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Capture de la réalité
Écho boréal | Printemps 2021
Les innovations technologiques ont joué un rôle crucial dans la transformation de tous les aspects liés à l’industrie géospatiale et aux autres secteurs interdisciplinaires. Celles-ci continuent de refaçonner notre avenir. La capture de la réalité est unanimement considérée comme l’un des concepts révolutionnaires ayant le plus transformé notre industrie par le passage d’une représentation analogue à numérique du monde.
En raison de sa prévalence accrue, nous croyons que le temps est venu d’initier une conversation sous la forme d’une série d’articles concernant la capture de la réalité, lesquels visent à répondre aux objectifs suivants :
- Sensibiliser nos clients au sujet des technologies émergentes ;
- Aplatir la courbe d’apprentissage et les fardeaux de transition grâce à nos produits et services ;
- Éclairer nos clients sur les opportunités horizontales et verticales qui leur permettront de tirer profit de la capture de la réalité en 3D au sein de leurs opérations courantes ;
- Bâtir des partenariats interentreprises (B2B) soutenus par la confiance.
Commençons par fournir une brève explication de ce qu’est la capture de la réalité. La capture de la réalité se réfère à la représentation numérique détaillée du monde physique tridimensionnel existant, tel que saisi (principalement) par l’entremise de deux technologies différentes : le LiDAR et la photogrammétrie. Grâce à celles-ci, nous pouvons analyser, collaborer et effectuer des décisions afin d’améliorer et maintenir la qualité globale de nos projets et produits.
1. LIDAR
Le LiDAR (détection et télémétrie par la lumière) est une méthode qui détermine les portées en émettant un faisceau laser vers une cible, pour ensuite mesurer le temps nécessaire pour que le faisceau laser réfléchi (c’est-à-dire la lumière) retourne au récepteur.
Les capteurs LiDAR actuels émettent entre des milliers et des millions de pulsations par seconde. L’algorithme logiciel associé récupère ces données et réalise le rendu d’une scène ou d’un modèle 3D composé de millions de points dans l’espace, lequel est couramment connu sous l’apellation « nuage de points ». Ce modèle 3D peut représenter l’intérieur d’une maison, l’extérieur d’un bâtiment, une installation industrielle, une salle mécanique, une tour de transmission cellulaire, un chantier de construction, un site minier, ou encore sur une plus vaste échelle, une zone forestière ou une ville complète.
Il existe essentiellement 3 principales plateformes de collecte de données LiDAR : terrestre, mobile et aérienne, livrant une exactitude sans précédent qui atteint une précision de positionnement de niveau presque millimétrique.
Terrestre : Les données LiDAR sont collectées à l’aide de capteurs fixes montés sur des trépieds au sol, soit des scanners laser 3D comme ceux de la série FARO Focus ou encore par l’entremise de scanners laser à main utilisés à l’intérieur et l’extérieur.
Mobile : Les données LiDAR sont saisies par deux ou plusieurs capteurs laser montés sur un véhicule en mouvement. Le Trimble MX9 est équipé de capteurs pouvant produire un nuage de points de haute densité accompagné d’images immersives, d’une configuration à laser double ou simple, ainsi que de la technologie inertielle et GNSS de pointe de Trimble® pour assurer un géoréférencement en simultané, répondant ainsi à toutes les exigences de vos clients.
Aéroportée ou aérienne : Les données LiDAR sont recueillies par des capteurs fixés à des avions, hélicoptères ou véhicules aériens sans pilote (drones).
Un drone (maintenant appelé système d'aéronefs télépilotés - SATP) est commandé à distance par un pilote faisant voler le système de manière autonome, selon des plans de vol planifiés au préalable. Les drones basés sur la technologie LiDAR, comme ceux de Microdrones, s’appuient sur le géoréférencement direct et requièrent par conséquent des récepteurs GNSS/IMU intégrés. Ces systèmes sont capables de pénétrer la végétation, tout en livrant une géométrie exacte.
2. Photogrammétrie
La photogrammétrie constitue la technologie/science combinant la photographie et la géométrie. En prenant des photographies du même objet ou d’une même surface à partir d’au moins deux endroits différents, des « lignes de visée » sont développées et des « points de rattachement » sont créés sur des images chevauchantes à partir de coordonnées de caractéristiques communes. Le principe fondamental utilisé est la triangulation, laquelle ressemble à la manière dont nos yeux travaillent ensemble pour permettre une perception de la profondeur. Un logiciel dédié à la photogrammétrie aide à assembler et géoréférencer toutes les photographies saisies afin de produire des coordonnées 3D de l’emplacement des objets situés dans l’espace tridimensionnel, formant ainsi des nuages de points.
Les deux principaux types de photogrammétrie :
- Terrestre : Un appareil photo est employé en position fixe, monté à un niveau élevé, généralement sur un trépied, ou encore utilisé en tant que dispositif à main.
- Aérienne : Le capteur est monté sur des avions, hélicoptères ou drones.
Les drones de photogrammétrie se divisent en deux grandes catégories selon le type de fuselage : les hélicoptères, tels que les quadrirotors Mapper de Microdrones, et les drones à voilure fixe, comme le drone UX11 de Delair. Les drones basés sur la capture d’images peuvent être équipés de différents capteurs d’appareil photo, tels que RVB, multispectral/hyperspectral et de charges utiles (soit tout capteur pondéré monté sur un drone), conformément aux opérations prévues et aux livrables requis.
En résumé
La capture de la réalité témoigne des progrès réalisés au cours de la dernière décennie, lesquels ont permis de propulser la cartographie 3D à un tout autre niveau. Alors que les avancées technologiques comme les améliorations en termes de vitesse, précision et densité des données poursuivent leur ascension, le coût associé chutte exponentiellement et n’est plus considéré comme prohibitif.
Chez Cansel, nous croyons que le changement n’est jamais bien loin. Nous tenons donc à être disponibles pour soutenir nos clients en leur offrant l’expertise et la souplesse nécessaires pour prendre des décisions éclairées quant à leurs objectifs de développement futur grâce à la capture de la réalité.
Dans nos prochains articles, avec l’aide de nos experts techniques, nous aborderons en détail chacune des technologies liées à la capture de données réelles. Nous vous montrerons également comment l’équipe et la gamme de produits de Cansel aident les entreprises multidisciplinaires à intégrer ces technologies au sein de la structure et du flux de travail de leur organisation, maximisant ainsi leurs investissements.
Iliana Tsali, PhD
Directrice de comptes en arpentage, Alberta
Cansel