Qu’est-ce qu’un Scanner Laser ?

qu’est-ce qu’un scanner laser ? un scanner laser 3d est un instrument qui mesure des points 3d (xyz) sur une zone d'un objet de m...

Qu’est-ce qu’un Scanner Laser ?

Un scanner laser 3D est un instrument qui mesure des points 3D (XYZ) sur une zone d'un objet de manière automatique. Son principe se résume comme suit : Un rayon laser, projeté en direction d’une surface, va mesurer la distance entre sa source lumineuse et la surface. Le calcul de coordonnées de points observés se fait à partir de la mesure de la distance et la direction d’émission du rayon laser. Un balayage (scan) du laser suivant différentes directions permet de mesurer un nombre important de points 3D dans l’espace environnant. Cet ensemble de points 3D, généralement appelé “nuage de points”, constitue le scan laser ou relevé laser.

Mais alors qu’est ce qu’un nuage de points ?

Le résultat d’un balayage laser est un nuage de points connus en coordonnées tridimensionnelles (X, Y, Z). Ce nuage de points (en anglais Point Cloud) est un ensemble tramé de points 3D représentant la surface relevée par l’instrument employé (scanner laser). En principe le scanner laser 3D mesure la distance entre le système et l’objet impacté, ainsi que l’angle horizontal et vertical parallèlement au principe d’un tachéomètre. Chaque point mesuré avec ses coordonnées sphériques (d, ϕ, θ) est défini dans un repère ayant comme origine le scanner laser.

Texturisation, avoir une fidèle représentation de la réalité.

Une fois la modélisation est terminée, et pour rendre le modèle 3D un modèle photo-réaliste, il est nécessaire d’appliquer la texture au nuage de points. Nous distinguons entre deux types de texturation, une basée sur des images prises pendant la mission du scan, et l’autre basée sur une texture quiconque (couleur avec effet d’ombrage, motifs.). Selon les données en possession, il existe deux manières corrélées d'appliquer l'image ou la texture sur le nuage de points ou le modèle 3D. C’est dans cette optique que la plupart des laser intègrent une caméra haute définition afin d’apporter l’information de couleurs à chaque point levé.

Les scanners lasers, où en sommes-nous ?

Plusieurs avancées technologiques ont été réalisées dans le domaine de la numérisation 3D facilitant ainsi le travail moyennant le scanner laser tout en raccourcissant le temps alloué au projet de numérisation. Nous allons présenter maintenant les types de scanners et les modifications qu’ils ont pu avoir.

Deux grands types de scanners : un scanner sur trépied pour balayer de grandes surfaces et un scanner portable tenu à la main pour les petits espaces et pour les courtes captures de données.

Dans les petits espaces ou les zones ayant un accès limité, le scanner portable peut être préférable. Toutefois, si vous souhaitez numériser exclusivement de grands espaces, une solution sur trépied serait idéale. Dans de nombreux cas, un scanner sur trépied et un scanner portable sont utilisés ensemble pour veiller à ce qu’un nuage de points composite robuste et précis soit capturé et produit

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Quelques caractéristiques et notion sur les scanners laser ?

La résolution angulaire et la résolution spatiale : La résolution angulaire caractérise la capacité de l’appareil à mesurer de façon indépendante deux objets situés sur des lignes de visées adjacentes. La résolution spatiale d’un scanner laser terrestre représente le plus petit espacement entre deux points successifs que l’on puisse mesurer à l’aide du scanner laser à une distance objet-scanner prédéfinie.

La vitesse de numérisation étant le nombre de points que peut numériser le scanner en une seule seconde, bien que cela soit important pour la réalisation d’un projet dans les plus brefs délais, au-delà d’un certain seuil cette vitesse ne traduit plus un gain de temps considérable qui peut être estimé à une minute moindre qu’un autre scanner a vitesse moins importante.

La portée d’un scanner laser est la distance maximale à laquelle le scanner peut réaliser sa mesure de distance.

Le Bruit est l’incertitude sur une position lorsque cette dernière se trouve sur la fin d’une surface.

La consolidation ou l’assemblage de nuages ou recalage consiste à regrouper dans un même système de coordonnées l’ensemble des nuages des différentes stations.

Le géoréférencement est la technique de positionnement spatial d’une entité dans un cadre unique et une situation géographique bien définie dans un système de coordonnées et de références spécifiques. Il peut être réalisé en stationnant le scanner laser en une position connue ou en déterminant la position exacte d’objet spécifique ou de cibles s’il y en a.

Les innovations qui sont apparues et qui ont changé la donne.

Au cours des dernières années, de nouvelles applications ont été mises en place afin d’éliminer la nécessité des cibles physiques lors de la numérisation grâce à l’utilisation de l’enregistrement à base plane (sans cibles) ou de nuage à nuage. Le logiciel de numérisation peut enregistrer les données de nuages de points en détectant les cibles physiques ou effectuer l’enregistrement sans cible. Aussi d’autre méthodes de consolidation automatique sur terrain ont été développé afin de consolider automatiquement moyennant plus le Hardware que le Software.

Une station totale et un scanner laser en même temps : Bienvenue dans le monde des multi-stations, comme son nom l’indique est un appareil regroupant plusieurs technologies en un seul vaisseau. La fusion entre un scanner laser et une station totale permet l’obtention d’un nuage de point issue de plusieurs scans consolidé et géoréférencé. Généralement ce type de scanner a une meilleure résolution angulaire et de ce fait un scan plus fin.

Un scanner laser qui consolide et calibre tout seul : Parmi les dernières nouveautés en termes de technologie, on retrouve la consolidation du nuage de point moyennant des outils de mesures additionnels. Nous pouvons citer par exemple l’intégration d’unité de mesure inertiel dans les scanners pouvant ainsi suivre le mouvement de l’unité. Aussi et pour une numérisation fidèle peu importe l’environnement, les scanners essaient de plus en plus d’intégrer une unité d’auto calibration sur site afin de corriger les incertitudes dues aux changements dans l’environnement du scan.

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