¿Qué es la tecnología SLAM? Localización, Mapeo y LiDA

La tecnología SLAM nació hace décadas como respuesta a un reto clásico en robótica: lograr que un dispositivo autónomo sepa dónde está y, de manera simultánea, construya un mapa de su entorno en tiempo real, sin depender de GNSS. Hoy, gracias a la evolución del hardware, los sensores LíDAR y la navegación inercial, el SLAM está revolucionando la captura de datos geoespaciales y multiplicando sus aplicaciones en construcción, industria y cartografía.

1. ¿Qué es la tecnología SLAM?

SLAM son las siglas en inglés de Simultaneous Localization and Mapping, o en castellano: Localización y Mapeo Simultáneos. Es una tecnología que permite a un robot, un vehículo aéreo no tripulado (dron) o un dispositivo portátil orientarse en un entorno desconocido mientras genera un mapa tridimensional del mismo en tiempo real.

El SLAM combina diferentes fuentes de información obtenidas por sensores (como LiDAR, cámaras de visión artificial, ultrasonido o unidades de medición inercial) y las procesa mediante algoritmos avanzados de inteligencia artificial y aprendizaje profundo.

Gracias a ello, el sistema puede construir un modelo digital preciso de un espacio, optimizar la navegación y servir como base para aplicaciones de cartografía, robótica, realidad aumentada y realidad virtual.

2. ¿Qué ventajas y aplicaciones aporta SLAM?

El SLAM ofrece ventajas significativas en distintos sectores:

• Precisión en tiempo real: Permite generar mapas y posicionamiento centimétrico sin necesidad de sistemas externos.
• Versatilidad: Funciona en entornos interiores, exteriores, con poca luz o en situaciones complejas y peligrosas como una inundación, un edificio que ha sufrido un incendio o tiene riesgo de colapso.
• Productividad: Acelera los procesos de recopilación de datos, reduciendo costes en logística, inventario y gestión de flotas.
• Adaptabilidad: Se integra en vehículos autónomos, robots móviles, carretillas elevadoras y drones, permitiendo la exploración remota y minimizando los riesgos a las personas.

Hay muchos sectores o campos estudio que se pueden beneficiar de su uso, pero podemos destacar las siguientes aplicaciones:

• Topografía y construcción: Levantamientos rápidos y detallados de edificios e infraestructuras.
• Industria y almacén: Optimización de procesos, planeamiento logístico y gestión inteligente del espacio.
• Robótica y navegación autónoma: Robots y vehículos que se orientan de forma independiente.
• Realidad aumentada y virtual: Experiencias inmersivas basadas en espacios reales.
• Investigación científica: Análisis de entornos complejos o inaccesibles.

3. ¿Cómo funciona la navegación SLAM?

La navegación SLAM se basa en un ciclo continuo de recopilación de datos, análisis y ajuste:

1. Captura: Los sensores (LiDAR, cámaras, ultrasonido, unidad de medición inercial) registran información del entorno de manera masiva y continua.
2. Procesamiento: Un algoritmo combina la información para estimar la posición del dispositivo.
3. Mapeo: Se construye un mapa tridimensional del entorno, representado como una nube de puntos.
4. Corrección: Se aplican funciones matemáticas y técnicas de inteligencia artificial para minimizar errores acumulados.
5. Navegación: Con el mapa actualizado, el sistema puede desplazarse evitando obstáculos y ajustando su ruta en tiempo real.

4. ¿Qué es el LiDAR y cómo funciona en la navegación SLAM?

El LiDAR (Light Detection and Ranging) es un sensor láser que mide distancias a través de pulsos de luz. Estos pulsos se reflejan en las superficies y permiten calcular la distancia y la forma de los objetos, generando un mapa tridimensional en forma de nube de puntos.

En la navegación SLAM, el LiDAR es fundamental porque:

• Proporciona alta precisión incluso en entornos sin luz.
• Permite detectar obstáculos y calcular rutas óptimas en tiempo real.
• Facilita la integración con software de sistemas de información geográfica (SIG) y BIM.
• Es compatible con hardware portátil como el Faro Orbis Premium, uno de los dispositivos más avanzados en escaneo móvil.

