Quels sont les différents modes de balayage des systèmes LiDAR ?

25 février 2021

Le saviez-vous ?

 

Il existe différents modèles de balayage des systèmes LiDAR en fonction de la méthode de balayage utilisée.

 

Vous savez peut-être comment un Le systèmeLiDAR fonctionne - la mesure du temps de parcours entre l'émission d'une impulsion laser et la réception du signal réfléchi par une cible.

Mais vous êtes-vous déjà demandé quel type de chemin le laser balaye au sol ?

Les scanners laser peuvent être rotatifs ou non rotatifs, utilisant différents éléments optiques de déviation tels que des prismes, des réseaux et des miroirs créant des motifs de balayage spécifiques.

 

Le miroir oscillant (Figure 1.a)

Les lasers utilisant des miroirs oscillants dirigent les impulsions laser dans deux directions de la bande, créant ainsi un motif dentelé sur le sol (figure 2.a). La largeur de la bande est donnée par l'angle d'inclinaison maximum du miroir. La densité de points qui en résulte n'est pas uniforme car les impulsions laser ont tendance à s'accumuler sur les bords de la bande en raison de la décélération du miroir.

 

Le miroir polygonal tournant (Figure 1.b)

Ce système crée un modèle de balayage composé de lignes parallèles obliques par rapport à la direction de la progression de la plate-forme (figure 2.b). Ici, le balayage se fait toujours dans la même direction. La largeur de la bande dépend de la largeur de la face du miroir polygonal.

 

Le miroir tournant (Figure 1.c)

Avec son axe de rotation colinéaire avec la direction du faisceau laser émis par la source, le miroir rotatif permet de balayer presque 360°. Comme dans l'exemple précédent, le schéma de balayage est composé de lignes parallèles obliques par rapport à la direction du mouvement du système (figure 2.c). Cette fois, la taille de la bande dépend de la portée maximale du système LiDAR .

 

Les prismes ou réseaux dispersifs (Figure 1.d)

Les prismes dispersifs ainsi que les réseaux dispersifs tournent autour du même axe pour générer des motifs de balayage semblables à des roses. Par exemple, les prismes de Risley - également appelés prismes en coin - peuvent former des cercles (figure 2.d) ou des motifs de balayage en forme de roses (figure 3).

L'avantage de ces modèles est qu'ils ne se répètent pas, de sorte que même en statique, le taux de couverture augmente avec le temps, ce qui permet de détecter plus de détails dans le champ de vision du capteur. La taille de la bande dépend de la configuration et de l'inclinaison de chaque prisme en coin.

 

Lasers | Yellowscan

Figure 1 - différents mécanismes de balayage : (a) miroir oscillant ; (b) miroir polygonal tournant ; (c) miroir tournant ; (d) prisme en coin tournant ; (e) deux prismes en coin tournants.

Q. Péntek, Contribution à la génération de cartes 3D en couleur des environnements naturels à partir de données d'un système multi-capteurs pour drone, thèse de doctorat, 2020

Analyse des modèles | LiDAR

Figure 2 - Différents motifs de balayage ; (a) motif généré par un miroir oscillant ; (b) motif généré par un miroir polygonal tournant ; (c) motif généré par un miroir tournant ; (d) motif généré par un prisme en coin tournant.

Q. Péntek, Contribution à la génération de cartes 3D en couleur des environnements naturels à partir de données d'un système multi-capteurs pour drone, thèse de doctorat, 2020

livox modèles de balayage

Figure 3 - Livox Nuages de 40 points qui s'accumulent sur une certaine période de temps. Illustration tirée du manuel d'utilisation du fabricant.

M. Sadowski, Livox Mid-40 LiDAR review, msadowski blog,

Léa Moussy

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