Down To Earth

Utilisation du drone LiDAR pour créer un jumeau numérique


CARTOGRAPHIE DU “Mighty A”

Thompson Engineering a utilisé un équipement d'arpentage par drone pour cartographier le USS Alabama Memorial Park et fournir une orthophoto du site ainsi qu'un jumeau numérique du cuirassé afin de faciliter les améliorations futures.

The USS Alabama, also known as "The Mighty A"

Il mesure 680 pieds de long, 108 pieds de large à son point le plus large, et déplace 35 000 tonnes d'eau. Il s'agit de la pièce maîtresse de l'une des attractions touristiques les plus populaires de l'État. Et le cartographier avec des points de données fiables pourrait prendre des semaines à une équipe d'ingénieurs.

C'est là qu'interviennent le LiDAR et la photogrammétrie de Microdrones.

Baptisé en 1942, l'USS Alabama a d'abord servi dans l'Atlantique pendant la Seconde Guerre mondiale, mais a obtenu ses étoiles de combat grâce à une série d'opérations dans le Pacifique Sud. Désarmé en 1947, l'Alabama a été sauvé de la ferraille et se trouve à quai dans la baie de Mobile depuis 1967 dans le parc commémoratif du cuirassé USS Alabama. Les responsables du parc se consacrent à l'amélioration constante de l'expérience du parc et gèrent également un volume élevé de visiteurs, ce qui a récemment nécessité la création d'un jumeau numérique très détaillé et précis pour aider aux efforts de préservation et de maintenance.

Thompson Engineering, de Mobile, a effectué les travaux d'arpentage et de cartographie nécessaires, une tâche ardue avec les méthodes traditionnelles.


Il nous faudrait des semaines, voire des mois, pour capturer les données à pied, mais le système Microdrones nous permet de le faire en quelques jours seulement.

Brad Busby, Survey Team Lead, Thompson Engineering

"Il nous faudrait des semaines, voire des mois, pour capturer les données à pied", a déclaré Brad Busby, chef de l'équipe d'arpentage de Thompson.

Mais en utilisant la technologie LiDAR et la photogrammétrie par drone pour arpenter, cartographier et créer le jumeau numérique, ce processus "pourrait être réalisé avec le système Microdrones en quelques jours seulement". Et il ne s'agit pas seulement de rapidité : le système produit un nuage de points riche en données qui crée un véritable jumeau numérique.

Ou, pour reprendre les termes de Ross Kenney, responsable des ventes et de l'assistance UAS chez Navigation Electronics, Inc. (NEI), un distributeur des systèmes intégrés de Microdrones, "Nous allons pouvoir scanner tous les coins et recoins de ce navire".

La première étape : LiDAR

L'USS Alabama Memorial Park accueille environ 15 millions de visiteurs par an et, bien que la plupart d'entre eux se concentrent sur la visite du cuirassé, le parc s'étend sur une superficie totale de 155 acres. Le navire lui-même présente de nombreux défis pour la collecte de données - la taille même de l'installation entière ajoute une autre couche de complication.

Robert Chrismon, PLS, a expliqué l'approche à deux niveaux utilisée par Microdrones pour produire des jumeaux numériques.

"Nous avons deux systèmes Microdrones sur le site, le mdLiDAR1000HR, et nous avons également le mdMapper1000DG. Nous espérons repartir avec deux grands ensembles de données, l'un avec le LiDAR, l'autre avec la photogrammétrie", a déclaré M. Chrismon.

Ross Kenney pilots the mdLiDAR1000HR

Pour ce travail, Kenney a piloté le drone LiDAR, en examinant d'abord le site pour s'assurer que le drone fonctionnait au-dessus de la hauteur de l'obstruction la plus haute sur le site - dans ce cas, il s'agissait de l'Alabama lui-même (également connu sous le nom de "The Mighty A") à un peu moins de 60 mètres. Grâce à l'éditeur de vol, Kenney a pu modifier et personnaliser la trajectoire de vol du drone sur le site en utilisant mdCockpit. Il s'agit d'un aspect clé de l'expérience Microdrones - un flux de travail géospatial entièrement intégré qui commence par un logiciel de vol accessible, des systèmes entièrement intégrés et un logiciel de traitement pour transformer les données brutes en produits livrables de qualité supérieure.

" Même lorsque nous sommes ici sur le chantier, je peux aller créer de nouveaux plans de mission en quelques secondes ", a déclaré Kenney. Pour créer le plan de vol du parc, il a suffi à M. Kenney de créer un bloc de trajectoire de vol, puis de tirer les bords de la trajectoire pour définir les paramètres afin d'inclure les bords des champs du parc et une jetée dans Mobile Bay.

Le mdLiDAR1000HR est souvent utilisé pour l'arpentage, comme dans le cas du projet du USS Alabama Memorial Park, ainsi que dans la construction, les applications pétrolières et gazières et l'exploitation minière. Il dispose d'un champ de vision de 90 degrés pour les points scannés et l'imagerie, et fournit de manière répétée une précision de 1,6 cm (.052 ft) à 1-σ lorsqu'il vole à 40 m (130 ft) à une vitesse de 8 m/s (18 mph).

Quant au processus de numérisation proprement dit ? Il a pris moins d'une journée.

"L'avantage d'utiliser le LiDAR pour un site de cette taille est évidemment l'efficacité", a déclaré Adam McCullough, chef de l'équipe d'arpentage pour Thompson. "Non seulement l'efficacité, mais aussi la qualité des données".

