Logiciel de cartographie de drone nouveau et amélioré

 

Pour sa thèse, un doctorant de l’EPFL a amélioré la précision et la fiabilité de la cartographie des drones – une technique qui gagne du terrain dans de nombreux secteurs de la société.

Rendre la cartographie des drones plus précise est l’un des objectifs du Laboratoire de génie géodésique (Topo), dirigé par Bertrand Merminod au sein de l’École d’architecture, d’ingénierie civile et environnementale de l’EPFL (ENAC). Les drones ne sont pas seulement des jouets pour grands et petits enfants – ils servent également à de nombreuses fins pratiques. Ils peuvent être utilisés pour surveiller les barrages et les voies ferrées afin de prévenir les accidents, ou pour créer des copies numériques 3D des monuments historiques en cas de destruction accidentelle ou délibérée. Ils peuvent également capturer des images d’une saison à l’autre afin de mesurer l’érosion des sols.

«Il est très important d’être aussi précis que possible», explique Emmanuel Cledat, qui vient de terminer sa thèse au laboratoire Topo. « Quand on dirait qu’une falaise a légèrement bougé au cours de l’hiver, vous devez être en mesure de dire s’il s’agit d’un véritable changement topographique ou simplement d’une erreur de géoréférencement. » Cledat a passé les quatre dernières années à développer un logiciel capable de traiter avec précision les données acquises par des capteurs embarqués sur des drones. Il a reçu le prix du meilleur jeune auteur 2020 de la Société internationale de photogrammétrie et de télédétection (ISPRS) pour un article sur son projet de thèse.

Les avions et hélicoptères utilisés pour la cartographie sont généralement équipés de quatre types de capteurs: un GPS (ou GNSS) et une unité de mesure inertielle (IMU), qui déterminent la position et l’orientation du véhicule; un appareil photo; et un scanner laser LIDAR, qui mesure les distances en enregistrant le temps nécessaire au faisceau laser pour se déplacer du scanner à l’objet et vice-versa.

Un appareil hybride miniaturisé

Jusqu’à récemment, les scanners laser LIDAR pouvaient peser jusqu’à 10 kilos. Le laboratoire Topo, ainsi que le spin-off Helimap System SA de l’EPFL, ont été des pionniers dans le développement de systèmes de cartographie aérienne impliquant des hélicoptères, qui peuvent transporter des équipements lourds comme un scanner LIDAR et une IMU de qualité navigation. Mais ces dernières années, les professionnels de l’industrie et les chercheurs se sont concentrés sur la réduction de ces appareils de mesure. Cledat a pu hybrider les données acquises par des capteurs miniaturisés embarqués sur un drone (GNSS, LIDAR, IMU et caméra) de telle sorte que la carte résultante est presque aussi précise que celle obtenue avec un hélicoptère. Une technique de cartographie basée sur drone est une alternative plus verte et plus adaptée aux terrains difficiles d’accès.

Dans le cadre de sa thèse, Cledat a soigneusement calibré chaque capteur pour les rendre aussi efficaces et fiables que possible. Pour ce faire, il a utilisé les champs d’étalonnage du laboratoire près de Vufflens-la-Ville dans le canton de Vaud. Il a remporté le prix ISPRS pour son travail sur l’étalonnage des caméras. Le logiciel de réglage de faisceaux qu’il a développé est utilisé pour recouper les mesures afin de les corriger toutes simultanément. Il en résulte une image précise de la zone et de la position et de l’orientation du drone. Le logiciel Cledat sera développé au sein du laboratoire dans le cadre d’un autre projet de thèse.

Cledat prévoit de retourner sur terre pour la prochaine étape de sa carrière. Son prochain projet aidera les gens qui se méfient du vélo en ville. Il souhaite équiper les vélos de mini capteurs conçus pour les drones, ainsi que de capteurs de bruit et de qualité de l’air. Il utilisera les données recueillies pour cartographier le trafic urbain et quantifier les risques potentiels pour les cyclistes afin que les infrastructures routières et les campagnes locales de sécurité routière puissent être ajustées en conséquence. Surveillez cet endroit.

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