{"id":20060,"date":"2024-10-15T10:21:33","date_gmt":"2024-10-15T08:21:33","guid":{"rendered":"https:\/\/www.yellowscan.com\/knowledge\/2d-vs-3d-lidar-une-comparaison-de-deux-technologies-de-balayage-laser\/"},"modified":"2025-05-14T09:57:56","modified_gmt":"2025-05-14T07:57:56","slug":"2d-vs-3d-lidar-a-comparison-of-two-laser-scanning-technologies","status":"publish","type":"ys_knowledge","link":"https:\/\/www.yellowscan.com\/fr\/knowledge\/2d-vs-3d-lidar-a-comparison-of-two-laser-scanning-technologies\/","title":{"rendered":"2D vs 3D LiDAR : avantages, limites et cas d’utilisation"},"content":{"rendered":"\t\t
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Pr\u00e9sentation du LiDAR 2D<\/h2>

Cet article traite du Lidar 2D et 3D. Nous comparerons les deux technologies et expliquerons leur fonctionnement, les diff\u00e9rents r\u00e9sultats de chacune d’entre elles, leurs avantages, leurs limites et les cas d’utilisation les plus courants.<\/p>

\u00a0<\/p>

Qu’est-ce que le LiDAR 2D et comment fonctionne-t-il ?<\/h3>

Cette technologie de d\u00e9tection en 2D utilise la lumi\u00e8re pour mesurer les distances entre sa source et une cible. En utilisant le temps n\u00e9cessaire \u00e0 la lumi\u00e8re pour atteindre la cible et revenir au capteur, combin\u00e9 \u00e0 la vitesse de la lumi\u00e8re, la distance par rapport \u00e0 la cible est mesur\u00e9e avec pr\u00e9cision. Le capteur est souvent mont\u00e9 sur une plate-forme mobile, comme un robot. Une plateforme statique est \u00e9galement optionnelle.<\/p>

Le processus d’\u00e9mission d’impulsions, de r\u00e9flexion et de d\u00e9tection d’objets est r\u00e9p\u00e9t\u00e9 rapidement sur une large zone, afin de d\u00e9tecter les objets et de cr\u00e9er une repr\u00e9sentation 2D de la zone et des objets qui s’y trouvent. Par exemple, un aspirateur robot pourrait cr\u00e9er un plan en 2D de votre maison, montrant les contours de chaque pi\u00e8ce et les diff\u00e9rents objets qui s’y trouvent, mais sans aucune information sur la hauteur. Ici, les obstacles apparaissent comme des formes distinctes ou des groupes de points sur la carte o\u00f9 le faisceau laser rebondit sur les objets.<\/p>

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Figure 1 : un plan d'\u00e9tage en 2D <\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\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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Un capteur LiDAR 2D utilise g\u00e9n\u00e9ralement un miroir ou un capteur rotatif pour \u00e9mettre des impulsions laser dans un angle unique et fixe afin de capturer des objets dans son environnement. Ce capteur ou miroir tourne \u00e0 l’int\u00e9rieur d’un plan horizontal ou vertical pour balayer ce plan. Le LiDAR 2D ne balayant qu’un seul plan, il est possible de capturer les donn\u00e9es d’une coupe transversale plane, horizontale ou verticale de la zone.<\/p>

Vous trouverez une explication plus d\u00e9taill\u00e9e du fonctionnement du LiDAR<\/a> dans un autre article. Vous trouverez plus d’informations sur les diff\u00e9rentes fa\u00e7ons dont le LiDAR mesure les distances dans<\/a> un autre article.<\/p>

\u00a0<\/p>

Quels sont les diff\u00e9rents r\u00e9sultats du LiDAR 2D ?<\/h3>

Voici un aper\u00e7u de quelques-uns des r\u00e9sultats obtenus gr\u00e2ce au LiDAR 2D :<\/p>

– Nuages de points 2D :<\/b> collection de mesures de distance dans un plan bidimensionnel. Il peut s’agir, par exemple, d’une carte en 2D d’un espace int\u00e9rieur, comme le plan d’un \u00e9tage avec diff\u00e9rentes pi\u00e8ces, montrant diff\u00e9rents objets et murs.<\/p>

