Ce tutoriel est consacré à la programmation des missions de vols automatiques, en particulier des vols avec le capteur Lidar Zenmuse L1. Ce tutoriel se concentrera sur le bon fonctionnement du device Ouster dans Kinetic, et comment configurer un algorithme de tracking sur son nuage de point.
Rendez-vous dans DJI PILOT, puis une fois dans le menu de l’application, cliquez sur mission de vol. Vous pourrez ensuite soit créer une trajectoire, importer des fichiers KML pour des vols waypoints ou linéaires. Nous retrouvons plusieurs modes de vols automatiques.
Une fois dans ce mode, nous allons commencer par sélectionner la zone que nous désirons cartographier. Dans notre exemple, prenons ces champs. Une fois la zone choisie, cliquez une fois sur l’écran et une surface apparaît.
Sélectionnez ensuite la caméra, dans notre cas, la Zenmuse L1. Nous allons nous concentrer ici sur la partie nuage de point, en acquisition Lidar. Sélectionnez donc Lidar Mapping.
Nous allons retrouver une option “étalonnage de l’IMU”. La centrale inertielle ayant besoin d’être régulièrement étalonnée, c’est donc une option qu’il faut activer. Quand cette option est active, vous remarquerez que des parties jaunes s’ajoutent sur l’itinéraire de vol. Une chose importante : Cette centrale inertielle doit être, selon les recommandations de DJI, calibrée toutes les 100 secondes. Par exemple, si vous volez à 10m/s, il ne faut pas que votre bande verte entre 2 zones de calibration soit plus grande que 1 km. Cela vous assurera d’avoir de bonnes données de la centrale inertielle, et donc des résultats qui seront meilleurs pour vos traitements. Dans l’exemple que nous avons ici, le plus grand côté mesure environ 800m.
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Notez que lorsque l’étalonnage automatique de l’IMU est activé, on ne peut pas faire du Suivi Terrain. Il faut alors considérer que le vol se fera à une hauteur, ou altitude, constante. Pour voler à hauteur constante, il faudra venir l’indiquer au drone par rapport au point de décollage, ou en altitude si vous la connaissez. Nous allons dans notre cas, régler l’altitude de l’itinéraire de vol à 50m.
Nous allons ensuite pouvoir communiquer au drone la surface cible par rapport au point de décollage, et où est ce qu’elle se trouve en termes de hauteur : plus haut ou plus bas. La vitesse au décollage n’aura pas d’impact sur ce genre de mission, contrairement à la vitesse pendant le vol.
Une fois la vitesse réglée, vous remarquerez en dessous une option concernant l’optimisation de l’élévation qui vient, une fois activée, ajouter une passe à partir du dernier point jusqu’au centre de la zone.
Nous allons ensuite donner au drone les instructions de fin de mission, il pourra soit faire un retour au point de départ, rester en stationnaire pour le ramener manuellement, atterrir à son point de fin, ou retourner à sa première balise. Pour rappel, le point vert marqué d’un S est le point Start, c’est de là que commencera la mission.
Une fois que les paramètres de vol sont configurés, rendez-vous dans les paramètres avancés afin de paramétrer le LiDAR. La première option vous permettra de régler le paramètre de recouvrement entre bandes. Globalement, DJI recommande d’ajuster cette option à 50%. Vous allez ensuite pouvoir régler l’angle des passes du drone sur ses trajectoires de vol, cette option peut être intéressante à régler en fonction du vent pour se placer au mieux vis-à-vis de celui-ci.
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Dans l’option des paramètres de charge utile, vous pourrez venir régler votre L1 selon vos usages précis de mission. Avec un écho simple ou double, nous pourrons avoir une fréquence de Lidar à 240kHz, mais en passant en triple écho, la fréquence maximale disponible sera de 160kHz.
Dernière chose très importante : le choix du mode de scan, répétitif ou non répétitif, il y aura un plus gros impact en non répétitif où nous atteignons une densité du nuage de points à 1102 points / m2, et 590 points / m2 en répétitif.
Une fois tous les réglages terminés, et que le vol est prêt à être effectué, cliquez sur l’icône en forme de disquette pour enregistrer les paramètres de mission.
Lorsqu’il s’agit d’imager un espace en trois dimensions avec précision, peu de technologies peuvent rivaliser avec le LiDAR (Light Detection and Ranging). Le LiDAR fonctionne en projetant des impulsions laser qui rebondissent sur les objets environnants avant de revenir au capteur. Grâce à des modules LiDAR abordables comme les modèles LD06, LD19 et STL27L de LDRobot, cette technologie, autrefois réservée à une élite, est maintenant à la portée des projets personnels. Par exemple, le STL27L offre une portée allant jusqu’à 25 mètres, une fréquence d’échantillonnage de 21600 Hz, et une résistance à la lumière ambiante jusqu’à 30 kLux, ce qui le rend idéal pour des scans en extérieur.
Ce projet innovant associe un Raspberry Pi à un module LiDAR LDRobot pour concevoir un scanner 3D à la fois portable et peu coûteux. Le dépôt GitHub contient aussi des fichiers 3D (STL/OBJ) pour imprimer supports, boîtiers et adaptateurs d’objectif. Pour assembler ces données en un modèle 3D cohérent, le système utilise des algorithmes tels que ICP (Iterative Closest Point) ou la global registration. Ces techniques permettent d’aligner automatiquement les différents nuages de points issus des multiples angles de scan.
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Construire un scanner LiDAR DIY, c’est génial, mais il y a quelques défis à prévoir. La calibration de la caméra fisheye peut être un peu tricky si vous souhaitez des panoramas nets. La précision des scans peut fluctuer selon l’environnement (objets proches, surfaces réfléchissantes, etc.). Le traitement 3D (meshing), qui transforme les points en surfaces, peut ramer sur le Raspberry Pi.
Il existe plusieurs technologies pour effectuer un scan 3D:
PiLiDAR, c’est bien plus qu’un simple bricolage autour d’un capteur LiDAR : c’est une vraie passerelle entre le monde professionnel de la numérisation 3D et celui des makers passionnés.
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