{"id":17396,"date":"2024-04-30T15:30:16","date_gmt":"2024-04-30T13:30:16","guid":{"rendered":"https:\/\/www.yellowscan.com\/knowledge\/comprendre-les-scanners-lidar\/"},"modified":"2024-05-30T16:55:39","modified_gmt":"2024-05-30T14:55:39","slug":"understanding-lidar-scanners","status":"publish","type":"ys_knowledge","link":"https:\/\/www.yellowscan.com\/fr\/knowledge\/understanding-lidar-scanners\/","title":{"rendered":"Comprendre les scanners LiDAR"},"content":{"rendered":"\t\t
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Les scanners LiDAR sont utilis\u00e9s pour capturer des nuages de points en 3D. Mais comment fonctionnent-ils ? L’article ci-dessous explique, entre autres, le principe de fonctionnement des diff\u00e9rents scanners LiDAR et la mani\u00e8re dont les mesures de distance sont transform\u00e9es et combin\u00e9es en nuages de points 3D. Ceux-ci constituent la base de nombreux produits de cartographie 3D utilis\u00e9s pour diff\u00e9rentes applications industrielles.<\/strong><\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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Introduction aux scanners LiDAR<\/h2>\n

La technologie LiDAR est une acquisition de g\u00e9odonn\u00e9es qui a fait des progr\u00e8s significatifs au cours des 25 derni\u00e8res ann\u00e9es. Les scanners LiDAR capturent des nuages de points 3D, \u00e0 partir desquels d’autres produits 3D sont d\u00e9riv\u00e9s. Il s’agit notamment de mod\u00e8les urbains en 3D, de r\u00e9seaux triangulaires irr\u00e9guliers (TIN), de paysages virtuels en 3D, de mod\u00e8les num\u00e9riques d’\u00e9l\u00e9vation (DEM), etc. Ils sont utilis\u00e9s pour de nombreuses applications telles que la pr\u00e9vention des inondations, l’am\u00e9lioration de la s\u00e9curit\u00e9 routi\u00e8re, l’analyse environnementale et bien d’autres encore.<\/p>\n

Un scanner LiDAR est un appareil qui acquiert r\u00e9guli\u00e8rement des nuages de points comprenant des millions, voire des milliards de points au cours d’un seul relev\u00e9. Les scanners LiDAR sont des capteurs \u00ab\u00a0actifs\u00a0\u00bb qui \u00e9mettent des faisceaux laser pour mesurer les distances par rapport \u00e0 des objets sans contact humain avec ces derniers ; \u00ab\u00a0actif\u00a0\u00bb signifie que les capteurs eux-m\u00eames \u00e9mettent de l’\u00e9nergie \u00e9lectromagn\u00e9tique. Pour plus d’informations sur les diff\u00e9rentes classifications et sur la place du LiDAR, consultez cet article<\/a>.<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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Principaux types de scanners LiDAR<\/h2>\n

Il existe deux principaux types de scanners LiDAR : les scanners a\u00e9roport\u00e9s et les scanners terrestres. Les scanners LiDAR a\u00e9roport\u00e9s utilisent un dispositif laser mont\u00e9 dans un avion qui mesure le temps de parcours des impulsions laser dans les deux sens. Au cours des derni\u00e8res ann\u00e9es, les drones se sont r\u00e9v\u00e9l\u00e9s \u00eatre une technologie fiable pour la capture de g\u00e9odonn\u00e9es en 3D. YellowScan est sp\u00e9cialis\u00e9e dans les syst\u00e8mes LiDAR pour drones. Pour plus d’informations sur l’utilisation du LiDAR sur les drones, consultez cet article<\/a>.<\/p>\n

Le LiDAR statique au sol utilise un scanner LiDAR qui reste dans une position fixe et stationnaire pendant le projet de num\u00e9risation. Lorsqu’un instrument de balayage utilise une plate-forme mobile au sol, on parle de \u00ab\u00a0balayage laser mobile\u00a0\u00bb.<\/p>\n

Les termes scanner LiDAR et scanner laser sont souvent utilis\u00e9s de mani\u00e8re interchangeable, mais il existe une diff\u00e9rence subtile entre les deux : LiDAR est un terme plus large qui fait r\u00e9f\u00e9rence \u00e0 l’utilisation de la technologie laser pour mesurer les distances et qui est utilis\u00e9 dans diff\u00e9rents contextes, y compris les applications a\u00e9riennes et terrestres. Le terme \u00ab\u00a0balayage laser\u00a0\u00bb fait souvent r\u00e9f\u00e9rence au processus de capture de formes et de g\u00e9om\u00e9tries 3D d\u00e9taill\u00e9es d’objets ou d’environnements, g\u00e9n\u00e9ralement \u00e0 l’aide d’un \u00e9quipement terrestre. Le terme LiDAR est donc plus large que celui de balayage laser, qui pourrait \u00e9galement \u00eatre appel\u00e9 \u00ab\u00a0LiDAR terrestre\u00a0\u00bb.<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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Scanner LiDAR a\u00e9roport\u00e9<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Scanner LiDAR terrestre<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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Composants d’un scanner LiDAR<\/h2>\n

