edneas negras representan el l\u00edmite de especificaci\u00f3n de 10 mm. Las l\u00edneas roja y verde representan el peor escenario superior e inferior de incertidumbres compuestas de 1 mm. En teor\u00eda, este sistema podr\u00eda informar de este error como 6 mm (potencialmente un falso negativo) o 14 mm (potencialmente un falso positivo).\u00a0<\/p>\n\n\n\n

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Fig 7. Efecto potencial de las incertidumbres compuestas en el c\u00e1lculo de la tasa de cambio.<\/em><\/strong><\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n
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C\u00f3mo se comportan otros sistemas de medici\u00f3n<\/h3>\n\n\n\n

Durante el proceso de comprensi\u00f3n de las limitaciones de la tecnolog\u00eda de escaneo l\u00e1ser terrestre, hemos llegado a comprender mucho sobre otros dispositivos de medici\u00f3n utilizados en la medici\u00f3n de suelos industriales. Uno de los equipos con los que tenemos mucha experiencia es el nivel electr\u00f3nico de pie, como el FACE Dipstick o el AXIOM 1155. Muy utilizados para comprobar la conformidad con varias normas, estos dispositivos son extremadamente precisos a la hora de medir la diferencia de elevaci\u00f3n entre dos puntos discretos, es decir, los pies del dispositivo, normalmente espaciados a 300 mm. Los fabricantes indican precisiones del orden de 0,0125 mm. Aunque estos dispositivos son excelentes, f\u00e1ciles y c\u00f3modos de usar, tienen inconvenientes. En primer lugar, son lentos. Esto limita la cantidad de datos que se pueden recoger de forma econ\u00f3mica. Adem\u00e1s, no tienen ni idea de su posici\u00f3n en el espacio tridimensional, por lo que no son fiables a la hora de informar sobre la elevaci\u00f3n absoluta o la referencia al punto de referencia. Las versiones rodantes de este tipo de equipos, aunque son mucho m\u00e1s r\u00e1pidas de utilizar, pueden ser propensas a acumular errores con la distancia.<\/p>\n\n\n\n

Cuando se trata de medir seg\u00fan especificaciones de movimiento definidas, como la TR34 de la Concrete Society, las opciones son muy limitadas. La especificaci\u00f3n est\u00e1 redactada de forma que las lecturas deben realizarse cada 50 mm a lo largo de la v\u00eda de la rueda. Esto dicta que se utilice un perfilador de suelo rodante, m\u00e1s conocido como perfil\u00f3grafo. Como el sistema Floor Dynamics traza los datos cada 50 mm, ahora podemos compararlos directamente con estos equipos. Es importante se\u00f1alar que, al igual que los esc\u00e1neres l\u00e1ser, no todos los perfil\u00f3grafos son iguales.<\/p>\n\n\n\n

En un proyecto reciente, en el que se cuestionaban los datos de Floors Dynamics, tuvimos la oportunidad de hacer una comparaci\u00f3n directa. Aunque no se trata de una prueba cient\u00edfica irrefutable, los resultados son interesantes. Es posible se\u00f1alar con gran precisi\u00f3n una ubicaci\u00f3n en un mapa de Floor Dynamics HD. Esto se puede repetir gracias a la conexi\u00f3n con la red de control establecida. No se puede afirmar con tanta seguridad que se sepa exactamente d\u00f3nde se encuentra un recorrido del perfil\u00f3grafo. En recorridos de perfilograf\u00eda de muestra de 150 m de longitud, trazamos un rastro equivalente a partir de datos que se encontraban dentro de un margen de +\/-100 mm de la posici\u00f3n aproximada de la perfilograf\u00eda.<\/p>\n\n\n\n

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Fig 8. Trazos comparativos entre un perfil\u00f3grafo y PellegoTM<\/sup> – inicio de la carrera<\/em><\/strong><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

La Fig. 8 representa la diferencia de altitud de los rodillos. La traza verde es del perfil\u00f3grafo y la roja, de PellegoTM<\/sup>. Teniendo en cuenta que las trazas pueden no ser exactamente de la misma ubicaci\u00f3n, y que ambas metodolog\u00edas tienen un grado de incertidumbre, hay una correlaci\u00f3n sorprendentemente buena. Sin embargo, el final de la carrera, como se muestra en la figura 9, es una historia diferente<\/p>\n\n\n\n

