Drone LiDAR : Tout ce qu’il faut savoir sur les LiDAR sur les drones

LiDAR sur les drones, comment ça marche ?

Lorsque le LiDAR et les drones travaillent ensemble, ils créent quelque chose d’assez impressionnant qui va au-delà de la surface. Un examen plus approfondi du fonctionnement du LiDAR sur les drones révèle un processus qui fait appel à la précision, à l’innovation et à l’adaptabilité.

Les principaux défis que LiDAR rencontre avec les drones

Si les drones équipés de LiDAR offrent de nombreuses possibilités, ils sont également confrontés à certains défis liés à leur combinaison unique :

• Vibrations et stabilité : Les drones sont des plateformes dynamiques soumises à des vibrations et à des mouvements. Ceux-ci peuvent compromettre les mesures LiDAR et la précision des données. Pour relever ce défi, il est essentiel de disposer d’un équipement stable et calibré.
• Gestion de la charge utile et de l’énergie : L’intégration du LiDAR dans les drones nécessite une attention particulière à la capacité de la charge utile et à la consommation d’énergie. Certains modèles LiDAR peuvent être encombrants et consommer beaucoup d’énergie, ce qui affecte la durée des vols et les capacités de manœuvre.
• Traitement des données : Le LiDAR génère de grandes quantités de données sous forme de nuages de points. La transformation de ces données en informations utilisables nécessite une grande puissance informatique et des logiciels spécialisés.
• Portée et résolution limitées : Les drones peuvent atteindre des endroits que d’autres ne peuvent pas atteindre, mais leur rayon d’action et leur altitude peuvent limiter la quantité de données LiDAR qu’ils collectent et le niveau de détail. Pour y remédier, il est essentiel de planifier les vols de manière stratégique.

Solutions à ces problèmes

Les innovations en matière de technologie LiDAR et d’ingénierie des drones ont ouvert la voie à la résolution de ces problèmes :

• Amortissement des vibrations : Des systèmes de stabilisation avancés et des mécanismes d’amortissement empêchent les vibrations du drone. Ces innovations garantissent des mesures LiDAR précises, même dans des conditions de vol dynamiques.
• Miniaturisation et efficacité : Les efforts continus pour réduire la taille des capteurs LiDAR ont abouti à des options compactes, légères et moins gourmandes en énergie. Cela permet de les intégrer aux drones sans en sacrifier les performances.
• Traitement des données en temps réel : L’évolution du traitement des données embarquées permet aux drones équipés de LiDAR de traiter les données en temps réel. Cette capacité permet de rationaliser l’acquisition des données et de minimiser les travaux de traitement après le vol.
• Couplage avec d’autres capteurs : Les drones combinent désormais le LiDAR avec d’autres capteurs, tels que des caméras et des équipements GNSS, afin d’améliorer la précision des données et la connaissance de l’espace. Cette combinaison offre une vision holistique de l’environnement.
• Planification avancée des vols : Les logiciels de drones ont évolué pour intégrer des plans de vol spécifiques au LiDAR. Cela permet d’optimiser les itinéraires, les ajustements d’altitude et les configurations de chevauchement afin de maximiser la couverture des données.

LiDAR et photogrammétrie : quelle est la différence ?

Dans le monde de la télédétection et de l’acquisition de données géospatiales, le LiDAR et la photogrammétrie sont deux outils importants, chacun offrant un aperçu unique de notre monde. Ces méthodologies fonctionnent ensemble, même si elles proviennent d’idées différentes, utilisent des capteurs distincts et présentent des applications variées. Explorons plus en détail le LiDAR et la photogrammétrie, pour voir leurs différences, leurs synergies et les paysages qu’ils cartographient.

Comprendre le LiDAR et la photogrammétrie

LiDAR : l’éclairage au laser
Comme indiqué précédemment, le LiDAR utilise la technologie laser pour mesurer les distances. Montés sur des plates-formes telles que les drones, les capteurs LiDAR émettent des impulsions laser en direction de la surface de la terre. Le capteur mesure ensuite la durée nécessaire au rebond du laser et calcule ainsi la distance qui le sépare de la cible. Le résultat est un nuage de points dense, une collection de points référencés dans l’espace qui représentent collectivement la surface de l’environnement.

