19 décembre 2019

LiDAR terrestre : un outil de numérisation et de modélisation 3D

Géolocation_LiDAR-terrestre_modélisation3D

Grâce à la qualité et la quantité de points générés, jusqu’à 2 000 000 par seconde, les récents scans 3D font partie des outils de mesure les plus performants disponibles sur le marché. Quel en est le fonctionnement ? Comment peut-on concrètement les utiliser? Qu’en est-il réellement de leurs applications ? Comme l’expert n’est jamais l’appareil, mais bien celui qui l’opère, la maîtrise de cette technologie a mené Géolocation à la déployer dans de nombreux projets ces dernières années. 

 

Définition

Ces instruments ont vu le jour il y a plusieurs décennies, et sont connus sous le terme de LiDAR terrestre (Light Detection and Ranging). Certains dispositifs sont basés sur le principe du « Time of flight », soit la mesure précise du temps aller-retour mis par le signal laser entre le capteur et sa cible. Ceci permet d’avoir une grande portée et une excellente précision. Plus récemment, c’est la méthode du « Phase shift » qui a été développée, soit la mesure de la différence de phase entre le signal émis et le signal retourné. On privilégie aujourd’hui ce dernier principe pour la grande rapidité d’acquisition des nuages de points.

Procédure d’acquisition des données par LiDAR terrestre

Lors de l’acquisition d’un nuage de points avec un scan 3D, on positionne d’abord l’instrument à un endroit fixe dans l’espace et complète ensuite la numérisation 3D selon une rotation à 360°. Comme certains détails ne seront pas visibles depuis ce premier point de vue, on va répéter l’opération en déplaçant l’appareil selon plusieurs mises en station. De cette façon, on va acquérir une représentation 3D fidèle du site à l’étude. Le principal défi réside ensuite dans l’assemblage de chacun de ces nuages de points. Lorsque la numérisation s’effectue à l’intérieur d’un bâtiment, nous pouvons utiliser les murs communs entre deux nuages de points pour les assembler précisément. À l’extérieur, l’utilisation de cibles autocollantes, aimantées ou fixées à l’aide d’un ancrage devient alors nécessaire. Cette combinaison offre une solution très avantageuse si des implantations futures sont prévues, car les points de contrôle sont déjà matérialisés.  

Libérez le potentiel!

L’atout premier des scans 3D est leur capacité d’acquisition rapide et à très haute densité. Il en résulte alors un nuage de points suffisamment dense pour pouvoir modéliser précisément des éléments architecturaux en 3D. Par conséquent, une fois la collecte des données terminée et contrôlée, le traitement et la modélisation s’effectuent directement à l’écran. Ainsi, on dispose d’un outil de planification et de suivi pertinent à chaque étape de réalisation. Autrement dit, cette technologie permet à un client de réduire ses coûts de conception et d’augmenter son efficacité!

Par exemple, nous pouvons ainsi produire une analyse de linéarité d’axes verticaux ou horizontaux pour différents éléments complexes. Les domaines d’application sont nombreux, notamment:

  • Voirie (création de surfaces, plans topographiques, analyse de déformation, etc.)
  • Volumétrie (calcul de quantités, etc.) 
  • Industriel (ponts-roulants, fournaises, plan TQC de pièces complexes, qualité d’emboîtement, etc.)
  • Structures (vérification de la qualité de positionnement)
  • Architecture (plan d’intérieur d’immeubles, façade pour planifier le remplacement de fenêtres, etc.)
  • Maintenance (surveillance de déplacements en intégrant le temps (approche 4D), etc.)

 

La numérisation en 3D dans le nuage de points nous permet aussi de produire des plans topographiques. Les données 3D s’intègrent d’ailleurs parfaitement dans Civil3D et AutoCad. L’acquisition d’éléments topographiques s’effectue désormais plus efficacement à partir du nuage de points, ce qui réduit le temps au terrain. Au regard de ce qui précède, on mesure bien l’étendue des applications des appareils de numérisation 3D.

 

L’équipe de Géolocation est toujours prête à relever de nouveaux défis. Faites donc appel à notre équipe de professionnels en numérisation 3D pour le déploiement de cette technologie dans vos projets! Le tout, évidemment sous la supervision immédiate d’un arpenteur-géomètre, l’expert de la mesure.

Envie d’en savoir plus? D’autres applications du LiDAR terrestre sont disponibles ici.