Que faut-il savoir avant d'acquerir un LiDAR ?
La portée (ou range)
Le tir laser est émis puis renvoyé par un obstacle vers la cellule, c’est la connaissance de la vitesse du laser dans l’air qui permet ensuite de connaître la distance de l’obstacle. La portée maximale est donc la distance théorique maximale annoncée par le fabricant pour qu’un tir soit renvoyé par un obstacle (au-delà de cette distance il n’y a plus de retour).
Cette portée est théorique car annoncée dans des conditions de luminosité extérieure et de capacité de réflexion de l’obstacle ; les portées annoncées sont souvent multiples en fonction de ces facteurs. Exemple pour le DJI L1 :
- 450 m à 80 % de réflectivité, 0 klx (portée max de nuit sur une cible très réflectante)
- 190 m à 10 % de réflectivité, 100 klx (portée max dans des conditions d’usage « normales »)
La portée est un facteur à prendre en compte car elle détermine la capacité ou non à utiliser le LiDAR sur un drone et la hauteur de vol, donc l’efficacité du système drone + lidar.
La portée est aussi, dans une moindre mesure, importante vis-à-vis du bruit généré par le lidar, en effet un lidar d’une portée de 400m mais utilisé dans la plage 0-80m produira un bruit bien plus faible qu’un lidar de qualité similaire mais avec une portée de 150m.
Une portée de 180 m en conditions d’usages normales permet un travail cohérent avec un drone aérien.
Le nombre de tirs (ou fréquence)
On appelle un tir, une émission d’un faisceau laser, ce paramètre détermine grandement la densité du nuage de point créé. On parle par exemple de lidar à 200kHz, il va tirer 200 000 lasers/seconde.
Le nombre de tir est donc un des paramètres les plus importants, car il définit aussi la vitesse d’évolution du capteur en fonction de la densité souhaitée.
En maximisant le nombre de tirs, on maximise aussi la chance d’avoir des points sol sous canopée.
Dans l’idéal le plus est le mieux, 200 000 tirs/seconde orientés vers le sol permettent dans des conditions de vol standard et une végétation métropolitaine d’avoir au moins 4 points/m² sol sous canopée et 400 points/m² sur des surfaces non végétalisées.
L'ergonomie
Le prix
Critère important, il définit la viabilité économique d’une opération, le retour sur investissement se calcule en prenant aussi en compte la fréquence d’usage du matériel. Cette fréquence peut être impactée par les conditions métrologiques ou encore la réglementation sur un drone aérien.
Le moins c’est le mieux, mais il faut s’assurer que les autres critères conviennent à l’usage recherché.
La précision du système
La précision du système, fonction de plusieurs paramètres est beaucoup influencée par la qualité de la centrale inertielle qui permet le rattachement entre eux des tirs.
On parle de précision des gyromètres et accéléromètres.
Il est certain que plus c’est précis, mieux c’est, mais ce critère est aussi étroitement lié au prix, donc une balance entre précision et prix est à trouver.
Le nombre d'échos
C’est la capacité de recevoir plusieurs informations de distance sur un tir, voir notre article complet ici pour une meilleure présentation de cette capacité des lidars. Le nombre d’échos est un des paramètres qui influe sur la capacité du lidar à générer des points sol sous canopée.
Le plus c’est le mieux mais à partir de 3 échos on a des résultats convaincants sur une végétation métropolitaine. Sur certaines forêts plus denses, il peut être utile d’avoir 5 échos.
Le pattern des tirs
C’est la fauchée ou zone captée au sol par les lasers : des tirs inclinés permettent de maximiser la chance de passer au travers la végétation pour avoir des points sol, des tirs très orientés vers le sol maximisent la précision au détriment de la capacité trouver un passage au travers la végétation, etc.
Il y a des lidars circulaires et d’autres directionnels, dans les deux configurations des tirs lasers sont envoyés sous certains angles.
Sur un drone il faut privilégier les systèmes qui tirent vers le sol, en effet les lidars circulaires ont des tirs « perdus » car tirés vers le ciel.
Le poids et l'encombrement
Nous cherchons à emporter ces lidars sous drone, donc leur poids impacte l’autonomie et l’ergonomie des vecteurs, ce critère est important pour la faisabilité du projet drone.
Pour un emport sur un drone, il faut rester en dessous des 1.6 kg pour pouvoir utiliser des drones de références sur le marché, comme le DJI Matrice 350.
La polyvalence
Capacité du matériel à être utilisé sur différents vecteurs et ainsi augmenter la fréquence d’usage pour un meilleur amortissement du produit.
Plus c’est polyvalent mieux c’est, mais ce critère ne doit pas être le déterminant du choix, c’est un plus !
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