Qu’est-ce que le LiDAR et comment fonctionne-t-il avec Reality Cloud Studio, powered by HxDR ?
Si vous ne connaissez pas la capture de la réalité, voici un bref aperçu de ce que sont les technologies LiDAR et de numérisation 3D, de leur principe de fonctionnement et de leur rôle dans la création les nuages de points utilisés par Reality Cloud Studio, notre plateforme cloud pour la collaboration, l’assemblage et le maillage automatisés ainsi que le stockage des données.
Parlons du LiDAR
Le LiDAR, ou Light Detection and Ranging, a été inventé en 1960 et est resté un fief de la technologie de pointe, réservé aux équipements spécialisés et aux professionnels formés. Entre-temps, il s’est largement répandu, avec des capteurs installés dans les voitures, les smartphones, les aspirateurs robotisés et les équipements agricoles.
Le LiDAR, sous sa forme mécanique et à semi-conducteurs, est présent dans la grande majorité du matériel de Leica Geosystems, de notre série BLK prisée au Leica RTC360 et au-delà. Avec quelques lasers et la bonne combinaison de logiciel et de firmware, vous pouvez relever le monde entier en 3D.
Mais qu’est-ce que le LiDAR, comment fonctionne-t-il et que produit-il ?
Explications
Le LiDAR est simple. Il ressemble au radar. Il envoie vers l’objet mesuré une impulsion laser, qui est réfléchie par cet objet et retourne à l’unité LiDAR. Cela fournit des données de mesure basées sur la distance qu’il fallait au laser pour l’envoi et la distance reçue par le distancemètre laser. Chacune de ces mesures laser est un « point ». En répétant cette opération ultra-rapide – des millions de fois par seconde – le système crée une carte détaillée des objets qui l’entourent, appelée nuage de points.
C’est le principe de base des appareils LiDAR en général. Cependant, il existe deux approches principales de la mesure LiDAR pour la numérisation 3D : Le LiDAR mécanique, comme le LiDAR biaxial du Leica BLK360, du Leica RTC360, du Leica BLK2GO ainsi que le LiDAR à semi-conducteurs, tel que les capteurs à double temps de vol (ToF) utilisés dans le Leica BLK2GO PULSE.
Voici comment ils fonctionnent.
LiDAR mécanique
Les systèmes LiDAR mécaniques utilisent des miroirs ou prismes rotatifs pour diriger un rayon laser à travers un large champ de vision, lui permettant de capturer des points devant, au-dessus et derrière le scanner laser. Ces capteurs sont la référence en matière de capture de la réalité 3D haute résolution, avec une portée saine dictée par la puissance du laser et son rayon concentré.
LiDAR à semi-conducteurs
Le LiDAR à semi-conducteurs, en revanche, est dépourvu de pièces mobiles. Il est petit, durable et compact. C’est donc le type de LiDAR intégré dans les produits grand public tels que les smartphones haut de gamme.
Le BLK2GO PULSE, par exemple, utilise un système LiDAR à semi-conducteurs avec deux capteurs temps de vol qui mesurent en temps réel la durée de retour du rayon laser vers le capteur. Ce système étant doté de semi-conducteurs, il existe une synchronicité entre les mesures et le traitement des données ; Cette caractéristique permet au BLK2GO PULSE de capturer et de fournir à l’utilisateur des nuages de points précis en temps réel, ce que le LiDAR mécanique ne peut pas faire. Le compromis est un champ de vision étroit offrant moins de précision qu’une unité mécanique.
Comment le LiDAR crée-t-il un nuage de points ?
Nous avons vu comment le LiDAR créait un point, mais comment génère-t-il un nuage de points ?
La capture d’un nuage de points est la collecte de millions de mesures en trois dimensions représentant une structure réelle, un bâtiment ou un objet. Le LiDAR à l’intérieur d’un scanner laser fonctionne beaucoup plus vite qu’une technologie similaire, par exemple un distancemètre laser. Dans le BLK360, par exemple, il envoie et reçoit 680 000 points laser par seconde tandis que le scanner tourne à 360 degrés pour relever l’ensemble de l’espace autour de lui. D’une certaine manière, il s’agit toujours encore d’un distancemètre laser, mais qui est boosté par le matériel et le logiciel. Comme il fonctionne si rapidement et capture des mesures à 360 degrés, il crée un nuage de points plutôt que de réaliser seulement une ou quelques mesures à un moment donné.
Ces points – des mesures LiDAR individuelles – sont réunis en quelques secondes pour former une représentation numérique de ce que le scanner laser a capturé. Il peut s’agir d’un local complet, d’un bâtiment entier ou même d’un environnement extérieur. Il capture tout ce qui se trouve dans la ligne de visée du distancemètre laser du scanner laser.