Cody Floyd pilots the mdMapper1000DG

Prochaine étape : la photogrammétrie

La deuxième phase de la collecte de données a utilisé le mdMapper1000DG. Il s'agit d'un drone de photogrammétrie capable de fournir une orthophoto détaillée de l'ensemble du parc ainsi qu'un nuage de points colorisé avec une quantité énorme de détails. Cody Floyd, un géomètre de Thompson qui a également fait un stage au parc après l'université, a servi de pilote pour la mission de photogrammétrie le deuxième jour.

Le vol du mdMapper1000DG a eu lieu à 100 mètres d'altitude et a démontré la facilité d'utilisation du drone entre les mains d'un pilote compétent. Lors de la partie vol, Floyd a également utilisé mdCockpit pour contrôler directement le vol. Les vols sont suivis en temps réel avec la télémétrie, comme la vitesse, le cap et l'altitude disponibles. Un récepteur GNSS aide à la navigation pendant le vol automatique et manuel, et la cellule utilise une configuration plus pour une utilisation plus efficace. En outre, les moteurs sans balais fonctionnent à un faible régime de sécurité avec de grandes hélices pour limiter les temps d'arrêt.

Cette facilité d'utilisation et cette distance par rapport au sujet à étudier étaient également essentielles, car l'équipe a effectué le travail en été, période de forte affluence touristique.

"L'un des défis de ce projet particulier est que nous sommes au milieu de l'été - c'est la saison d'affluence pour le parc", a déclaré McCullough. "Nous savions que cette installation allait accueillir beaucoup de monde. Nous avons donc dû planifier notre mission en conséquence, pour être sûrs et attentifs aux touristes et ne pas voler quand ils sont sur le bateau."

The orthophoto of the USS Alabama Memorial Park

Tout mettre en commun : Créer le jumeau numérique

Si le vol des drones sur le terrain est la partie la plus attrayante de la cartographie, c'est lors du traitement des données au bureau que la puissance du système Microdrones prend toute son ampleur. Jason Gibson, PLS pour Thompson Engineering, a effectué le travail initial de fusion des données photogrammétriques en une orthophoto de haute qualité de l'ensemble du parc.

L'équipe de Thompson a également pu découvrir mdInfinity de Microdrones, un logiciel de photogrammétrie et de traitement LiDAR. Pour utiliser mdInfinity, les pilotes sélectionnent la charge utile et les paramètres par défaut pour ce système ou l'appliquent pour simplifier le traitement des données. Plusieurs modules de traitement affinent les données. Les données LiDAR brutes sont traitées par géoréférencement, qui bénéficie d'une amélioration de la précision qui réduit les niveaux de bruit, tout en préservant les caractéristiques irrégulières et en supprimant les valeurs aberrantes. D'autres caractéristiques sont utilisées pour coloriser les nuages de points LiDAR et générer des orthomosaïques.

Le nuage de points colorisé de l'Alabama était remarquable, même avec quelques zones d'ombre dans les données LiDAR dues aux différences de matériaux sur le navire. Les bâtiments sur le site ont également été cartographiés en détail.

Click the image above to view the point cloud of the USS Alabama Memorial Park

"Nous avons obtenu beaucoup de bonnes données à travers le cuirassé", a déclaré Chrismon. "Nous avons définitivement obtenu beaucoup d'informations intéressantes pour un topo. La densité des points est excellente. La couverture est excellente. Donc, ces gars-là vont certainement pouvoir l'utiliser pour des données topographiques, bien sûr, mais aussi pour des travaux planimétriques. Par exemple, nous avons suffisamment d'informations sur les côtés des bâtiments pour pouvoir effectuer des travaux de localisation ou d'extraction à partir du nuage de points en raison de la quantité de données."

M. McCullough a été impressionné par les résultats obtenus avec le mdLiDAR1000HR.

"Pour moi, les données parlent d'elles-mêmes", a déclaré McCullough. "Rien qu'en regardant le nuage de points ici, on voit à quel point il est dense, et toujours net autour des bâtiments, même sur les avions et les voitures dans le parking. Une fois que nous en aurons extrait la surface du sol, le levé topographique que nous donnerons au parc lui-même répondra sans aucun doute à leurs besoins. Je pense que cela a très bien fonctionné."

Si vous souhaitez en savoir plus sur l'utilisation des équipements de levés par drone pour créer des jumeaux numériques, parlez-en dès aujourd'hui à l'un de nos représentants commerciaux, pour plus d'informations.

*Avis de non-responsabilité
Pour ce contenu, nous utilisons un service de traduction automatique qui fait appel à une technologie de pointe, et non à des traducteurs humains, pour traduire le texte - il fournit des traductions instantanées dans différentes langues. En fournissant ces traductions, nous espérons mettre les informations essentielles à la disposition d'un large éventail de visiteurs du site Web de Microdrones. Toutefois, veuillez noter que, les traductions étant effectuées par des machines, elles ne sont pas toujours parfaites.

Nous ne possédons, gérons ou contrôlons aucun aspect de la traduction et ne sommes pas responsables des traductions fournies. Nous ne faisons aucune promesse, assurance ou garantie quant à l'exactitude, la fiabilité ou l'actualité des traductions fournies. Nous ne pouvons vérifier la validité et l'exactitude des informations fournies qu'en anglais, pour cette raison, la version anglaise de notre site web est le texte officiel. Les internautes qui se fient aux informations fournies par les traductions automatiques de notre site Web le font à leurs propres risques. Nous ne sommes pas responsables des inexactitudes ou des erreurs de traduction et nous n'acceptons pas la responsabilité de toute perte, de tout dommage ou de tout autre problème, y compris, mais sans s'y limiter, les pertes ou dommages indirects ou consécutifs découlant de l'utilisation du service de traduction automatique ou en rapport avec celui-ci. En cas de doute sur l'exactitude des informations présentées dans les versions traduites de notre blog, veuillez vous reporter au site officiel en langue anglaise.