– Cartes en 2D :<\/b> Le LiDAR est l’une des composantes du SLAM (localisation et cartographie simultan\u00e9es), une technologie permettant de positionner un objet dans son environnement et de cr\u00e9er une carte pour s’y orienter et s’y d\u00e9placer.<\/p>

– Mesures de la distance<\/b> entre le capteur et diff\u00e9rents objets dans l’environnement. Les mesures de distance et de taille effectu\u00e9es par le syst\u00e8me LiDAR 2D permettent de d\u00e9tecter les obstacles.<\/p>

\u00a0<\/p>

Qui utilise le LiDAR 2D ?<\/h3>

Les robots utilisent le LiDAR 2D pour la navigation, la d\u00e9tection d’obstacles et la cartographie de l’environnement afin de se d\u00e9placer en toute s\u00e9curit\u00e9 dans toute une s\u00e9rie d’applications :<\/p>

– Fabrication : <\/b>les robots naviguent de mani\u00e8re autonome sur des lignes d’assemblage complexes, r\u00e9duisant ainsi le besoin d’intervention humaine et rationalisant les processus de production.<\/p>

– Logistique : <\/b>les robots naviguent dans les entrep\u00f4ts et les centres de distribution pour optimiser la gestion des stocks et l’ex\u00e9cution des commandes.<\/p>

– Agriculture : <\/b>les robots naviguent de mani\u00e8re autonome dans les champs, surveillent les cultures et effectuent des pulv\u00e9risations de pr\u00e9cision.<\/p>

– Soins de sant\u00e9 :<\/b> les robots peuvent circuler en toute s\u00e9curit\u00e9 dans les couloirs des h\u00f4pitaux pour l’administration de m\u00e9dicaments ou la surveillance des patients.<\/p>

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Figure 2 : un entrep\u00f4t o\u00f9 les robots naviguent pour optimiser la gestion des stocks et l'ex\u00e9cution des commandes.<\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\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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Cette technologie est \u00e9galement utilis\u00e9e dans des applications de s\u00e9curit\u00e9, notamment pour la d\u00e9tection de p\u00e9rim\u00e8tres ou le suivi de mouvements dans des zones d\u00e9finies. Les v\u00e9hicules autonomes, les \u00e9tudes fluviales, la mod\u00e9lisation de la pollution, l’arch\u00e9ologie et la construction de b\u00e2timents sont d’autres applications du LiDAR 2D.<\/p>\n

<\/p>\n

Quels sont les avantages du LiDAR 2D ?<\/h3>\n

Voici quelques-uns des avantages du LiDAR 2D :<\/p>\n

– Pr\u00e9cision : <\/b>le syst\u00e8me LiDAR 2D d\u00e9tecte avec pr\u00e9cision les obstacles et planifie des trajectoires optimales.<\/p>\n

– Rapidit\u00e9\/efficacit\u00e9 :<\/b> les capteurs 2D LiDAR sont tr\u00e8s efficaces et offrent des temps de r\u00e9ponse rapides. Ils utilisent un LiDAR \u00e0 ligne unique, qui \u00e9met un faisceau laser \u00e0 ligne unique par la source laser, ce qui se traduit par une vitesse de balayage rapide, une r\u00e9solution \u00e9lev\u00e9e et une grande fiabilit\u00e9.<\/p>\n

– Fiabilit\u00e9 dans diff\u00e9rentes conditions environnementales :<\/b> contrairement aux capteurs bas\u00e9s sur la vision, le LiDAR fonctionne bien dans diff\u00e9rentes conditions d’\u00e9clairage, et m\u00eame dans l’obscurit\u00e9. Cette fiabilit\u00e9 am\u00e9liore son utilisation dans diff\u00e9rents sc\u00e9narios.<\/p>\n

– Co\u00fbt :<\/b> les capteurs 2D LiDAR sont g\u00e9n\u00e9ralement plus abordables que les capteurs 3D LiDAR.<\/p>\n

Ces quatre facteurs combin\u00e9s expliquent pourquoi le LiDAR 2D est souvent utilis\u00e9 pour la robotique dans le domaine de la logistique, o\u00f9 ils op\u00e8rent sur une surface plane et o\u00f9 la capture de donn\u00e9es en deux dimensions est presque toujours suffisante. Ici, les obstacles et les points de navigation pertinents existent sur le m\u00eame plan, de sorte qu’il n’est pas n\u00e9cessaire de disposer de donn\u00e9es sur le plan vertical.<\/p>\n

