01 Dic

Qué diferencia hay entre un sonar y un LIDAR

Cuando queremos que nuestro drone se mantenga a una distancia fija del suelo que tiene por debajo, no podemos recurrir al barómetro ni al gps, ya que estos nos ofrecen una medida RELATIVA desde el punto de despegue, y que además, todo sea dicho de paso, va ganando error conforme pasa el tiempo.

Si lo que queremos es pone nuestro drone en loiter o alt-hold y que mantenga perfectamente la altura, tenemos que recurrir a sensores externos que capturen la distancia al suelo con mayor precisión.

SONAR VS LIDAR

Sonar para drone

El sonar, más bien sensor ultrasónico detecta mediante la emisión de un sonido y el tiempo que tarda en regresar al sensor la distancia al objeto contra el que ha rebotado, esto es convertido a señales eléctricas las cuales sirven a nuestra controladora para determinar la distancia al suelo.

Si sacamos las matemáticas del instituto a flote, lo que tenemos es lo siguiente:

La velocidad del ultrasonido en el aire es de 340 metros por segundo, o de 0.034 centímetros por microsegundo. 

Sabemos también que v=d/t, y que queremos hallar la distancia, luego d=v*t  y t es lo que devuelve el sensor a la controladora, blanco y en botella no?

Pues no, porque el resultado lo tendremos que dividir entre dos, ya que estamos tomando el tiempo de ida y el de vuelta.

sensor ultrasónico para drone

sonar para drone

Obviamente, como todo, tenemos distintos sensores en función de lo que nos queramos gastar, aumentando la calidad del mismo. Esto es como la comparativa que hice en el vídeo introductorio de la pixhawk, depende de para qué lo quieras usar, te compensará más o menos invertir en este tipo de sensor, es inútil tener un ferrari para exclusivamente al supermercado, a no ser que lo único que quieras es fardar.

Geralmente lo que define el precio de estos sensores es el rango de medición y la precisión que ofrecen, teniendo una horquilla que va desde los 3 metros hasta los 10 aproximadamente con una precisión de hasta 3mm (según el fabricante)

No os creáis que estos sensores son plug and play (conectar y listo), sino que váis a tener que calibrarlos para obtener resultados decentes, pero oye, para eso estás en esta web no? Sino te hubieras comprado un phantom 😉

Tranquilos, que hablaremos de esto detenidamente en próximas entradas

Lidar para drone

Bueno, aquí empieza lo bueno de verdad, esto ya es tener un ferrari porque lo usas para correr en circuitos, eso de aparcar en Mercadona no es lo tuyo.

El Lidar usa una tecnología mucho más molona, el láser, concretamente un haz de láser pulsado. La distancia al objeto se determina de una forma muy parecida al ultrasonido, es decir, midiendo el tiempo de retraso entre la emisión del pulso y su posterior detección a través de la señal reflejada.

Esta tecnología se usa mucho en la topografía, emitiendo barridos de modo que somos capaces de generar nubes de puntos donde el láser ha tocado, pudiendo generar “mapas con volumen” de las áreas que estemos sobrevolando. Es muy útil respecto a la fotogrametría ya que podemos pasar a través de los árboles y la hierba, logrando calcular por ejemplo la distancia de la copa del árbol al suelo, siendo según qué aplicación más útil que la fotogrametría a palo seco, eso sí, preparar la cartera que estos cacharros no suelen ser baratos.

Mapeado con LIDAR

Mapeado con LIDAR

Bueno, que me desvío del tema. Si vamos a entrar en comparaciones de ultrasonidos vs lidar, podemos decir que el lidar nos ofrece más precisión a más velocidad, y también a mayor altura, siendo útil para mantener nuestro drone a una altura fija respecto al suelo con más precisión y con más horquilla de actuación que el sonar.

Lidar para drone

Lidar para drone

¿Merece la pena el LIDAR? Pues según que usos

Hace unos meses me propusieron un proyecto de AENA para calibrar los PAPI (las luces que indican al piloto durante la aproximación si va muy alto o muy bajo) de algunos aeropuertos nacionales mediante el uso de drones.

Obviamente en este tipo de proyectos se requiere una precisión centimétrica en la coordenada Z, ya que estas luces funcionan básicamente por trigonometría, si vas por la hipotenusa de su haz te muestran un color, y si vas por encima o por debajo otro.

Aquí si era necesario el uso de un LIDAR para medir constantemente la altura del drone respecto al suelo, y además así lo especificaba el proyecto. Teniendo en cuenta que había que subir a alturas de hasta 50 metros, necesitábamos algo que midiera la distancia de una forma precisa a semejante altura, y el sonar no era una opción posible.

Para nosotros, kitdroneros, el sonar es la opción más viable, ya que nuestra principal preocupación es no comernos el suelo o pequeños desniveles cuando estemos volando bajo usando algún modo de ayuda en altura.

Espero que os haya gustado la entrada, para cualquier cosa, los comentarios son todos vuestros, hablaremos de la integración de estas tecnologías en nuestro kit más adelante, no os preocupéis

Un saludo!

 

2 thoughts on “Qué diferencia hay entre un sonar y un LIDAR

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