Qué es SLAM

SLAM, o Localización y Mapeo Simultáneos, es una tecnología que permite crear mapas de entornos desconocidos en tiempo real. Utiliza sensores como cámaras, lidars y unidades de medición inercial (IMU) para percibir el entorno y determinar la ubicación de un dispositivo en él.

¿Cómo, dónde y por qué se utiliza SLAM?

SLAM se utiliza en una amplia gama de aplicaciones, desde realidad aumentada y robótica hasta vehículos autónomos y cartografía móvil. También puede combinarse con otras tecnologías, como el GNSS (Sistema Global de Navegación por Satélite), para mejorar su precisión y fiabilidad.

En la cartografía móvil, SLAM se utiliza para crear mapas de entornos a medida que un dispositivo de mapeo se desplaza por ellos. Puede ayudar a mejorar la velocidad y la eficiencia de los levantamientos de cartografía móvil, ya que permite crear mapas precisos sin necesidad de equipos adicionales ni mediciones manuales.

La tecnología de Localización y Mapeo Simultáneos (SLAM) se utiliza en diversos dispositivos y aplicaciones que requieren mapeo y localización en tiempo real. A continuación, se presentan algunos ejemplos:

• Robots móviles: La tecnología SLAM se utiliza ampliamente en robots móviles para la navegación, el mapeo y la exploración de entornos desconocidos.
• Coches autónomos: La tecnología SLAM se utiliza en coches autónomos para la cartografía y la navegación en tiempo real, lo que permite que el vehículo tome decisiones precisas y seguras.
• Realidad aumentada: la tecnología SLAM se utiliza en dispositivos de realidad aumentada, como gafas inteligentes, para crear y mantener mapas precisos del entorno circundante.
• Drones: La tecnología SLAM se utiliza en drones para navegación, mapeo y exploración de entornos desconocidos, como zonas de desastre o áreas remotas.
• Realidad virtual: La tecnología SLAM se utiliza en dispositivos de realidad virtual, como los cascos VR, para permitir al usuario moverse e interactuar con un entorno virtual en tiempo real.
• Robótica: La tecnología SLAM se utiliza en robótica para la navegación, el mapeo y la exploración de entornos desconocidos, así como para el reconocimiento y la manipulación de objetos en tiempo real.
• Hogar inteligente: la tecnología SLAM se utiliza en dispositivos domésticos inteligentes, como aspiradoras y cámaras de seguridad, para crear y mantener mapas precisos del entorno circundante.

¿Qué ventajas puede aportar el SLAM al usuario?

Una de las principales ventajas de usar SLAM en la cartografía móvil es su capacidad para crear mapas en tiempo real. Esto puede ser útil para aplicaciones como la respuesta a emergencias, donde se pueden necesitar mapas de entornos desconocidos rápidamente. Además, SLAM también puede ayudar a mejorar la precisión y la fiabilidad de los estudios de cartografía móvil, ya que puede corregir errores causados ​​por factores como la inclinación o el movimiento del dispositivo.

¿Qué tipos de tecnología SLAM existen?

Existen numerosos tipos y modelos de tecnología SLAM disponibles en el mercado, con distintos niveles de precisión, exactitud y características. Algunos sistemas SLAM básicos pueden utilizar un solo sensor, como una cámara, mientras que los sistemas SLAM más avanzados pueden utilizar varios sensores, como lidars e IMU, para mejorar su precisión y fiabilidad.

En el ámbito de la cartografía móvil, existen numerosas empresas especializadas en soluciones SLAM, como Huawei, Google y Microsoft. Estas empresas ofrecen una gama de soluciones SLAM para diferentes aplicaciones y presupuestos, y conviene comparar sus productos y características para determinar cuál se adapta mejor a sus necesidades específicas.

¿Cuáles son las características principales de un dispositivo SLAM?

A continuación se presentan algunas características clave que se deben tener en cuenta al evaluar la calidad de un dispositivo SLAM (localización y mapeo simultáneos):

• Precisión : Un dispositivo SLAM de alta calidad debe proporcionar información de ubicación y mapeo precisa y fiable. Esto es especialmente importante para aplicaciones que requieren información en tiempo real o casi real.
• Escalabilidad : es importante contar con un dispositivo SLAM que pueda manejar una amplia gama de entornos y escalas, desde pequeños espacios interiores hasta grandes áreas exteriores.
• Velocidad : un dispositivo SLAM de alta calidad debería poder generar mapas y localizar rápidamente, con baja latencia.
• Robustez : es importante un dispositivo SLAM que pueda manejar factores ambientales como condiciones de iluminación cambiantes, objetos dinámicos y oclusiones parciales.
• Sensores : un dispositivo SLAM de alta calidad debe utilizar múltiples sensores, como cámaras, LiDAR e IMU, para proporcionar la mejor información posible para el mapeo y la localización.
• Flexibilidad : es importante un dispositivo SLAM que pueda integrarse fácilmente en una amplia gama de aplicaciones y sistemas.
• Consumo de energía: para aplicaciones donde la duración de la batería es una preocupación, es importante un dispositivo SLAM con bajo consumo de energía.
• Costo: El costo de los dispositivos SLAM puede variar, y las funciones más avanzadas suelen resultar en un precio más elevado. Es importante evaluar las necesidades y requisitos específicos de cada aplicación y elegir un dispositivo SLAM que ofrezca la mejor combinación de características y costo.

1. Ventajas en topografía

   • Independencia de señal GNSS: funciona en interiores, túneles, vegetación densa o zonas urbanas donde el GPS falla.

   • Alta densidad de puntos: genera nubes de puntos detalladas con sensores LiDAR o cámaras 3D.

   • Actualización en tiempo real: el topógrafo puede verificar sobre el terreno la cobertura y calidad del levantamiento.

2. Principales aplicaciones

   • Levantamiento de estructuras: mapeo de interiores de edificios, túneles y galerías sin necesidad de reflectores ni estaciones GNSS.

   • Monitoreo de obras civiles: control de avance y deformaciones en presas, puentes o túneles a medida que se construyen o se excav |

   • Cartografía de espacios confinados: minas, cuevas y subterráneos, donde el GPS no llega.

   • Inspección de fachadas y estructuras verticales: escaneo desde plataformas móviles o con drones equipados con cámaras 3D.

3. Ejemplos prácticos

   • Escaneo de túneles de metro: un vehículo equipado con LiDAR y SLAM recorre el túnel, generando un modelo 3D preciso de su perfil y posibles deformaciones.

   • Modelado de edificios históricos: un operario camina por el interior con un escáner de mano SLAM, capturando detalles arquitectónicos difíciles de alcanzar con métodos tradicionales.

   • Topografía en bosques densos: se monta un sistema SLAM en un vehículo ligero, obteniendo un “bare-earth model” que luego se limpia en software para estudios de uso de suelo y erosión.

   • Control de obras subterráneas: en la construcción de túneles, se usa SLAM para comparar en tiempo real el avance de la excavación con el diseño previsto, permitiendo ajustes inmediatos.

4. Integración con GNSS e IMU

   • En exteriores, se fusiona SLAM con GNSS para corregir la deriva del escáner (especialmente en trayectos largos).

   • La IMU aporta estimaciones de actitud (roll, pitch, yaw) y acelera la convergencia de la localización cuando los rebotes de LiDAR o las texturas visuales son poco fiables.