<\/p>\n

Quelles sont les limites du LiDAR 2D ?<\/h3>\n

Les deux principaux inconv\u00e9nients du LiDAR 2D sont les informations limit\u00e9es sur la profondeur et la possibilit\u00e9 d’utilisation dans des conditions environnementales extr\u00eames.<\/p>\n

– Informations limit\u00e9es sur la profondeur<\/b> :<\/b> le principal inconv\u00e9nient du LiDAR 2D est que les informations sur la profondeur sont limit\u00e9es. Les mesures de profondeur dans le cadre du syst\u00e8me LiDAR 2D se rapportent \u00e0 la mesure de la distance par rapport \u00e0 un objet. Le 2D LiDAR ne balayant qu’un seul plan, il ne peut mesurer la profondeur qu’\u00e0 l’int\u00e9rieur de ce plan. Cela signifie que les objets situ\u00e9s en dehors du plan de balayage ne seront pas d\u00e9tect\u00e9s par le capteur, ce qui peut limiter l’application du LiDAR 2D. Par exemple, un capteur LiDAR 2D mont\u00e9 sur un robot orient\u00e9 horizontalement peut mesurer la distance entre des objets situ\u00e9s sur le m\u00eame plan horizontal, mais ne d\u00e9tectera pas les objets situ\u00e9s au-dessus ou au-dessous de ce plan.<\/p>\n

– Performance limit\u00e9e<\/b> dans des conditions environnementales<\/b> telles que la pluie ou le brouillard. Ces derniers dispersent les faisceaux laser et affectent la pr\u00e9cision des donn\u00e9es. Vous trouverez dans un autre article une discussion plus d\u00e9taill\u00e9e sur le LiDAR et son utilisation dans diff\u00e9rentes conditions m\u00e9t\u00e9orologiques<\/a>.<\/p>\n

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Pr\u00e9sentation du LiDAR 3D<\/h2>\n

Maintenant que nous savons ce qu’est le 2D LiDAR et comment il est utilis\u00e9 dans la pratique, nous allons examiner le 3D LiDAR avant de le comparer au 2D LiDAR.<\/p>\n

Qu’est-ce que le LiDAR 3D et comment fonctionne-t-il ?<\/h3>\n

Similaire au 2D LiDAR, le 3D LiDAR utilise des lasers pour mesurer les distances en chronom\u00e9trant la r\u00e9flexion du faisceau laser sur les surfaces. La r\u00e9p\u00e9tition de ce processus des millions de fois cr\u00e9e un nuage de points 3D o\u00f9 tous les points 3D sont stock\u00e9s. G\u00e9n\u00e9rant des millions de points de donn\u00e9es par seconde, les syst\u00e8mes 3D LiDAR offrent des donn\u00e9es cartographiques extr\u00eamement pr\u00e9cises et d\u00e9taill\u00e9es. Un syst\u00e8me de balayage laser 3D capture et stocke directement un nuage de points 3D qui constitue la base des produits 3D d\u00e9riv\u00e9s, y compris les cartes et les mod\u00e8les.<\/p>\n

Le LiDAR 3D est captur\u00e9 \u00e0 l’aide d’une plate-forme statique ou mobile sur laquelle le scanner est mont\u00e9. Les diff\u00e9rences entre la num\u00e9risation LiDAR mobile et statique<\/a> sont expliqu\u00e9es dans un autre article. Le fonctionnement des scanners 3D LiDAR<\/a> est expliqu\u00e9 dans un autre article. Les donn\u00e9es LiDAR 3D peuvent \u00e9galement \u00eatre captur\u00e9es depuis l’air, ce qui constitue une cat\u00e9gorie diff\u00e9rente de num\u00e9risation LiDAR. Le drone<\/a> est aujourd’hui une plateforme populaire pour la capture LiDAR, qui fait l’objet d’un autre article.<\/p>\n