Photogrammétrie : L’aperçu visuel
La photogrammétrie, quant à elle, utilise la puissance de l’imagerie. En prenant des photos qui se chevauchent sous différents angles, un processus appelé « imagerie stéréo », la photogrammétrie obtient des mesures et crée des modèles en 3D. Un logiciel spécialisé analyse la parallaxe entre les points correspondants des images et calcule avec précision leur position dans l’espace 3D. Ces points, une fois connectés, forment un nuage de points, qui est ensuite utilisé pour générer des modèles détaillés, des cartes et des reconstructions.

Les points de distinction

Capteurs :
Le LiDAR utilise des capteurs laser qui émettent et mesurent des impulsions lumineuses. Cette mesure directe de la distance permet au LiDAR de capturer des données d’élévation précises et exactes, ce qui en fait un choix privilégié pour la modélisation de l’élévation et la cartographie du terrain.

La photogrammétrie utilise des caméras conventionnelles pour capturer des images. Bien qu’il n’offre pas la précision d’une mesure directe de la distance, il compense en fournissant des informations visuelles détaillées. Il est donc idéal pour les secteurs où la capture des détails visuels est cruciale, tels que la documentation du patrimoine culturel et la modélisation architecturale.

Nuages de points et cartographie :
Le LiDAR génère des nuages de points en capturant des milliers de mesures laser par seconde. Ces nuages de points denses facilitent une cartographie précise, en particulier dans les zones à la topographie complexe ou à la végétation dense. Le LiDAR excelle dans les scénarios où la précision de l’élévation est essentielle, comme la modélisation des inondations, la gestion forestière et la planification des infrastructures.

Les nuages de points de la photogrammétrie résultent de calculs basés sur l’image. Ces nuages de points sont généralement très denses et offrent des textures photoréalistes et une grande richesse visuelle. Cependant, ils nécessitent encore plus de puissance de calcul et un excellent système de stockage. Cela fait de la photogrammétrie un outil de choix pour les industries où la représentation visuelle est cruciale, comme le tourisme virtuel, la production de films et la visualisation architecturale.

Intégration des drones :
Le LiDAR et la photogrammétrie fonctionnent bien avec les drones, ce qui facilite l’acquisition des données. Les drones équipés de LiDAR sont parfaits pour l’analyse de terrain, la gestion forestière et l’inspection des lignes électriques. Les drones équipés de la photogrammétrie excellent dans la création de modèles 3D de structures, la capture de paysages urbains et la documentation archéologique.

Applications et synergies :
Le LiDAR et la photogrammétrie ne s’excluent pas l’un l’autre ; ils se complètent. En fait, certaines applications bénéficient de leur utilisation combinée. Par exemple, la gestion forestière pourrait utiliser les données d’élévation précises du LiDAR ainsi que les détails visuels de la photogrammétrie pour évaluer la santé des arbres et la répartition des espèces.

En conclusion, le LiDAR et la photogrammétrie sont deux outils distincts mais interconnectés dans le monde de l’acquisition de données géospatiales. Le LiDAR est un capteur actif qui émet sa propre lumière. La photogrammétrie est une méthode passive, qui nécessite une source de lumière tierce. Le choix de l’un ou l’autre dépend des besoins du projet et de ce que vous souhaitez obtenir. Que vous ayez besoin d’une cartographie altimétrique précise avec le LiDAR ou de reconstructions visuellement riches avec la photogrammétrie, les deux méthodes ont leurs propres atouts.

Dans les sections suivantes, nous verrons comment les drones LiDAR sont utilisés dans différents domaines tels que l’archéologie, l’exploitation minière et l’ingénierie de la construction. Nous verrons comment les drones équipés de LiDAR peuvent révolutionner ces domaines.