On a beaucoup parlé ces derniers temps du LiDAR, une technologie que les entreprises de robotique implémentent dans leurs appareils, l’industrie automobile, et même Apple l’a incluse dans ses derniers iPhones.
Mais la technologie LiDAR est appliquée dans des domaines qui vont au-delà du domestique, puisqu’elle est principalement utilisée dans l’aéronautique, dans les drones pour faire de la reconnaissance de terrain comme la géologie, la cartographie, l’architecture ou la réalité augmentée. Mais sait-on vraiment ce qu’est un LiDAR ?
Si on plonge un peu dans l’histoire, il faut savoir que la technologie LiDAR est utilisée depuis les années 1960 dans l’industrie aéronautique, pas telle qu’on la connaît aujourd’hui, mais des scanners laser ont été installés qui ont permis de collecter des informations géospatiales telles que des mesures de distance.
Qu’est-ce que LiDAR ?
Le mot LiDAR vient de l’acronyme anglais « Light Detection and Ranging » , ou Détection et portée de la lumière. Que se utiliza para crear mapas en 3D mediante la recopilación de mediciones a través de la emisión de pulsos láser que miden las distancias y los ángulos desde el punto desde el que se emite ese láser hasta el objeto o superficie sobre el que rebota calculando la distancia entre eux.
Comment fonctionne un LiDAR ?
Le LiDAR émet des centaines de milliers d’impulsions par seconde qui rebondissent sur les objets dans l’environnement, retournant au LiDAR. Avec ces informations, le LiDAR mesure le temps que ces impulsions lumineuses ont mis pour atteindre les récepteurs qui s’y trouvent, en calculant la distance avec la formule « Distance = (Vitesse de la lumière x Temps écoulé) / 2 ».
Le scanner laser fonctionne avec deux mouvements : celui de la trajectoire de la plateforme (longitudinal) et celui du miroir qui réfléchit la lumière issue du laser (transversal).
Aussi, selon le type de capteur utilisé dans le LiDAR, il est possible d’émettre des centaines de milliers voire des millions d’impulsions par seconde. Chacune de ces mesures permet d’obtenir un nuage de retours ou « points » tridimensionnels du terrain qui dessinent la surface d’un objet.
Mais il est intéressant de savoir qu’une même impulsion laser peut revenir au son LiDAR en un ou plusieurs retours, c’est parce que le laser trouve plusieurs surfaces sur lesquelles il s’est réfléchi pendant le temps qu’il a parcouru. L’impulsion la plus importante étant la première à revenir, l’identifiant comme l’élément le plus important.
Ainsi, LiDAR crée des cartes en identifiant avec précision les structures avec des détails millimétrés et parfaits. Cartographier des villes entières, des réseaux routiers, détecter les changements et les anomalies du terrain.
Pourquoi un LiDAR est-il composé ?
Un LiDAR est composé de plusieurs parties, parmi les plus importantes on retrouve :
Scanner laser aéroporté (ALS). Le laser émet des impulsions de lumière infrarouge qui déterminent la distance entre le capteur et le sol.
Les récepteurs enregistrent l’heure exacte entre le moment où l’impulsion laser a quitté le système et son retour. Calcul de la distance limite entre le capteur et la cible.
Récepteur GPS, il sert à connaître à tout moment la position de l’émetteur laser pour connaître exactement les coordonnées de chaque point avec des centimètres de précision, permettant une cartographie très précise de l’espace et des objets qui y sont disposés.
Le capteur INS, (système de navigation invertial) permet de mesurer tous les mouvements du LiDAR, en estimant la position, la vitesse et l’orientation sans dépendre de références qui leur sont étrangères. Pour cela, ils utilisent IMU (unité de mesure inertielle) qui mesure l’accélération et la rotation à l’aide d’accéléromètres et de gyroscopes et qui sont un composant essentiel du système de vol du drone.
Quelles sont les applications d’un LiDAR ?
Le LiDAR peut être utilisé dans une multitude d’applications, non seulement dans l’industrie aérospatiale ou dans des applications terrestres telles que les études de terrain, mais nous pouvons même le trouver dans des appareils plus courants que nous utilisons dans notre vie quotidienne.
S’il est vrai que les principaux usages donnés au LiDAR sont :
Industrie de l’architecture et de la construction
Ils utilisent cette technologie pour collecter des mesures 3D pour l’étude du terrain qui est appliquée dans l’architecture, dans la construction de bâtiments, de routes ou de transports ferroviaires. L’aménagement du territoire pour réaliser l’urbanisme en inspectant l’environnement bâti
Archéologie
La technologie LIDAR et la cartographie 3D sont utilisées pour étudier les zones où l’on peut deviner qu’il existe d’importants sites archéologiques. En pénétrant à travers la végétation et en analysant le relief et les irrégularités du terrain, d’importantes découvertes historiographiques ont été faites.
automobile
Le LiDAR est l’un des composants qui permettent aux véhicules d’inclure des fonctions intelligentes qui anticipent et évitent les situations dangereuses telles que la détection et l’évitement intelligents d’obstacles ou des systèmes d’aide à la conduite tels que l’auto-conduite et le stationnement automatique. Avec LiDAR, sonar, GPS ou unités de mesure inertielle, c’est possible.
Environnement
À ce stade, ils sont très utiles en hydrologie et dans le domaine forestier, largement utilisés dans la cartographie des forêts, la cartographie des côtes et des paysages, l’identification des altérations causées par l’érosion, les inondations ou toute autre altération du terrain.
Quelles utilisations faites-vous de la technologie LiDAR dans les maisons intelligentes ?
Après avoir vu toutes les applications dans des sujets aussi importants que ceux que nous avons vus auparavant, comment cette technologie peut-elle être appliquée dans la sphère domestique ?
Eh bien, curieusement, cette incroyable technologie est accessible à tous et beaucoup d’entre nous l’ont sans savoir à quel point elle est importante.
Aspirateurs robots , des entreprises de l’industrie de la robotique, telles que Roborock, ont introduit des scanners LiDAR à l’intérieur de leurs appareils qui leur permettent de créer des cartes plus précises des maisons, en détectant les espaces et les objets pour une navigation plus intelligente. Certains utilisent mieux le LiDAR que d’autres, il suffit de comparer des modèles de prix et de marques différents pour se rendre compte que certains reconnaissent le moindre objet et d’autres ne sont pas capables d’identifier des éléments translucides ou des éléments difficilement reconnaissables.
iPhone, Apple a intégré un LiDAR dans son système de caméra dans l’iPhone 12 Pro et l’iPhone 12 Pro Max pour créer une carte de profondeur de l’espace. Son autofocus est beaucoup plus rapide dans des conditions de faible luminosité, permettant une meilleure mise au point et permettant des portraits en mode nuit.
Les jeux vidéo, grâce à l’utilisation du LiDAR dans l’architecture et l’urbanisme, les sociétés de jeux vidéo peuvent utiliser cette technologie pour recréer les différents scénarios qui y apparaissent.
Systèmes de sécurité : les entreprises de sécurité intègrent également le LiDAR dans leurs systèmes de sécurité intelligents en surveillant de grands espaces grâce à la détection de changement en temps réel en 3D.
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