Construction de systèmes LiDAR
Choisissez les bons composants pour construire un système LiDAR
Domaines d’utilisation des systèmes LiDAR.Les systèmes LiDAR ont une vaste plage d’utilisations allant de la mesure de la distance d’un objet à des modèles en 3D complexes pour créer des doubles numériques ; le LiDAR est une technologie de télédétection qui peut aider à détecter des cibles.
LiDAR longue portée et courte portée.Quelle que soit l’utilisation spécifique, les systèmes LiDAR sont disponibles à longue portée comme à courte portée sur le marché. Chacun de ces systèmes nécessite des composants similaires, mais avec des spécifications (très) différentes.
La correspondance parfaite.
LASER COMPONENTS s’appuie sur l’expérience scientifique et industrielle pour aider les intégrateurs système à trouver la meilleure correspondance entre émetteurs et détecteurs pour leurs besoins, y compris avec des produits personnalisés pour des exigences uniques.
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Une technologie de pointe
Des mesures de temps de vol fiables
Les mesures LiDAR émettent plusieurs milliers d’impulsions laser par seconde. Chaque impulsion ne dure que quelques nanosecondes.
La distance par rapport à l’obstacle peut être déterminée par la différence de temps de trajet entre le signal sortant et la réflexion entrante, souvent qualifiée de principe du temps de vol (ToF).
Puisque les PLD émettent des faisceaux à un intervalle de quelques nanosecondes et que rien n’est plus rapide que la lumière, le LiDAR fournit des informations fiables en aussi peu de temps que possible.
Domaines d’utilisation
Qu’est-ce qui peut être mesuré ?
La gamme de produits de LASER COMPONENTS offre une multitude d’options PLD et APD haut de gamme personnalisables. Avec les bons composants, le LiDAR est capable de prendre des mesures précises dans un vaste éventail d’environnements pour générer des nuages de points en 3D représentant des terrains étendus ou des plans de niveau pour les inspections en intérieur. Dans le cas de la conduite autonome, un objet peut être en mouvement, nécessitant des systèmes LiDAR rapides, réactifs et fiables pour assurer la sécurité du conducteur et des autres usagers de la route. Grâce au LiDAR, même les gaz comme les fuites de méthane peuvent être surveillés par des méthodes LiDAR différentielles afin de garder sous contrôle l’impact environnemental.
Voici certains domaines d’utilisation courants des systèmes LiDAR :
- Architecture & conception de bâtiments
- Cartographie des gaz
- Mesure des distances
- Télémétrie
- Contrôle de position naval automatisé
- Détection de présence
- LiDAR atmosphérique
- Sylviculture
- Tomographie médicale
- Topographie
- Réalité artificielle (AR)/réalité virtuelle (VR)
- Secteur automobile
- Ophtalmologie
- Défense & aérospatiale
- Vision industrielle
- Génie spatial
Se frayer un chemin à travers la jungle
La mesure LiDAR optoélectronique révèle les secrets des civilisations anciennes.
Lorsque vous partez en voyage, vous espérez vivre une expérience extraordinaire. L’attrait des pays lointains réside dans leurs paysages exotiques, leurs coutumes inconnues et les vestiges de civilisations avancées tombées dans l’oubli. Les sites historiques comme Angkor Vat, le Machu Picchu et Tikal (voir la photo) se sont avérés être de véritables aimants à touristes – et tous les secrets du passé n’ont pas encore été révélés.
Aujourd’hui, la technologie laser fournit aux archéologues des informations dont ils n’avaient pas conscience auparavant. Récemment encore, de nouvelles découvertes au sujet des Mayas ont fait sensation.
La science-fiction est révolue
Les drones dans les interventions des pompiers
Les drones sont des aéronefs sans pilote (UAV) qui peuvent être utilisés à des fins privées ou commerciales. Les systèmes UAV sont d’ores et déjà utilisés dans le cadre des missions de sauvetage. Dans les interventions les plus classiques des pompiers, ils sont utilisés pour localiser la source de l’incendie ; cela s’avère particulièrement utile en cas de feu de forêt pour lancer des opérations ciblées de lutte contre le feu. Les États-Unis ont déjà obtenu des résultats positifs à cet égard.
Les drones professionnels volent de manière autonome ; c’est pourquoi leurs systèmes de sécurité doivent répondre à des exigences poussées.