Quels sont les avantages du LiDAR 3D ?<\/h3>\n

Les avantages du LiDAR 3D sont multiples. En voici quelques-unes :<\/p>\n

– Haute pr\u00e9cision :<\/b> le balayage laser 3D permet d’obtenir des mesures 3D pr\u00e9cises, ce qui est b\u00e9n\u00e9fique pour les applications o\u00f9 la pr\u00e9cision est importante.<\/p>\n

– Capture rapide des donn\u00e9es :<\/b> de grands volumes de donn\u00e9es ponctuelles sont captur\u00e9s par seconde, pour des d\u00e9lais d’ex\u00e9cution rapides et des co\u00fbts de projet r\u00e9duits.<\/p>\n

– Polyvalence : <\/b>la num\u00e9risation laser 3D peut \u00eatre utilis\u00e9e pour capturer un large \u00e9ventail d’objets, de textures et de mat\u00e9riaux.<\/p>\n

– Capturez une fois, utilisez souvent :<\/b> les donn\u00e9es du nuage de points captur\u00e9es peuvent \u00eatre utilis\u00e9es pour cr\u00e9er une multitude de cartes et de mod\u00e8les.<\/p>\n

Cas d’utilisation du LiDAR 3D<\/h3>\n

Les applications qui requi\u00e8rent l’exactitude et la pr\u00e9cision des donn\u00e9es 3D LiDAR sont les suivantes :<\/p>\n

– Lev\u00e9s et cartographie<\/b><\/a> : la pr\u00e9cision au niveau du centim\u00e8tre est obtenue en utilisant le LiDAR 3D et des techniques suppl\u00e9mentaires telles que le PPK, le RTK et les points de contr\u00f4le au sol.<\/p>\n

– L’exploitation mini\u00e8re<\/b><\/a> : les calculs volum\u00e9triques pr\u00e9cis des mines \u00e0 ciel ouvert sont un cas d’utilisation populaire du LiDAR par drone.<\/p>\n

\u2022 Construction et ing\u00e9nierie<\/b><\/a> : suivi des projets de construction.<\/b><\/p>\n

\u2022 Patrimoine num\u00e9rique et arch\u00e9ologie<\/b><\/a>:<\/b> le LiDAR 3D est une technologie s\u00fbre et sans contact. Les scanners 3D ne doivent donc pas toucher l’objet scann\u00e9. Il s’agit donc d’une technologie id\u00e9ale pour capturer des objets d\u00e9licats ou fragiles et des sites contenant de tels objets, par exemple depuis les airs \u00e0 l’aide d’un syst\u00e8me LiDAR par drone.<\/p>\n

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Figure 3 : les calculs volum\u00e9triques pr\u00e9cis des mines \u00e0 ciel ouvert sont un cas d'utilisation populaire du LiDAR par drone.<\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\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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Quelle est la diff\u00e9rence entre le LiDAR 3D et le LiDAR 2D ?<\/h3>

La principale diff\u00e9rence entre les deux syst\u00e8mes est que le second capture des donn\u00e9es en trois dimensions, alors que le LiDAR 2D ne capture des donn\u00e9es que sur un seul plan. En d’autres termes, le 3D utilise plusieurs lasers \u00e0 diff\u00e9rents angles, ce qui permet d’obtenir des volumes de donn\u00e9es plus importants, mais aussi davantage d’informations sur l’environnement, car une plus grande partie de cet environnement est couverte par le balayage laser 3D.<\/p>

Cela s’explique peut-\u00eatre mieux en utilisant une m\u00e9trique appel\u00e9e champ de vision (FoV), qui exprime la zone observable qu’un scanner laser peut capturer en 3D \u00e0 partir d’une certaine distance. La principale diff\u00e9rence entre un scanner laser 2D et 3D est le champ de vision vertical d’un scanner laser 3D, qui varie g\u00e9n\u00e9ralement de 30\u00b0 \u00e0 90\u00b0, en fonction du nombre de couches ou de plans que le capteur peut balayer. Pour un scanner laser 2D, la couverture horizontale est g\u00e9n\u00e9ralement de 180\u00b0 \u00e0 360\u00b0, mais il n’y a pas de balayage vertical : le scanner ne peut pas capturer d’informations au-dessus ou au-dessous de ce plan.<\/p>

