Le Leica BLK2GO PULSE représente le nouvel horizon des scanners laser à main, notamment grâce à une nouvelle mise en œuvre des capteurs à temps de vol (ToF pour Time-of-Flight) pour créer une expérience « en vue subjective ». Avec Gian-Philipp Patri, chef de produit pour le BLK, nous avons discuté de la volonté de Leica Geosystems de créer de nouvelles technologies innovantes et de la manière dont le BLK2GO PULSE est devenu une réalité.
Parlons de la genèse du BLK2GO PULSE. D'où vient-il ?
Hexagon investit énormément dans la recherche et le développement. Les éléments fondamentaux du BLK2GO PULSE sont nés d'une association avec Sony, afin de mettre au point un nouveau capteur à temps de vol. Notre travail consistait à observer cette technologie et à imaginer les possibilités. Pouvait-on en faire quelque chose ? Si oui, à quoi pourrait-ce être utile ?
À force de l'observer sous différents angles, nous nous sommes rendu compte que certains éléments offraient des avantages uniques par rapport à nos solutions du moment, par exemple, le fait que ces capteurs fonctionnent avec une grille uniforme et la possibilité de créer des nuages de points colorisés instantanés. Tout a commencé en quittant notre zone de confort et en trouvant les opportunités à notre portée.
Je sais qu'en plus de la nature des capteurs du BLK2GO PULSE, le fait qu'ils soient deux est un élément crucial. Comment l'avez-vous compris ?
Les capteurs à temps de vol permettent d'obtenir un certain champ de vision et nous avions en tête l'idée d'intégrer plusieurs de ces ToF en raison de plusieurs avantages (dont le plus important était de pouvoir capturer davantage de données en moins de temps).
Le LiDAR à deux axes du BLK2GO capture le dôme complet, en incluant souvent des données que vous n'aviez pas l'intention de capturer.
Avec les deux capteurs ToF, nous étions invités à réfléchir différemment et nous sommes arrivés à l'idée suivante : et si nous les mettions côte à côte ? Prendre deux capteurs et les combiner en une même solution n'a pas été chose facile ! En effet, tout l'étalonnage réalisé sur un capteur doit fonctionner pour les deux ensemble. Cela demande un gros effort.
Mais deux capteurs bien positionnés peuvent capturer tout ce dont l'utilisateur peut avoir besoin, tout en optimisant les coûts pour réduire le prix final pour nos clients.
C'est ainsi qu'est née la « numérisation en vue subjective ».
C'est un terme nouveau. Que signifie exactement la « numérisation en vue subjective » ?
Cela veut essentiellement dire que vous voyez la même chose que le scanner. Les deux capteurs sont positionnés comme des « yeux » et lorsque vous connectez le BLK2GO PULSE à l'appli BLK Live sur le téléphone installé sur l'appareil, ce que vous voyez à l'écran correspond vraiment à ce que vous capturez en temps réel.
C'est une nouvelle manière de faire et cela permet aussi de rendre les flux de production plus rapides et d'alléger les données, car vous capturez seulement les données dont vous avez besoin.
Imaginez un plan d'étage. Pourquoi capturer le plafond quand je souhaite capturer le sol ? Cela rend les donnés inutilement volumineuses alors que vous devrez ensuite les transférer, les traiter et passer du temps à éliminer les données superflues, non ? Ce n'est pas une méthode de travail intelligente.
Maintenant, même si vous téléchargez les données du BLK2GO PULSE dans le programme de post-traitement, le dossier est plus léger. En effet, vous n'avez pas besoin de traiter les données du plafond ou des objets qui ne vous intéressent pas et, puisque vous aviez le contrôle, vous ne les avez pas capturées. Parfait.
J'ai une autre question. La technologie PULSE, c'est plus qu'un nouveau capteur, n'est-ce pas ?
Oui. La technologie PULSE est la fusion de ce double capteur LiDAR à temps de vol et du GrandSLAM.
Le GrandSLAM est une combinaison de la technologie VIS (Visual Inertial System) et du LiDAR, la technologie VIS étant elle-même une combinaison de caméras et d'une centrale inertielle (UMI). Tout cela permet de se repérer dans l'espace et d'effectuer simultanément la localisation et la cartographie. Donc vous cartographiez le monde depuis une position inconnue en temps réel.
Il serait facile de se dire : « Ok, on peut remplacer le LiDAR à deux axes par ce LiDAR à temps de vol. Donc, l'ensemble d'informations XY est fournie par un autre type de capteur. »
Mais nous nous sommes rendu compte qu'il ne s'agissait pas seulement de remplacer une pièce par une autre, mais de réfléchir aux avantages uniques offerts par ce capteur. En creusant le sujet, nous avons découvert que nous pouvions faire la colorisation en temps réel.
Dites-m'en plus : pourquoi le BLK2GO PULSE peut-il faire cela, mais pas le BLK2GO ?
C'est une bonne question. C'est en rapport avec le volume de données et la synchronisation. Avec le GrandSLAM, les caméras capturent les données visuelles à un intervalle spécifique et dans le BLK2GO, le LiDAR à deux axes capture les données à un intervalle complètement différent : 420 000 points par seconde. Les informations de couleur arrivent régulièrement mais moins fréquemment que les points rassemblés par le capteur LiDAR. Par conséquent, de nombreux points capturés ne sont pas encore associés aux informations de couleur. Il est impossible de résoudre cela en temps réel car les fréquences ne correspondent pas. Il faut donc le faire pendant le post-traitement.
Avec le BLK2GO PULSE, c'est différent, car le capteur à temps de vol est une sorte de caméra 3D qui permet d'obtenir une information 3D à chaque impulsion et de synchroniser ces impulsions avec la fréquence de la caméra. Cela signifie qu'avec une prise de vue du BLK2GO PULSE, vous pouvez passer du système LiDAR au système de caméra et aux couleurs RVB.
Et cela vous permet de dire précisément que tel point est de telle couleur en temps réel. En rassemblant tous ces points, vous obtenez instantanément un nuage de points colorisé.
Cette explication est plus illustrative et moins correcte, d'un point de vue technique, que celle que la R&D vous donnerait. Mais l'idée à retenir, c'est qu'il est techniquement très complexe de faire fonctionner cette fusion de capteurs. Néanmoins, Hexagon et Sony y sont parvenus ensemble et il en résulte une restitution instantanée du nuage de points sur le terrain, par des moyens inédits.