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Fig 9. Trazos comparativos entre un perfil\u00f3grafo y PellegoTM<\/sup> – fin de carrera<\/em><\/strong><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Estirando los datos de PellegoTM<\/sup> 1,2 m en el eje X, una vez m\u00e1s los resultados son extremadamente cercanos (Fig. 10.). Lo que esto sugiere es que el perfil\u00f3grafo ha viajado 1,2m m\u00e1s en 150m. Varios factores pueden explicar esto. Dejando de lado la calibraci\u00f3n, o incluso una peque\u00f1a acumulaci\u00f3n de material en las ruedas, un dispositivo rodante se desplaza cuesta arriba y cuesta abajo. Naturalmente, se desplazar\u00e1 m\u00e1s lejos que si estuviera en una superficie perfectamente plana. La ret\u00edcula de datos emitida por PellegoTM<\/sup> est\u00e1 en un plano perfectamente horizontal. Este error puede no ser un problema si los datos se dividen en tramos m\u00e1s peque\u00f1os. Sin embargo, esto explica por qu\u00e9 no se pueden emparejar dos trazos de perfilograf\u00eda si se mide en una direcci\u00f3n y luego se invierte la direcci\u00f3n, para tomar un segundo conjunto de datos.<\/p>\n\n\n\n

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Fig 10. Trazo de PellegoTM<\/sup> estirado en 1,2m<\/em><\/strong><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Algo m\u00e1s dif\u00edcil de explicar es el fen\u00f3meno demostrado en la figura 11. Siempre que haya un cambio muy peque\u00f1o en la elevaci\u00f3n, por ejemplo, una pendiente constante o un plano plano, hay una gran coincidencia entre los dos conjuntos de datos. Sin embargo, cuando hay un cambio r\u00e1pido de elevaci\u00f3n, ya sea en sentido positivo o negativo, puede haber una discrepancia significativa. En el peor de los casos, el perfil\u00f3grafo subestima el error en varios mil\u00edmetros. Si el problema es el tiempo de respuesta del sensor de pendiente, se espera que el funcionamiento del perfil\u00f3grafo sea m\u00e1s lento para reducir este problema.<\/p>\n\n\n\n

No es la primera vez que observamos esta discrepancia. Cuando construimos suelos de movimiento definido seg\u00fan la norma TR34 DM1, al no disponer de un perfil\u00f3grafo en la obra, nuestros equipos elaboran informes de calidad diarios utilizando una varilla de medici\u00f3n. Aunque esto se ajustar\u00eda a la norma EN15620, que es esencialmente la misma especificaci\u00f3n, la norma TR34 proh\u00edbe el uso de una varilla de medici\u00f3n, ya que no puede realizar lecturas cada 50 mm. Invariablemente, el estudio de la varilla de medici\u00f3n registrar\u00e1 peores resultados que un estudio de perfilograf\u00eda llevado a cabo por una empresa topogr\u00e1fica de terceros al finalizar el proyecto.<\/p>\n\n\n\n

Las causas de este fen\u00f3meno pueden ser varias. La explicaci\u00f3n m\u00e1s probable es el tiempo de respuesta del sensor de pendiente. Con un perfil\u00f3grafo electr\u00f3nico de suelo m\u00f3vil, el operario debe detenerse, permitiendo que el sensor de pendiente se asiente, antes de poder registrar la lectura. Podr\u00eda ser que con un instrumento rodante, como un perfil\u00f3grafo, el sensor no tenga tiempo de alcanzar su lectura completa antes de invertir la direcci\u00f3n. Por lo tanto, el error estar\u00eda infravalorado. Hay que destacar que los distintos fabricantes utilizan diferentes tipos de sensores.<\/p>\n\n\n\n

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Fig 10. Las desviaciones significativas se producen cuando hay un cambio r\u00e1pido de direcci\u00f3n<\/em><\/strong><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
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Resumen<\/h3>\n\n\n\n

Reconociendo que tengo un sesgo, he tratado de ser objetivo al escribir este blog. Existe una resistencia natural a la introducci\u00f3n de tecnolog\u00edas disruptivas. La \u00fanica manera de tomar una decisi\u00f3n informada es bas\u00e1ndose en datos. Cuanto m\u00e1s persiste el debate, m\u00e1s detalles se descubren. No s\u00f3lo en la confirmaci\u00f3n de la nueva tecnolog\u00eda, sino tambi\u00e9n en las limitaciones de los m\u00e9todos tradicionales. En definitiva, \u00bfson los datos capaces de ofrecer una informaci\u00f3n de suficiente calidad sobre la que tomar decisiones? En el mundo de las instalaciones log\u00edsticas automatizadas, Floor Dynamics est\u00e1 demostrando cada vez m\u00e1s el valor de mapear toda la superficie del suelo, y no s\u00f3lo tomar una muestra estad\u00edstica. Para las instalaciones que emplean la rob\u00f3tica, es necesario contar con caracter\u00edsticas superficiales de calidad constante. Para saber si una zona del suelo necesita ser rectificada y d\u00f3nde, se requiere una estrecha colaboraci\u00f3n entre las distintas partes implicadas en el proceso de construcci\u00f3n. La forma en que se presentan e interpretan los datos puede causar confusi\u00f3n. Donde hay un error, no es donde hay que rectificar. Este es otro tema que tratar\u00e9 en un pr\u00f3ximo art\u00edculo.<\/p>\n\n\n\n

Andrew Keen<\/em>
Chief Services Office \u2013 RCR Industrial Flooring Group<\/em><\/p>7th<\/sup> May 2021<\/em><\/cite><\/blockquote>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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