Les roulements linéaires sont utilisés dans de nombreuses applications qui nécessitent un mouvement constant et précis le long d’un trajet défini. Il existe de nombreux modèles de roulements linéaires, adaptés à une utilisation dans diverses applications et environnements. Le but d’un roulement linéaire est d’assurer un mouvement à faible frottement dans une direction, tout en résistant aux charges et aux moments appliqués dans toutes les autres directions. Découvrez les types de roulements linéaires les plus courants et comment la conception et la mise en œuvre de ces roulements influent sur les performances des tables de mouvement linéaire. Types de roulements linéaires Notre partenaire Zaber propose de nombreux modèles et tailles de platines de translation linéaire, conçus pour exceller dans des applications particulières. Ces platines linéaires utilisent de nombreux types de roulements linéaires. Chaque type de roulement ou de guidage offre des avantages uniques en termes de coût, de durée de vie, de précision, de capacité de charge, de frottement, d’entretien et de rigidité, entre autres. Voici quelques exemples de ces technologies de roulements : Zaber ne commercialise pas de produits équipés des types de roulements suivants, mais ceux-ci sont disponibles sur le marché pour d’autres applications : Track rollers Les track rollers, également appelés Cam followers, se composent généralement d’un goujon fileté et d’un élément de roulement circulaire. Plusieurs suiveurs de came doivent être utilisés dans le chariot des systèmes à mouvement linéaire afin de limiter le plateau à un seul degré de liberté. Le système illustré ci-dessous utilise huit suiveurs de came sur un rail à profil carré. Dans ce cas, la piste est une piste de roulement en acier trempé intégrée à la base en aluminium. Cela permet d’améliorer la durée de vie du roulement tout en restant rentable, car la piste de roulement en acier est plus résistante à l’usure et peut supporter des charges plus élevées qu’une simple base en aluminium. Figure 2 : Vue en coupe d’une platine linéaire avec Cam followers. Avantages : Inconvénients : Recirculating Ball Bearings Les roulements à recirculation, ou Recirculating Ball Bearings, utilisent de nombreuses billes dans un circuit fermé qui recirculent en continu lorsque le roulement se déplace. Un roulement linéaire comporte généralement deux ou quatre circuits de billes afin de limiter entièrement le mouvement et de supporter les charges provenant de toutes les directions. De nombreuses platines linéaires Zaber intègrent des roulements à billes à recirculation en raison de leur excellent rapport qualité-prix. Les systèmes linéaires équipés de roulements à billes à recirculation offrent une excellente durée de vie, une capacité de charge et une rigidité exceptionnelles. Les éléments roulants offrent également un frottement beaucoup plus faible que les systèmes à paliers lisses, ce qui permet d’atteindre des vitesses élevées et d’utiliser des moteurs et des mécanismes d’entraînement plus petits. Les Recirculating Ball Bearings de Zaber utilisent généralement une conception en deux parties composée d’une base en aluminium avec des chemins de roulement en acier trempé afin de réduire le poids total, l’aluminium offrant un excellent rapport rigidité/poids. Les chemins de roulement en acier trempé offrent un mouvement fluide et une longue durée de vie, même lorsqu’ils supportent des charges centrées importantes et des charges de moment déséquilibrées. La gamme LRM de Zaber utilise une conception entièrement en acier avec des roulements à billes à recirculation pour une rigidité et une stabilité thermique optimales. Ces systèmes peuvent facilement supporter des charges ou des moments provenant de n’importe quelle direction, sans modifier de manière significative la précision du mouvement ou le frottement. Figure 3 : Vue en coupe d’un platine linéaire LC40 avec roulements à billes à recirculation intégrés. Avantages : Inconvénients : Le schéma ci-dessous montre les forces de réaction sur chaque bille résultant d’une charge momentanée appliquée dans un système de roulement à recirculation de billes. Figure 4 : Chargement de billes dans un système de roulement à recirculation Nous pouvons constater qu’il y a plus d’éléments porteurs en contact que dans un système à suiveur de came, ce qui signifie que des charges plus importantes avec moins de déviation peuvent être supportées dans un étage linéaire de taille similaire. Ce type de roulement linéaire est également excellent pour supporter des charges combinées, qui sont une combinaison de charges latérales (côté), verticales (tension/compression) et de moments. Crossed Roller Bearing Guides Les Crossed Roller Bearing Guides, ou guides à rouleaux croisés offrent les meilleures performances pour les roulements à éléments roulants. Ces systèmes ne reposent pas sur la recirculation des rouleaux, ce qui signifie que tous les rouleaux cylindriques restent en contact avec les glissières linéaires à tout moment. Il en résulte un mouvement très fluide, presque sans frottement, avec un minimum de vibrations induites par les roulements, une erreur de mouvement extrêmement faible et une rigidité élevée. Un rouleau sur deux est tourné de 90° pour permettre au système de roulements de supporter des charges provenant de toutes les directions. Ces systèmes peuvent être intégrés dans un volume très réduit tout en conservant une rigidité et une capacité de charge élevées. Les platines à moteur linéaire de haute précision de Zaber, telles que les gammes LDM, LDA et ADR Microscope Stage, utilisent des roulements à rouleaux croisés. Les platines à moteur pas à pas peuvent également bénéficier des roulements à rouleaux croisés, comme les platines ASR Microscope Stage et la gamme verticale VSR. Figure 5 : Vue en coupe d’une platine linéaire LDM avec roulements à rouleaux croisés intégrés. Un petit inconvénient des roulements à rouleaux croisés est que ces systèmes ont une plage de déplacement limitée par rapport aux guides à recirculation, car la longueur de la partie supérieure de la platine mobile détermine la plage de déplacement linéaire maximale du dispositif. Avantages : Inconvénients : Découvrez notre sélection de platines linéaires motorisées, de différentes tailles, la plupart utilisant des roulements à billes à recirculation en raison de leurs performances exceptionnelles. Si vous avez des questions sur la platine la mieux adaptée à votre application, contactez-nous pour parler à un de nos spécialistes. Pour découvrir
