Chapitre 1: Principes du lidar

Question 1

Que veut dire l’acronyme lidar?

Answer 1

Light Detection And Ranging.

Question 2

Nommer les 3 composantes principales du laser.

Answer 2

• Matériel à effet laser
• Source de pompage laser
• Cavité optique

Question 3

Qu’est-ce qui est différent par rapport aux paramètres lorsqu’on fait du lidar par satellite?

Answer 3

Lidar par satellite:
- durée de l’impulsion plus longue
- puissance plus élevée.
Le laser est alors un Q-switch, un obturateur qui permet d’augmenter l’intensité à l’intérieur du tube avant de le relâcher.

Question 4

Quelles sont les grandes différences entre le lidar et le radar?

Answer 4

La taille des impulsions/longueurs d’ondes quand ils arrivent à la surface.

Question 5

Comment le lidar et le radar font pour déterminer la distance et la présence des objets?

Answer 5

Le lidar et le radar utilisent le temps de parcours de l’onde.

Question 6

Comparez les longueurs d’ondes du lidar et du radar.

Answer 6

lidar: longueur d’onde très fine
radar: longueur d’onde beaucoup plus grande.

Question 7

Nommez quelques avantages de l’utilisation de la lumière laser pour le lidar

Answer 7

Divergence faible, permet d’avoir une résolution spatiale beaucoup plus grande qu’avec le radar.

Question 8

La résolution spatiale en distance dépend de quoi?

Answer 8

La résolution spatiale en distance dépend de la longueur de l’impulsion.

Question 9

La résolution spatiale en distance est limitée par quoi?

Answer 9

Elle est limitée par le besoin d’envoyer assez d’énergie pour mesurer un retour d’énergie suffisant.

Question 10

Nommer quelques types de laser

Answer 10

• Gaz
• À solide
• Teinture liquide
• Semi-conducteur

Question 11

Vrai ou faux? On peut générer n’importe quelle longueur d’onde avec la lumière laser.

Answer 11

Faux. On ne peut pas générer n’importe quelle longueur d’onde. C’est une contrainte, parce qu’il faut les matériaux adaptés pour générer une certaine longueur d’onde.

Question 12

Vrai ou faux? L’énergie laser est collimatée.

Answer 12

Vrai.

Question 13

Ça fait quoi la divergence des photons?

Answer 13

Ça fait en sorte que le diamètre du laser augmente avec la distance. Plus de distance -> plus les photons se séparent les uns des autres.

Question 14

Le laser vert est utilisé dans quelles applications?

Answer 14

LÉ ZAPPLIKATION MARINES.

Question 15

Quel est l’ordre de grandeur de la divergence d’un laser?

Answer 15

de 0.15 à 1 mrad.

ex: une divergence de 0.15 mrad crée à 1 000 m de portée une tache d’un diamètre de 15 cm sur la surface.

Question 16

Quelle longueur d’onde laser est utilisée pour les applications terrestres?

Answer 16

Infrarouge proche (1064nm pour le laser Nd:Yag)

Question 17

Une impulsion laser n’est pas uniforme. Comment est distribuée l’énergie?

Answer 17

L’énergie est distribuée dans le centre, dans les côtés il y a des photons mais ils sont moins nombreux.

Question 18

Qu’est-ce qu’un filtre flat hat?

Answer 18

Filtre pour que l’énergie soit répartie + également. Pas très utilisé parce que ça implique une diminution d’énergie qui est considérable pour le laser et ça c’est quelque chose qu’on veut éviter.

Question 19

Vrai ou faux? À des hautes fréquences d’émission, nous sommes toujours limités par la vitesse de recharge du laser.

Answer 19

Vrai. Il faut faire un compromis entre haute fréquence et haute énergie émise.

Question 20

Qu’est-ce que la divergence d’un laser?

Answer 20

L’évasement progressif du faisceau laser le long de la trajectoire de tir.

Question 21

Qu’est-ce qui détermine le diamètre de la tache au sol?

Answer 21

La divergence du laser et l’altitude.

Question 22

Quelle combinaison de paramètres permet de pénétrer à travers la végétation et réduit l’erreur sur les pentes?

Answer 22

Une faible divergence et une densité élevée. (tache au sol de diamètre plus faible).

Question 23

C’est quoi le Constant fraction discriminator (CFD) ?

Answer 23

Méthode de traitement de signal électronique pour trouver le maximum d’une impulsion en trouvant le point où la pente est zéro.

Question 24

Que permet le Constant fraction discriminator (CFD)?

Answer 24

Permet l’enregistrement d’un point à un temps t (ou distance) qui est indépendant de l’amplitude du signal (ou puissance reçue). tldr permet d’enlever le biais.

Question 25

Qu’est-ce que la comparaison de phase (phase shift)?

Answer 25

Utilisé par certains TLS, car l’émission continue (continuous wave) est limité en puissance par rapport aux impulsions discrètes (pulse), qui sont plus appropriés pour utilisation en ALS.

Question 26

Quels sont les 3 types de modulation?

Answer 26

• Modulation en amplitude
• Modulation en fréquence
• Modulation en phase

Question 27

C’est quoi de la triangulation active?

Answer 27

Lidar pour petits objets à l’intérieur. Distances inférieures à 5m, précision 0.05mm.

Question 28

Quelles sont les données brutes enregistrées par un appareil lidar terrestre? (3 + 3 optionnels)

Answer 28

• Positions XYZ
• Intensité du signal laser
• Intensit. RGB enregistrée par la caméra (si présente)

Sur certains modèles:

• Premier retour, dernier retour, retour multiple
• FWF
• Déviations standard de l’impulsion reçue.

Question 29

Quel est le repère des coordonnées XYZ? L’origine des coordonnées?

Answer 29

Les coordonnées XYZ sont situées dans un repère local.

L’origine correspond à la position d’émission du faisceau laser

Question 30

Vrai ou faux? Lors d’un scan lidar, on a seulement besoin de répartir les cibles dans le plan XY.

Answer 30

Faux. Il faut aussi en placer en élévation, mais cette direction est souvent oubliée puisque les cibles ont tendance à être positionnées sur le sol.