Quels sont les différents modèles de balayage des systèmes LiDAR ?

Le saviez-vous ?

Les systèmes LiDAR présentent différents schémas de balayage en fonction de la méthode de balayage utilisée.

Vous savez peut-être comment fonctionne un système LiDAR: il mesure le temps de parcours entre l’émission d’une impulsion laser et la réception du signal réfléchi par une cible.

Mais vous êtes-vous déjà demandé quel type de trajectoire le laser balaie au sol ?

Les scanners laser peuvent être rotatifs ou non, et utiliser différents éléments de déviation optique tels que des prismes, des réseaux et des miroirs pour créer des modèles de balayage spécifiques.

Le miroir oscillant (figure 1.a)

Des lasers utilisant des miroirs oscillants dirigent les impulsions laser dans deux directions de l’andain, créant un motif dentelé sur le sol (figure 2.a). La largeur de la fauchée est donnée par l’angle d’inclinaison maximal du miroir. La densité de points obtenue n’est pas uniforme car les impulsions laser ont tendance à s’accumuler sur les bords de la fauchée en raison de la décélération du miroir.

Le miroir polygonal rotatif (figure 1.b)

Ce système crée un modèle de balayage composé de lignes parallèles obliques par rapport à la direction de la progression de la plate-forme (figure 2.b). Le balayage se fait toujours dans la même direction. La fauchée dépend de la largeur de la face polygonale du miroir.

Le miroir rotatif (figure 1.c)

Avec son axe de rotation colinéaire à la direction du faisceau laser émis par la source, le miroir rotatif permet un balayage sur près de 360°. Comme dans l’exemple précédent, le modèle de balayage est composé de lignes parallèles obliques par rapport à la direction du mouvement du système (figure 2.c). Cette fois, la taille de la fauchée dépend de la portée maximale du système LiDAR.

Les prismes ou réseaux dispersifs (figure 1.d)

Les prismes dispersifs et les réseaux dispersifs tournent autour du même axe pour générer des motifs de balayage en forme de roses. Par exemple, les prismes de Risley – également appelés prismes en coin – peuvent produire des cercles (figure 2.d) ou des motifs de balayage en forme de roses (figure 3).

L’avantage de ces motifs est qu’ils ne se répètent pas, de sorte que même en situation statique, le taux de couverture augmente avec le temps, ce qui permet de détecter davantage de détails dans le champ de vision du capteur. La taille de la fauchée dépend de la configuration et de l’inclinaison de chaque prisme en coin.