La résolution thermique
La résolution thermique décrit la plus petite différence de température entre des objets ou des zones qu’une caméra infrarouge peut détecter de manière fiable. Cette valeur, également appelée résolution de température ou NETD (Noise Equivalent Temperature Difference), est une mesure de la sensibilité du détecteur et un paramètre clé pour les performances d’une caméra infrarouge. Une résolution thermique plus élevée signifie que la caméra peut mesurer des différences de température plus fines. En d’autres termes, elle fournit des images thermiques plus détaillées et plus fiables. Les caméras infrarouges détectent la chaleur ou le rayonnement infrarouge émis par un objet mesuré et le convertissent en un signal électrique. Ce signal se compose du signal utile et du bruit. Rapport signal/bruit : un facteur clé pour la précision des mesures Outre un étalonnage correct (voir ci-dessous), le rapport signal/bruit (SNR) joue un rôle crucial dans la précision des mesures. Ce critère de qualité, couramment utilisé dans le domaine des techniques de mesure, décrit la netteté avec laquelle le signal utile (l’information de mesure souhaitée) se distingue du signal parasite. Il s’agit de composantes du signal qui apparaissent, par exemple, en raison d’influences environnementales, de la structure interne de la caméra (par exemple, le rayonnement thermique de l’ouverture), des propriétés du système de mesure (dérive) ou des propriétés du détecteur (bruit). Plus le rapport entre le signal utile et le signal parasite est élevé, plus les petites différences de température peuvent être détectées de manière fiable et plus la mesure est informative. Les températures plus élevées génèrent toujours une intensité de signal plus élevée et donc un meilleur rapport signal/bruit. Étant donné que tous les corps dont la température est supérieure au zéro absolu (-273,15 °C) émettent un rayonnement thermique, y compris la caméra infrarouge elle-même, une influence sur le résultat de la mesure est inévitable dans les mesures thermographiques, ce qui signifie qu’une comparaison objective de différents appareils n’est possible qu’à une température de référence. Les fabricants spécifient généralement la sensibilité thermique de leurs caméras infrarouges pour une température de 30 °C. Exemple : Une résolution thermique de 30 mK signifie qu’à une température d’objet de 30 °C, une différence de température de 0,03 K (par exemple, la différence entre 29,99 °C et 30,02 °C) peut être détectée ou résolue par la caméra et n’est pas masquée par le bruit inhérent au système de la caméra. Fig. 1 : Photographie en niveaux de gris avec différents rapports signal/bruit (SNR). Les valeurs SNR sont indiquées pour la zone rectangulaire située sur le front. Les graphiques en bas montrent l’intensité du signal dans la ligne indiquée de l’image (rouge : signal d’origine, bleu : avec bruit). Plages de mesure appropriées Pour obtenir les meilleurs résultats avec une résolution thermique élevée, il est recommandé d’utiliser une caméra thermique qui mesure dans la gamme spectrale où le signal maximal du rayonnement de l’objet est attendu. La température et la longueur d’onde auxquelles l’émission maximale se produit sont inversement proportionnelles l’une à l’autre selon la loi de Wien. Cela signifie que plus la température de l’objet mesuré est basse, plus la longueur d’onde d’émission maximale est élevée. À des températures modérées (par exemple, la température ambiante), il est conseillé d’utiliser une caméra infrarouge fonctionnant dans la gamme spectrale infrarouge à ondes longues (LWIR). Pour les objets à haute température, cependant, les caméras thermiques qui mesurent dans la gamme spectrale infrarouge à ondes courtes (SWIR) sont plus adaptées. InfraTec propose des solutions pour toutes les tâches de mesure thermographique. L’étalonnage permet une mesure précise de la température absolue Les caméras infrarouges sont très efficaces pour détecter les différences de température, grâce à des méthodes spéciales telles que la thermographie à verrouillage, jusqu’à la plage µK. Cependant, une résolution thermique élevée ne suffit pas à elle seule pour obtenir une mesure précise de la température. La caméra et les objectifs utilisés doivent être soigneusement étalonnés pour la plage de température correspondante. Chez InfraTec, l’étalonnage radiométrique est standard, ce qui signifie que toutes les caméras infrarouges permettent de mesurer la température absolue. Haute résolution thermique Une haute résolution thermique est particulièrement importante lorsque les différences de température les plus infimes peuvent indiquer des défauts, des dysfonctionnements ou des anomalies. Voici quelques applications typiques : Fig. 2 : Images comparatives utilisant une technologie microbolométrique haute qualité (640 × 480) pixels IR avec et sans détecteur à faible bruit (© InfraTec GmbH) Facteurs déterminants de la résolution thermique La qualité des mesures thermographiques dépend de divers facteurs. Parmi ceux-ci, on peut citer : Avantages des caméras infrarouges InfraTec Les systèmes de caméras refroidies et non refroidies d’InfraTec offrent une résolution thermique maximale, un avantage décisif pour obtenir des résultats de mesure précis et des analyses fiables. Même à des températures d’objet basses avec une faible intensité de signal, elles permettent d’obtenir des thermogrammes détaillés et sans bruit avec une excellente homogénéité d’image.