5. Tipos de sensores SLAM (LiDAR y vSLAM)

Existen distintas modalidades de SLAM en función del tipo de hardware y software utilizado:

• LiDAR SLAM: Utiliza sensores láser para medir distancias con gran precisión. Ideal para entornos de baja iluminación o donde se requiere detalle geométrico. Es el más usado en cartografía, robótica y topografía.
• vSLAM (Visual SLAM): Se apoya en cámaras de visión artificial para detectar elementos del entorno. Permite capturar imágenes y generar mapas al mismo tiempo, siendo muy popular en realidad aumentada y robótica ligera o conservación del patrimonio.
• SLAM híbrido: Combina LiDAR con visión artificial, ultrasonido o IMU para mejorar la robustez del sistema.

6. ¿Dónde se utiliza el sistema SLAM?

El SLAM ha pasado de los laboratorios de investigación a la industria en una gran variedad de sectores:

• Construcción y BIM: Generación de modelos digitales de edificios e infraestructuras, optimizando el flujo de trabajo BIM.
• Industria y logística: Inventario automático de almacenes, control de stock y gestión de flotas de carretillas elevadoras.
• Vehículos autónomos: Coches, drones y robots autónomos que necesitan orientarse sin ayuda externa.
• Robótica de servicio: Robots de limpieza, reparto o vigilancia que navegan en interiores complejos.
• Investigación y emergencias: Exploración de zonas afectadas por una inundación, túneles o entornos peligrosos.
• Realidad aumentada y virtual: Integración de modelos reales en entornos virtuales para diseño, formación y simulación.

8. Diferencias entre escaneo SLAM y TLS

Aunque tanto el escaneo SLAM como el TLS (Terrestrial Laser Scanning) utilizan sensores láser para generar nubes de puntos tridimensionales, existen diferencias fundamentales que hacen que cada tecnología sea más adecuada para determinados proyectos:

Escaneo SLAM

• Movilidad: Se basa en sensores portátiles o integrados en robots, drones o mochilas. El operador se desplaza con el equipo y el sistema va mapeando en tiempo real mediante algoritmos de localización y mapeo simultáneos.
• Rapidez: Permite recorrer un espacio y obtener resultados inmediatos, sin necesidad de colocar el escáner en múltiples posiciones fijas.
• Flexibilidad: Ideal para interiores, pasillos, túneles, almacenes y espacios donde el acceso es complejo.
• Precisión: Centimétrica, suficiente para la mayoría de proyectos de construcción, BIM y gestión industrial.
• Aplicaciones típicas: Inventarios, logística, gemelos digitales, planeamiento de almacenes, inspecciones rápidas.

TLS (Escáner láser terrestre)

• Estático: El equipo se coloca sobre un trípode en posiciones fijas y realiza un escaneo de 360º desde cada punto.
• Alta precisión: Milimétrica, ideal para proyectos que requieren detalle máximo y control geométrico.
• Tiempo de captura: Más lento, ya que requiere varias estaciones y un posterior registro de escaneos.
• Entornos recomendados: Grandes infraestructuras, fachadas, ingeniería civil y proyectos donde la exactitud geométrica es prioritaria.
• Aplicaciones típicas: Topografía de alta precisión, restauración de patrimonio, control de deformaciones, análisis estructurales.

 Resumen comparativo

• SLAM = movilidad, rapidez, productividad.
• TLS = máxima precisión y detalle.

En la práctica, muchos proyectos combinan ambas tecnologías: SLAM para agilizar la captura en espacios amplios y complejos, y TLS para zonas críticas donde la precisión absoluta es indispensable. En Scan4model somos especialistas en el uso de estas tecnologías y podemos asesorar al cliente sobre el flujo de trabajo más adecuado para cada proyecto.

Conclusión

La tecnología SLAM ha pasado de ser un concepto de investigación a convertirse en un pilar de la industria 4.0, con aplicaciones que van desde la cartografía tridimensional hasta la logística avanzada.

En Scan4Model, integramos esta tecnología en nuestros servicios de escaneo y modelado BIM, ofreciendo soluciones que optimizan el planeamiento, la productividad y la gestión de proyectos en construcción e industria.

Además, como distribuidores de Faro España, ponemos a tu alcance uno de los equipos más potentes de LiDAR SLAM, ideal para profesionales que buscan precisión, rapidez y fiabilidad en la recopilación de datos.

Con SLAM, cada espacio se convierte en un modelo digital rico en datos, preparado para transformar tu proyecto.