La capture d’une plus grande \u00e9tendue a un prix, car les scanners LiDAR 3D sont plus chers que les capteurs 2D. En plus de capturer des donn\u00e9es plus nombreuses et plus pr\u00e9cises, ils couvrent \u00e9galement de plus grandes distances que les capteurs 2D LiDAR : jusqu’\u00e0 200 m\u00e8tres, contre 40 m\u00e8tres pour les capteurs 2D LiDAR. Les capteurs 3D LiDAR sont souvent int\u00e9gr\u00e9s dans un syst\u00e8me de num\u00e9risation avec plus de mat\u00e9riel qu’un simple capteur : un IMU et un r\u00e9cepteur GPS sont \u00e9galement n\u00e9cessaires pour capturer des donn\u00e9es de positionnement pr\u00e9cises pendant la num\u00e9risation. Les scanners laser 3D sont donc moins portables que les scanners 2D, bien que les scanners laser 3D soient plus performants que les scanners 2D pour cartographier des environnements complexes et reconna\u00eetre des objets mobiles et statiques, car ils capturent des donn\u00e9es plus nombreuses et plus pr\u00e9cises autour d’eux.<\/p>

Lorsque vous choisissez un syst\u00e8me LiDAR pour vos besoins en cartographie, YellowScan a tout ce qu’il vous faut. Consultez notre page de comparaison des produits<\/a> pour voir quel scanner LiDAR YellowScan r\u00e9pond \u00e0 vos besoins et faire de votre prochain projet une r\u00e9ussite. <\/i><\/p>\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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Questions fr\u00e9quemment pos\u00e9es<\/h2>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\tQuelles sont les industries qui pr\u00e9f\u00e8rent le LiDAR 2D au LiDAR 3D ?<\/a>\n\t\t\t\t\t<\/h3>\n\t\t\t\t\t

Les industries qui s’appuient sur des solutions robotiques pr\u00e9f\u00e8rent souvent le LiDAR 2D au LiDAR 3D, notamment dans les domaines de la s\u00e9curit\u00e9, de la fabrication et de la logistique.<\/p>\n<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t

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\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\tQuels sont les avantages du LiDAR 3D ?<\/a>\n\t\t\t\t\t<\/h3>\n\t\t\t\t\t

Le syst\u00e8me LiDAR 3D permet de capturer rapidement et en toute s\u00e9curit\u00e9 de grands volumes de donn\u00e9es 3D pr\u00e9cises et exactes. Les donn\u00e9es du nuage de points peuvent \u00eatre saisies une seule fois et utilis\u00e9es \u00e0 plusieurs reprises pour diff\u00e9rents produits.<\/p>\n<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t

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\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\tComment fonctionne le LiDAR 2D ?<\/a>\n\t\t\t\t\t<\/h3>\n\t\t\t\t\t

Le LiDAR 2D est une technologie de d\u00e9tection qui utilise la lumi\u00e8re pour mesurer les distances entre sa source et une cible. Le LiDAR 2D capture des donn\u00e9es \u00e0 partir d’une coupe transversale plane, horizontale ou verticale d’une zone d’int\u00e9r\u00eat, afin de produire un nuage de points ou une carte en 2D.<\/p>\n<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t

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\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\tQue signifie LiDAR 3D ?<\/a>\n\t\t\t\t\t<\/h3>\n\t\t\t\t\t

Le syst\u00e8me 3D LiDAR capture la zone environnante en 3D, gr\u00e2ce \u00e0 des millions de lasers \u00e9mis dans toutes les directions autour de l’appareil de balayage. Les mesures de distance obtenues sont stock\u00e9es dans un nuage de points 3D, qui montre une repr\u00e9sentation 3D d’une zone d’int\u00e9r\u00eat.<\/p>\n<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t

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\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\tQuelle est la diff\u00e9rence entre les capteurs LiDAR 2D et 3D ?<\/a>\n\t\t\t\t\t<\/h3>\n\t\t\t\t\t

Le 2D LiDAR capture moins d’informations sur l’environnement que le 3D LiDAR, car il ne peut pas capturer d’informations au-dessus ou au-dessous du plan horizontal. Les donn\u00e9es qui en r\u00e9sultent sont \u00e9galement moins pr\u00e9cises et ont une port\u00e9e inf\u00e9rieure \u00e0 celle d’un capteur LiDAR 3D.<\/p>\n<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t