Le guide pour sélectionner vos équipements piézoélectriques
Nous savons qu’il peut être difficile de trouver le produit piézoélectrique adapté à vos besoins. Il existe de nombreuses options proposées par différents fabricants. Et comme si cela ne suffisait pas, les fabricants d’actionneurs et de platines ont tendance à utiliser une terminologie différente dans leurs spécifications, ce qui rend difficile la comparaison entre deux modèles de marques différentes. Comme nous pensons que vous devriez pouvoir choisir le produit qui vous convient le mieux, nous avons créé ce guide pour vous aider à sélectionner l’actionneur ou la platine piézoélectrique adapté à votre projet. Résolution du capteur Le terme « résolution du capteur » désigne le plus petit mouvement détectable par le capteur de position. Cette valeur correspond à la limite inférieure de la résolution de l’actionneur/de la platine. La résolution du capteur est également appelée « sensibilité du capteur ». Elle ne donne aucune indication sur les spécifications du mouvement, mais uniquement sur la détection du mouvement. Il s’agit d’une différence importante. ➜ Ne vous y trompez pas, il s’agit d’une spécification du capteur, mais pas de l’actionneur/de la platine. C’est un moyen facile d’impressionner les clients, mais cela ne dit pas grand-chose sur les performances de l’actionneur ou de la platine. Précision du capteur La précision d’un capteur de position représente l’écart absolu par rapport à une norme calibrée et traçable métrologiquement. La précision du capteur n’est pas nécessairement liée à la résolution du capteur. L’imprécision du capteur est principalement due à l’imperfection de l’échelle du capteur et à l’erreur d’alignement de l’échelle du capteur lors de l’assemblage. L’erreur de précision du capteur est, dans une large mesure, répétitive et peut être compensée à l’aide d’une table de consultation. ➜ C’est un point délicat et souvent mal compris. Vous constaterez généralement que ces spécifications sont bien moins bonnes que les spécifications de précision d’un actionneur ou d’une platine. Mais cela ne devrait pas trop vous inquiéter, car l’erreur est très répétitive une fois l’encodeur installé. Le calibrage de votre système permet généralement de résoudre ce problème. Dans 99 % des cas, cette spécification n’est pas très importante. Résolution de l’actionneur/de la platine (= taille minimale du pas) La résolution est définie comme le plus petit déplacement mécanique contrôlé d’un actionneur/d’une platine de positionnement piézoélectrique. La résolution est influencée par la résolution du capteur, les influences mécaniques (friction, compliance, non-linéarités des points de contact…) et les performances de contrôle de position. Cette valeur correspond à la limite inférieure de la répétabilité de l’actionneur/de la platine. La résolution d’un étage / actionneur est également appelée taille de pas minimale ou mouvement incrémental minimal (MIM). ➜ Les choses deviennent maintenant intéressantes. Lorsque les gens parlent de précision, c’est ce qu’ils veulent dire : la plus petite taille de pas qu’un actionneur ou un étage peut prendre. Dans certains cas, il peut y avoir des différences importantes entre la résolution de l’actionneur / étage et la résolution du codeur. Avec la répétabilité de l’actionneur / étage, c’est le paramètre le plus important. Répétabilité de l’actionneur/de la platine La répétabilité est définie comme la plage de positions atteintes lorsque l’actionneur/la platine est commandé(e) à plusieurs reprises vers un emplacement spécifique dans des conditions identiques. Il existe deux types de répétabilité. ➜ Comme indiqué ci-dessus, une petite taille de pas minimale est appréciable. Mais vous voulez également être sûr que lorsque vous vous déplacez vers une certaine position à un moment donné ou à partir d’une position de départ quelconque, vous vous retrouvez toujours exactement à la même position. Les systèmes en boucle ouverte ont du mal à y parvenir, car l’erreur de pas est cumulative. Cependant, il peut également y avoir d’énormes différences entre les systèmes en boucle fermée, principalement en raison du contrôle du système. La situation empire encore lorsque l’on se déplace dans deux directions, car la qualité des roulements commence alors à interférer également. Plus la distance est longue, plus l’effet est important. C’est donc la deuxième spécification la plus importante à prendre en compte : la répétabilité bidirectionnelle. Précision de l’actionneur / de la platine La précision d’un actionneur ou d’une platine est directement liée à la précision du capteur. Cela résulte du principe d’entraînement direct d’un actionneur / d’une platine et de la faible distance entre le capteur de position et la surface de montage. ➜ Ne vous attardez pas trop sur ce point. Si vous comprenez la précision du codeur, vous comprenez également la précision de l’actionneur / de la platine. Certains fabricants confondent la précision de l’actionneur / de la platine avec l’erreur de mouvement. Il s’agit d’une spécification distincte, et très importante. Erreur de mouvement d’une platine rotative Selon la norme ANSI/ASME B89.3.4, l’erreur de mouvement de l’axe de rotation d’une platine rotative est définie comme un changement de position par rapport aux axes de coordonnées de référence, de la surface d’une pièce parfaite, en fonction de l’angle de rotation, avec l’axe central de la pièce coïncidant avec l’axe de rotation. En d’autres termes, un plateau rotatif a idéalement un degré de liberté, à savoir la rotation autour de l’axe z. Cependant, comme il n’existe pas de plateaux tournants parfaits, tout mouvement dans les cinq degrés de liberté restants est appelé mouvement d’erreur