Les scanners LiDAR combinent une optique de balayage, un \u00e9metteur d’impulsions laser et un r\u00e9cepteur. Un capteur laser a\u00e9roport\u00e9 se compose d’un \u00e9metteur d’impulsions laser, d’une optique de balayage pour diriger et distribuer les impulsions laser sur la trajectoire de vol et d’un r\u00e9cepteur. Un syst\u00e8me de balayage combine trois composants : un scanner LiDAR, un syst\u00e8me de positionnement bas\u00e9 sur le syst\u00e8me mondial de navigation par satellite (GNSS) et un syst\u00e8me de navigation inertielle (INS). Un INS est \u00e9galement connu sous le nom de \u00ab\u00a0unit\u00e9 de mesure inertielle\u00a0\u00bb (IMU), qui permet de d\u00e9terminer l’orientation du capteur par rapport \u00e0 un syst\u00e8me de r\u00e9f\u00e9rence.<\/p>\n

La source laser d’un scanner LiDAR transmet de nombreuses impulsions laser par seconde ; l’optique de balayage sert \u00e0 diriger et \u00e0 distribuer le laser sur une trajectoire de vol (dans le cas d’un syst\u00e8me LiDAR a\u00e9roport\u00e9). Dans le cas du balayage laser terrestre, des miroirs rotatifs r\u00e9partissent les faisceaux laser sur une sc\u00e8ne de mani\u00e8re r\u00e9guli\u00e8re et contr\u00f4l\u00e9e.<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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Principe de fonctionnement des scanners LiDAR<\/h2>\n

L’unit\u00e9 laser d’un scanner LiDAR produit des impulsions laser individuelles ou des faisceaux laser \u00e0 haute fr\u00e9quence. Pour capturer une sc\u00e8ne, les faisceaux laser doivent \u00eatre distribu\u00e9s dans deux directions, plus ou moins perpendiculaires l’une \u00e0 l’autre. Pour le balayage laser terrestre, il s’agit g\u00e9n\u00e9ralement des directions horizontale et verticale. Le LiDAR a\u00e9roport\u00e9 fonctionne de la m\u00eame mani\u00e8re que le LiDAR terrestre, mais il est plus exigeant car de multiples param\u00e8tres de l’orientation ext\u00e9rieure doivent \u00eatre d\u00e9termin\u00e9s pendant que le syst\u00e8me se d\u00e9place dans l’air. Pour plus d’informations sur le fonctionnement du LiDAR, consultez cet article<\/a>.<\/p>\n

Le faisceau laser \u00e9mis par un scanner LiDAR mesure la distance par rapport \u00e0 un objet que le faisceau rencontre en premier. Outre la port\u00e9e, le scanner LiDAR enregistre des donn\u00e9es suppl\u00e9mentaires, notamment l’angle vertical et l’angle horizontal de la port\u00e9e. Les coordonn\u00e9es sph\u00e9riques 3D sont li\u00e9es au syst\u00e8me de coordonn\u00e9es du dispositif de balayage laser.<\/p>\n

De multiples transformations sont appliqu\u00e9es pour passer des coordonn\u00e9es sph\u00e9riques aux coordonn\u00e9es cart\u00e9siennes 3D X, Y et Z li\u00e9es au scanner laser, et enfin \u00e0 un syst\u00e8me de coordonn\u00e9es commun pour le g\u00e9or\u00e9f\u00e9rencement de plusieurs nuages de points. Le relev\u00e9 d’une sc\u00e8ne n\u00e9cessite g\u00e9n\u00e9ralement des balayages \u00e0 partir de diff\u00e9rentes positions pour couvrir de grands objets. Les logiciels de traitement des nuages de points permettent de g\u00e9n\u00e9rer des mod\u00e8les num\u00e9riques d’\u00e9l\u00e9vation et de cr\u00e9er des mod\u00e8les 3D (cartes 3D) de sc\u00e8nes ext\u00e9rieures et int\u00e9rieures.<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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Applications des scanners LiDAR<\/h2>\n

Les scanners LiDAR sont utilis\u00e9s pour diverses applications dans tous les secteurs, y compris mais sans s’y limiter :<\/p>\n