Types de LiDAR
Avec leurs avantages spécifiques
+ LiDAR longue portée. Pour bon nombre d’applications bien connues, on pense au LiDAR longue portée. Dans les environnements extérieurs, les véhicules ont souvent besoin d’un LiDAR longue portée pour les cibles en mouvement rapide comme dans le cas des systèmes automobiles. De plus, les aéronefs, utilisés dans des applications telles que l’altimétrie, la télédétection et l’agriculture de précision avec des longueurs d’onde plus longues, collectent des informations sur les cultures en bas avec moins d’interférences causées par les nuages ou autres conditions atmosphériques.
+ LiDAR courte portée. Toutefois, dans les environnements industriels, le LiDAR courte portée peut constituer une meilleure solution lorsqu’il s’agit de réduire la puissance absorbée. Dans le cadre d’une usine, la puissance, l’encombrement et les coûts réduits d’un système courte portée peuvent s’avérer bénéfiques puisqu’il peut être dimensionné plus facilement selon les besoins de l’application, par ex. portes automatiques ou rideaux de sécurité. Là où une application automobile peut nécessiter une distance de 250 mètres, un système robotique automatisé dans un espace restreint n’aura peut-être besoin de détecter d’autres objets que dans un rayon d’un mètre.
LiDAR à balayage
En fixant un laser et un récepteur sur la base du système LiDAR, une tête rotative contenant un moteur et un miroir est utilisée pour émettre et détecter la lumière laser. Le servomoteur ajuste le miroir pour capturer un champ de vue (FoV) vertical.
Le système LiDAR effectuera une rotation horizontale à 360° pour capturer un nuage de points en 3D. Une PLD à haute vitesse émet des impulsions laser qui sont réfléchies par l’environnement ambiant pour enfin atteindre le photodétecteur situé sur une plateforme à rotation mécanique.
En utilisant ce type de LiDAR, une solution peut se servir en toute fiabilité d’un seul LiDAR pour couvrir une zone au lieu d’utiliser plusieurs unités. Les lasers employés dans ces systèmes utilisent des longueurs d’onde IR, généralement de 905 nm pour les applications à grand volume, commerciales, industrielles et clients ou de 1 550 nm pour les mesures à plus haute résolution et à plus grande distance dans les applications en extérieur.
LiDAR à l’état solide
Au lieu d’utiliser une solution mécanique, un LiDAR à l’état solide remplace les moteurs conventionnels par des solutions à semi-conducteur pour balayer une scène ou orienter la lumière. Le laser impulsionnel balaye un FoV à l’aide d’un microsystème électromécanique (MEMS) ou d’un réseau à commande de phase optique (OPA).
Avec le MEMS, un miroir est utilisé pour balayer un environnement alors que l’OPA est conçu pour être une solution entièrement à semi-conducteurs sans aucune pièce mobile, à ajustement électronique de la direction du faisceau laser.
LiDAR flash
Unique parmi les solutions LiDAR, le LiDAR flash éclaire tout le FoV en une fois et un réseau de photodétecteurs capture le retour provenant de tout le FoV en une fois, capturant ainsi un nuage de points, similaire à la façon dont un système de caméra capture une scène entière en un seul balayage.
Le LiDAR flash est simple sur le plan mécanique/optique et potentiellement plus abordable puisqu’il n’a pas besoin de mécanisme d’orientation du faisceau. Un émetteur puissant et un réseau de photodétecteurs très sensible sont requis pour cette solution.
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Produits
pour construire des systèmes LiDAR précis
Les systèmes LiDAR doivent être à la fois fiables, petits et rentables. Pour les systèmes utilisant des aéronefs comme les drones, il est important de prendre en compte la taille, le poids et la consommation électrique (SWaP) afin d’assurer le fonctionnement à long terme. Pour les fabricants de dispositifs de mesure laser et de composants optoélectroniques, cela peut représenter un grand défi.
LASER COMPONENTS fabrique tous les composants nécessaires pour des solutions LiDAR performantes et tournées vers l’avenir sur ses sites de production certifiés ISO. Personnalisez les composants avec des options variées pour une adaptation optimale à votre application, par ex. avec la correction d’axe rapide (FAC) par micro-optique pour assurer l’alignement correct des faisceaux laser. Les PLD à impulsions ultra courtes fournissent une meilleure résolution pour la mesure des distances ; associées à des APD très sensibles, elles détectent même les signaux les plus infimes.
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LASER COMPONENTS Germany GmbH
Product Selection
Emetteurs simples, blocs et diodes laser pulsées et à jonctions multiples allant jusqu’à 650 W.
Diodes laser fonctionnant à 1550 nm jusqu’à 50 W
Les détecteurs Si-APD sont destinées à la bande spectrale 260 nm à 1100 nm.
1100 - 1700 nm
Efficacité maximale grâce à un excellent rapport signal/bruit.
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