d’axe de rotation ou simplement mouvement d’erreur. En fonction de la direction de l’erreur, on peut distinguer deux contributions radiales, une contribution axiale et deux contributions d’inclinaison ou d’oscillation. De plus, le mouvement d’erreur d’un plateau tournant peut être séparé en une composante synchrone et une composante asynchrone. Le mouvement d’erreur d’une platine est souvent appelé à tort « faux-rond de la platine ». Vous trouverez ici une explication plus détaillée de ces termes. ➜ Si vous recherchez une platine rotative, veillez à tenir compte du mouvement d’erreur. Un comportement oscillatoire du disque rotatif aura évidemment un impact considérable sur vos résultats. Précision vs répétabilité La précision correspond à la proximité avec laquelle une platine peut se positionner par rapport à la valeur réelle (véritable). La répétabilité est une mesure de la
Thermographie Infrarouge : Principes physiques
Le principe de la thermographie infrarouge repose sur le phénomène physique selon lequel tout corps dont la température est supérieure au zéro absolu (-273,15 °C) émet un rayonnement électromagnétique. Il existe une corrélation claire entre la surface d’un corps et l’intensité et la composition spectrale du rayonnement qu’il émet. En déterminant l’intensité de ce rayonnement, il est possible de déterminer la température d’un objet sans entrer en contact avec celui-ci. Plage dans le spectre électromagnétique Le rayonnement infrarouge est la partie du spectre électromagnétique qui est immédiatement adjacente à la lumière rouge d’environ 760 nm du côté des ondes longues du spectre visible et s’étend jusqu’à une longueur d’onde d’environ 1 mm. À cet égard, la plage de longueurs d’onde allant jusqu’à environ 20 µm est importante pour la mesure technique de la température. Dans la seconde moitié du XIXe siècle, on a découvert que le rayonnement thermique et d’autres ondes électromagnétiques, telles que la lumière visible ou les ondes radio, étaient de nature similaire. Cette découverte a été suivie par la découverte des lois du rayonnement par KIRCHHOFF, STEFAN, BOLTZMANN, WIEN et PLANCK. Au milieu du XXe siècle, des travaux intensifs et fructueux sur l’utilisation militaire de la technologie infrarouge ont facilité la construction des premiers visionneurs infrarouges. Avec un certain recul dans le temps et la technologie, les premiers appareils thermographiques à usage non militaire sont également apparus dans les années 60. Parallèlement à cela, cependant, avec une diversification considérablement plus grande des appareils disponibles, la pyrométrie s’est développée pour devenir une approche largement répandue dans la mesure industrielle de la température. Lois de rayonnement du corps noir Les corps présents dans la réalité présentent des propriétés de rayonnement très diverses. Il s’est donc avéré utile de commencer par examiner les lois simplifiées d’un corps modèle aux propriétés de rayonnement idéales, afin de les appliquer ensuite à des objets réels. Ce corps modèle est connu en physique du rayonnement sous le nom de « corps noir ». Il se distingue par le fait que, parmi tous les corps de température égale, il présente le rayonnement émis le plus important possible. La répartition spectrale du rayonnement émis par un corps noir est décrite par la loi de rayonnement de PLANCK : Cette représentation montre que la composition spectrale varie en fonction de la température de l’objet. Les corps dont la température dépasse 500 °C, par exemple, émettent également un rayonnement dans le domaine visible. En outre, il convient de noter qu’à chaque longueur d’onde, l’intensité du rayonnement augmente avec la température. La loi de Planck sur le rayonnement représente la principale corrélation concernant la mesure de température sans contact. Cependant, en raison de sa nature abstraite, elle n’est pas directement applicable sous cette forme à de nombreux calculs pratiques. Mais elle permet de dériver toute une série d’autres corrélations, dont deux seront brièvement mentionnées ci-après. Ainsi, en intégrant par exemple l’intensité du rayonnement spectral sur toutes les longueurs d’onde, on obtient la valeur du rayonnement total émis par le corps. Cette corrélation est appelée loi de STEFAN BOLTZMANN. En raison de sa corrélation mathématique simple, elle est bien adaptée aux estimations approximatives, en particulier pour calculer le bilan thermique des objets ainsi que les interrelations des pyromètres à rayonnement total. Cependant, la plage de mesure spectrale de la plupart des appareils de mesure est généralement très limitée et, par conséquent, cette équation n’est pas applicable à cette fin. La représentation graphique de la loi du rayonnement de PLANCK montre que la longueur d’onde à laquelle le rayonnement émis par un corps noir atteint son maximum varie en fonction de la température. La loi de déplacement de WIEN peut être dérivée de l’équation de PLANCK par différenciation. Plus la température de l’objet à mesurer est basse, plus son rayonnement maximal se déplace vers des longueurs d’onde plus grandes. Il est d’environ 10 µm lorsqu’il est proche de la température ambiante. Transmittance spectrale de l’air (10 m, 25 °C, 1013 mbar, 85 % d’humidité relative) Le niveau de transmittance de l’air dépend fortement de la longueur d’onde. Les plages à forte atténuation alternent avec les plages à forte transmittance (ombrées), appelées « fenêtres atmosphériques ». Alors que la transmittance dans la plage (8 … 14) µm, c’est-à-dire la fenêtre atmosphérique à ondes longues, reste également élevée sur de longues distances, une atténuation mesurable causée par l’atmosphère se produit déjà dans la plage (3 … 5) µm, c’est-à-dire la fenêtre