Desarrollo de un aplicativo para adquirir y almacenar históricos de imágenes de rango de una infraestructura civil usando un sensor láser 3D y un robot móvil

Abstract

Los sensores LIDAR se han consolidado como una de las tecnologías más utilizadas en robótica móvil y percepción 3D debido a su capacidad para medir distancias con alta precisión, independientemente de la iluminación del entorno. Aunque los LIDAR 3D ofrecen barridos volumétricos completos, los sistemas basados en LIDAR 2D siguen siendo una alternativa atractiva por su bajo costo y menor complejidad, especialmente cuando se combinan con mecanismos de movimiento que permiten obtener información tridimensional. El objetivo principal de este trabajo es diseñar e implementar el aplicativo ‘BuildScan’ capaz de generar reconstrucciones 3D utilizando un LIDAR 2D montado sobre un servo motor y tele operar un robot móvil gestionado a través del framework ROS. Para ello, se desarrolló un pipeline completo que abarca la captura de datos, sincronización con odometría, generación de nubes de puntos, preprocesamiento, segmentación y alineación progresiva utilizando técnicas de registro como FPFH, SAC-IA e ICP. Los resultados obtenidos demostraron que la reconstrucción del entorno se alcanzó con errores de alineación menores a los 5cm en interiores y menores a los 3cm para simulación y exteriores. En conjunto, estos resultados validan que un LIDAR 2D montado en rotación, integrado con ROS y herramientas modernas de procesamiento, es capaz de producir modelos 3D útiles y consistentes para aplicaciones de percepción y mapeo.