atmosphérique à ondes courtes, à des distances de mesure d’une dizaine de mètres. Influence de l’objet mesuré Le corps noir en tant que modèle radiométrique est indispensable pour étudier les corrélations principales. Étant donné que les objets réels à mesurer s’écartent plus ou moins fortement de ce modèle, il peut être nécessaire de tenir compte de cette influence dans les mesures. Le paramètre d’émissivité, qui mesure la capacité d’un corps à émettre un rayonnement infrarouge, est particulièrement adapté à cet effet. Avec une valeur de 1, le corps noir a l’émissivité la plus élevée possible, qui dépend en outre de la longueur d’onde. Contrairement à cela, l’émissivité des objets réels à mesurer peut présenter une dépendance plus ou moins forte à la longueur d’onde. Les paramètres suivants peuvent également avoir une certaine influence : Une multitude de matériaux non métalliques – du moins dans la gamme spectrale des ondes longues – présentent une émittance élevée et relativement constante, quelle que soit la structure de leur surface. C’est le cas notamment de la peau humaine, ainsi que de la plupart des matériaux de construction minéraux et des peintures de revêtement. L’émissivité spectrale de quelques non-métaux (émail, gypse, béton, chamotte) En revanche, les métaux ont généralement une faible émissivité qui dépend fortement des propriétés de la surface et diminue à mesure que la longueur d’onde augmente. Émissivité spectrale des métaux (argent, or, platine, rhodium, chrome, tantale, molybdène) et d’autres matériaux purs (graphite, sélénium, antimoine)
sCMOS ou EMCCD : choisir la caméra scientifique adaptée à vos besoins
Lorsque vous vous lancez dans l’imagerie scientifique, qu’il s’agisse de capturer des étoiles faibles en astrophotographie ou de zoomer sur des cellules au microscope, le choix d’un appareil photo adapté peut faire toute la différence. Les caméras sCMOS et EMCCD sont les meilleurs appareils photo haute sensibilité au monde, mais ils ont des usages différents. Ce guide présente leurs différences, leurs points forts et leurs cas d’utilisation idéaux pour vous aider à choisir celui qui vous convient le mieux. Nous aborderons également les questions courantes, comparerons les caméras sCMOS aux caméras EMCCD et examinerons en détail les performances de ces caméras dans des conditions de faible luminosité, en microscopie et en astrophotographie. Qu’est-ce qu’une caméra sCMOS ? Une caméra CMOS scientifique (sCMOS) est un outil d’imagerie haute performance conçu pour des applications scientifiques. Contrairement aux capteurs CMOS standard, les caméras sCMOS sont optimisées pour un faible bruit, des fréquences d’images élevées et une large gamme dynamique, ce qui les rend parfaites pour des tâches telles que la microscopie à fluorescence ou l’astrophotographie à grande vitesse. Leur architecture de lecture parallèle, où chaque pixel dispose de son propre amplificateur, permet un traitement rapide des données et une imagerie haute résolution. Les caméras sCMOS excellent dans les scénarios nécessitant à la fois de la vitesse et un large champ de vision, tels que l’imagerie de cellules vivantes, où la capture de processus dynamiques en temps réel est essentielle. Qu’est-ce qu’une caméra EMCCD ? Une caméra à CCD à multiplication d’électrons (EMCCD) est un CCD spécialisé doté d’un registre de multiplication d’électrons qui amplifie le signal avant la lecture, permettant ainsi d’atteindre une sensibilité à un seul photon. Cela rend les EMCCD idéales pour les conditions de très faible luminosité, comme la détection de molécules individuelles ou l’astrophotographie de l’espace lointain. Cependant, le processus d’amplification introduit un bruit multiplicatif qui peut affecter la qualité de l’image à des niveaux de luminosité plus élevés. Les caméras EMCCD sont idéales pour les applications où chaque photon compte, mais leur résolution inférieure et leur vitesse plus lente peuvent limiter leur utilisation dans l’imagerie à haut débit. Différences clés entre les caméras sCMOS et EMCCD Examinons les principales différences entre les caméras sCMOS et EMCCD à travers des indicateurs de performance clés afin de vous aider à faire votre choix. Sensibilité et bruit Pour les applications en très faible luminosité (<10 photons/pixel), les EMCCD ont l’avantage. Dans des conditions légèrement plus lumineuses, les caméras sCMOS offrent une sensibilité comparable avec de meilleurs rapports signal/bruit. Fréquence d’images et vitesse Pour l’imagerie à grande vitesse, comme le suivi de processus cellulaires rapides, les caméras sCMOS sont le meilleur choix en raison de leurs fréquences d’images supérieures. Résolution et champ de vision Les caméras sCMOS sont parfaites pour les applications nécessitant des images détaillées et à grand champ, comme la microscopie sur lame entière ou les relevés astronomiques à grande échelle. Plage dynamique Pour les expériences impliquant une large gamme d’intensités lumineuses, comme l’imagerie calcique, les caméras sCMOS offrent une plage dynamique supérieure sans compromettre la vitesse. Considérations relatives au coût Les laboratoires soucieux de leur budget peuvent obtenir des performances élevées avec les caméras sCMOS, en particulier pour les applications qui ne nécessitent pas une sensibilité au photon unique. Fonctionnalité sCMOS EMCCD Sensibilité Élevé (QE jusqu’à 95 %) Sensibilité à un seul photon Bruit 1-2 e- <1 e- (avec gain EM) Fréquence d’images >100 fps 50-60 images/seconde (max.) Résolution Multi-mégapixels (ex. : 4,2 MP) ~1 MP ou moins Plage dynamique 16 bits, jusqu’à 53 000:1 Élevé mais limité par le bruit Coût 5 000 $ – 20 000 $ 20 000 $ – 30 000 $ sCMOS vs CCD Bien que les EMCCD soient un type de CCD, les caméras CCD standard sont toujours utilisées dans certaines applications scientifiques. Voici comment le sCMOS se compare aux CCD traditionnels : Le sCMOS a largement dépassé les CCD dans des applications telles que la microscopie à fluorescence en raison de sa vitesse, de sa résolution et de son faible bruit, mais les CCD restent utiles pour les tâches nécessitant une longue exposition, comme la spectroscopie. Applications : quand choisir un capteur sCMOS ou EMCCD Astrographie Pour les caméras d’astrophotographie, le sCMOS est le choix idéal pour l’imagerie dynamique à haute résolution, tandis que les EMCCD excellent dans les scénarios où les photons sont rares. Microscopie Pour les caméras destinées à la microscopie, le sCMOS est souvent le meilleur choix en termes de polyvalence, en particulier dans les laboratoires multi-utilisateurs qui mènent des expériences diverses. Autres applications scientifiques Choisir la caméra sCMOS la mieux adaptée à vos besoins Toutes les caméras sCMOS ne sont pas identiques. Pour choisir la meilleure caméra sCMOS, tenez compte des critères suivants : Adaptez les spécifications de la caméra aux niveaux de luminosité et aux exigences de vitesse de votre application afin d’éviter de dépenser inutilement pour des fonctionnalités superflues. FAQ sur les caméras sCMOS et EMCCD Quelle est la différence entre les capteurs CCD et sCMOS ? Les caméras sCMOS utilisent une lecture parallèle pour des fréquences d’images plus rapides et un bruit plus faible (1-2 e-) par rapport aux capteurs CCD (5-10 e-). Elles offrent également une résolution plus élevée et des champs de vision plus larges, ce qui les rend plus adaptées à l’imagerie dynamique comme la microscopie de cellules vivantes. Quelle est la différence entre un CCD et un EMCCD ? Les EMCCD sont des CCD équipés d’un registre de multiplication électronique, qui réduit le bruit de lecture à près de zéro et permet une sensibilité à un seul photon. Les CCD standard ne disposent pas de cette fonctionnalité, ce qui les rend moins adaptés aux conditions de faible luminosité. Quelle est la meilleure caméra sCMOS pour l’imagerie en basse lumière ? Les caméras sCMOS rétroéclairées, telles que la Sona-6 Extreme de Revealer Highspeed, avec un rendement quantique de 95 % et un faible bruit de lecture, sont les meilleures options pour les applications à faible luminosité telles que la microscopie à
Utiliser des déclencheurs pour simplifier l’automatisation
Les déclencheurs vous permettent de configurer des actions qui se produisent lorsqu’une certaine condition est remplie ou qu’un événement se produit. Ils vous permettent d’ajouter de la flexibilité aux processus, de réduire les retards de communication pour les applications sensibles au temps et de faciliter la coordination du timing et du positionnement des appareils avec d’autres composants au sein d’un système. Les déclencheurs sont disponibles sur les contrôleurs de la série X utilisant le protocole ASCII de Zaber. Consultez le manuel du protocole ASCII pour obtenir des détails de bas niveau sur l’ensemble des commandes de déclenchement. Types de déclencheurs La configuration d’un déclencheur nécessite de spécifier deux éléments : la condition et les actions. Conditions La condition d’un déclencheur peut être basée sur l’un des éléments suivants : Actions Un certain nombre de commandes générales de l’appareil peuvent être définies comme actions : Avec autant de combinaisons possibles entre ces conditions et ces actions, les déclencheurs peuvent être utilisés de multiples façons. Pour illustrer l’utilisation de cette fonctionnalité, nous pouvons examiner quelques exemples d’utilisation fréquente de la fonctionnalité de déclenchement. Exemples d’application Rotation infinie d’un plateau tournant Tous les contrôleurs Zaber disposent d’un réglage de position minimale et maximale, et le mouvement est limité à ces limites. Sur les dispositifs linéaires, ces réglages empêchent le chariot de heurter des butées physiques. Sur les dispositifs rotatifs, il n’y a pas de butées physiques, ce qui permet un mouvement complet à 360 degrés. Cependant, les réglages de position minimale et maximale continueront à limiter le mouvement après plusieurs rotations complètes. Pour obtenir une rotation sans fin, un déclencheur peut être configuré afin de supprimer cette limitation. L’exemple suivant décrit une configuration qui utilise un déclencheur pour créer un mouvement continu dans une certaine direction. Le déclencheur s’active lorsque la position actuelle du plateau rotatif est à plus d’une rotation complète de la position 0. L’action déclenchée soustrait une rotation complète de la position actuelle du plateau. Grâce à cette stratégie, lorsqu’un mouvement est envoyé dont la position finale est supérieure à une rotation complète, le déclencheur réinitialise la position à chaque rotation, empêchant ainsi la position finale d’être atteinte. Un deuxième déclencheur peut également être configuré pour une rotation continue dans la direction opposée. Les étapes de configuration des déclencheurs sont détaillées ci-dessous : Informations sur l’appareil Appareil X-MCC1 avec RSW60A-T3A Taille du micropas 0.000234375° 360° Position 1536000 micropas Commencez par configurer les conditions d’activation des déclencheurs après une rotation complète dans l’un ou l’autre sens. Configurez ensuite les actions permettant d’incrémenter ou de décrémenter la position. Activez les deux déclencheurs afin qu’ils deviennent actifs. Un compteur peut être utilisé ici pour spécifier le nombre de rotations que vous souhaitez effectuer. Au lieu d’une rotation continue, cela peut également être utilisé pour permettre une durée de mouvement plus longue que celle autorisée par les limites. L’envoi d’une commande de mouvement qui dépasse la marque de rotation complète lancera la rotation continue. Cycles à haute fréquence Certaines applications nécessitent des cycles ou des déplacements continus entre deux points. Il est souvent important de contrôler à la fois la taille d’un cycle et la fréquence à laquelle il s’effectue. L’utilisation de commandes de mouvement pour créer ce type de mouvement présente deux limites. Premièrement, chaque commande nécessite un certain temps pour être envoyée depuis l’ordinateur. Deuxièmement, il existe souvent une légère variabilité dans le timing d’envoi des commandes. Ces deux limitations sont de l’ordre de quelques millisecondes, ce qui n’est pas très important pour les applications à basse fréquence (1 Hz ou moins). Cependant, elles peuvent constituer un facteur limitant à des fréquences plus élevées. Une fois les déclencheurs configurés, ils ne nécessitent plus de communication pour fonctionner, ce qui permet d’améliorer la précision des applications à cycle à haute fréquence. L’exemple ci-dessous décrit comment configurer des déclencheurs pour une exigence spécifique. Informations sur l’appareil Appareil X-MCC1 avec LSM050B-T4A Taille du micropas 0,1905 µm Vitesse maximale 104 mm/s Accélération maximale 8000 mm/s Exemple de conditions d’application Amplitude 0,5 mm Fréquence 25 Hz Le but de cette configuration particulière est de définir les deux points d’extrémité du mouvement. Un point atteint ou dépassé agit comme une condition pour déclencher le déplacement de la platine vers l’autre position. Cette position aura une condition similaire qui renverra la platine au premier point. Pour ce faire, configurez d’abord les conditions d’activation des déclencheurs lorsque chaque extrémité est atteinte. Notre exemple alternera entre les positions 1 mm et 1,5 mm, qui sont déterminées à l’aide de la taille de micropas de l’appareil. Ensuite, configurez les actions des déclencheurs pour envoyer des mouvements absolus vers les points opposés. Activez les déclencheurs et envoyez la platine vers l’un des points pour commencer le cycle. Ces déclencheurs définiront l’amplitude de votre mouvement. La fréquence peut ensuite être réglée en ajustant la vitesse et l’accélération cibles. Par exemple, pour obtenir un mouvement de 25 Hz, vous devez effectuer un cycle en 40 ms. Pour chaque quart de cycle, cela laisse 10 ms pour parcourir 0,25 mm. Il existe plusieurs combinaisons de vitesse et d’accélération permettant d’atteindre cet objectif, mais une option simple consiste à régler la vitesse maximale à atteindre à la fin du quart de cycle afin qu’elle accélère constamment pendant cette période. Dans cet exemple, cela donnerait une valeur d’accélération de 5000 mm/s2 et une vitesse cible de 50 mm/s, qui sont toutes deux comprises dans les valeurs nominales du modèle LSM050B-T4A. Déclenchement d’un appareil photo Les déclencheurs peuvent être intégrés dans des applications impliquant des appareils photo en utilisant la sortie numérique d’un contrôleur comme déclencheur automatique pour un appareil photo. De nombreux appareils photo disposent d’une entrée numérique qui, lorsqu’elle est activée, permet de capturer une image. Bien que tout type de déclencheur puisse être utilisé, dans ce cas, les déclencheurs à distance sont l’option la plus simple car ils permettent de coordonner les images et les positions sans avoir à tenir compte du timing. Commencez par configurer un déclencheur avec une condition basée sur la distance.
Rapports des travaux scientifiques en imagerie hyperspectrale
On retrouve plus de 100 publications de recherches ou de papiers industriels sur les caméras vidéos hyperspectrales de Cubert. Ces publications traitent de l’avancé scientifiques possibles dans des domaines aussi variés que l’agriculture, l’agroalimentaire, drone/UAV, l’étude forestière, la spectroscopie de l’eau ou l’océanographie, la médecine, la géologie, l’archéologie…. Retrouvez ci-dessous l’ensemble de ces publications par catégorie : Agriculture et Agroalimentaire Etude Végétation – Foret Spectroscopie de l’eau et Océanographie Médical Exploitation minière et Géologie Drone, UAV, Calibration Militaire Culture , Archéologie Jung, A. (2018). Hyperspectral Imaging. Digital Techniques for Documenting and Preserving Cultural Heritage, 217. In: Bentkowska-Kafel, A., & MacDonald, L. (Eds.). (2018). Digital techniques for documenting and preserving cultural heritage. ISD LLC.Tags: cultural heritage, archeology, spectroscopy
Contrepoids magnétique pour platines verticales hautes performances
Pourquoi utiliser un contrepoids ? Les platines à moteur linéaire offrent une excellente précision, des performances dynamiques et une grande fiabilité. Les contrôleurs Zaber combinent ces performances élevées avec l’écosystème Zaber facile à utiliser, offrant une compatibilité parfaite avec une large gamme de produits de contrôle de mouvement et permettant même aux débutants d’accéder à un contrôle de mouvement au niveau nanométrique en quelques minutes. Malgré leurs excellentes performances, les platines à moteur linéaire ne sont pas bien adaptées aux applications verticales sans modification. Alors que les platines à vis à pas fin sont intrinsèquement autobloquantes, le mécanisme d’entraînement électromagnétique direct des platines à moteur linéaire signifie qu’elles tomberont de manière incontrôlable en cas de coupure de courant pendant leur fonctionnement en orientation verticale. De plus, comme les moteurs linéaires ne peuvent pas compter sur des réductions d’entraînement mécaniques telles que des vis ou des boîtes de vitesses, ils doivent compenser le poids total d’une charge utile, ce qui entraîne une importante génération de chaleur. Figure 1 : Les platines à moteur linéaire telles que la X-LDM-AE de Zaber ci-dessus tomberont de manière incontrôlable si l’alimentation est coupée en position verticale. Pour rendre les platines à moteur linéaire adaptées aux applications verticales, il est nécessaire d’ajouter un contrepoids afin de compenser le poids de la masse mobile et de la charge utile de la platine. Idéalement, la force du contrepoids doit parfaitement équilibrer le poids du système, mais il arrive parfois que cette force soit légèrement décalée si l’on souhaite obtenir une légère rétraction vers le haut ou vers le bas en cas de coupure de courant. Types de contrepoids Contrepoids magnétiques réglables Zaber Presque tous les contrepoids magnétiques disponibles dans l’industrie ont des forces de sortie fixes réglées en usine, ce qui limite le système à une plage de charge utile très étroite. Pour dépasser cette limitation, Zaber a développé un contrepoids magnétique à force réglable exclusif, permettant à l’utilisateur d’ajuster avec précision la force de sortie en quelques secondes. Cela permet non seulement d’utiliser une gamme de charges utiles beaucoup plus large, mais aussi d’ajuster le contrepoids pour qu’il s’élève ou s’abaisse légèrement en cas de coupure de courant. Cette conception offre le meilleur des deux mondes, combinant les avantages d’un contrepoids magnétique en termes de performances et de fiabilité avec la simplicité de réglage d’un contrepoids pneumatique. Figure 2 : Zaber propose des contrepoids magnétiques à force réglable. Fonctionnement Le principe de base du contrepoids magnétique réglable est remarquablement simple. Considérons deux aimants rectangulaires séparés par une distance D. Une force FN est nécessaire pour maintenir les aimants séparés. La force FN n’est pas adaptée au levage, car elle dépend fortement de la distance D. Considérons maintenant le cas où l’aimant de droite est également décalé verticalement d’une hauteur H. Une force de recentrage supplémentaire, FT, est développée entre les aimants. La force FT dépend de la distance D, mais reste constante pour une large plage de décalage H. Si des roulements sont utilisés pour compenser la force FN, la force FT peut être utilisée pour fournir une force de levage constante. La force de levage peut être ajustée à l’aide d’un mécanisme qui modifie la distance D. Figure 3 : Principe de fonctionnement de base du contrepoids magnétique. Il convient de souligner que lorsque les aimants se chevauchent complètement ou cessent de se chevaucher, la force de levage diminue rapidement. Cependant, il existe une large plage de force constante au milieu qui convient à une utilisation comme contrepoids. L’interaction entre la distance D, le décalage H et la force de levage FT est illustrée ci-dessous. Figure 4 : Il existe une large plage de force constante lorsque les aimants se chevauchent partiellement. Le réglage de D modifie la force. La théorie simple qui sous-tend ce contrepoids se traduit en fin de compte par une conception hautement fiable. Certaines pièces mobiles sont nécessaires pour régler la distance D, mais une fois la force réglée, l’interaction est purement magnétique. Comme la plupart des platines à moteur linéaire sont équipées de roulements surdimensionnés pour assurer la rigidité plutôt que la capacité de charge, la force normale FN n’est pas un problème. Platines verticales Zaber Zaber propose des contrepoids magnétiques réglables sur ses platines verticales des séries X-LDA-AEZ et X-LDM-AEZ. Ces platines à moteur linéaire ultra-précises sont équipées de roulements à rouleaux croisés à faible frottement, ce qui les rend particulièrement adaptées à la conception de contrepoids magnétiques, car il n’y a pas de frottement supplémentaire susceptible de nuire aux performances ou à la répétabilité des petits pas. Grâce à la nature non influente de ces contrepoids, la précision, la répétabilité et les spécifications de déplacement incrémental minimal des platines restent inchangées par leur ajout. Les contrepoids magnétiques constituent également un excellent complément à la fiabilité de la conception du moteur linéaire à aimant mobile. Même avec le contrepoids, les roulements linéaires sont les seules pièces mobiles de ces platines. Figure 5 : Les platines des séries X-LDA-AEZ et X-LDM-AEZ de Zaber sont équipées de contrepoids magnétiques réglables.
Lasers infrarouges moyens : aperçu des applications
La région spectrale de l’infrarouge moyen (IR moyen) est encore peu familière pour la plupart des utilisateurs de lasers, car seuls quelques lasers sont disponibles dans le commerce dans cette gamme de longueurs d’onde. Récemment, de nouveaux lasers infrarouges moyens, compacts et polyvalents, ont été développés et ouvrent la voie à des applications révolutionnaires dans l’industrie, la science, les soins de santé et l’environnement. Qu’est-ce que l’infrarouge moyen ? Selon la norme ISO (ISO : 20473:2007)1, l’infrarouge moyen est une partie du spectre électromagnétique qui couvre des longueurs d’onde de 3 à 50 µm. Cette région spectrale est souvent séparée en deux sous-régions, la région infrarouge à ondes moyennes (MWIR), s’étendant de 3 à 8 µm, et la région infrarouge à ondes longues (LWIR), s’étendant de 8 à 15 µm. Pourquoi des lasers dans l’infrarouge moyen ? Les lasers sont aujourd’hui largement utilisés pour le traitement des matériaux, les procédures chirurgicales, les télécommunications, la spectroscopie, les applications de défense et les sciences fondamentales. Les lasers dans l’infrarouge moyen sont de plus en plus intéressants pour la recherche et l’industrie car ils offrent des avantages sans précédent dans tous ces domaines d’application. Voici pourquoi : Les lasers dans l’infrarouge moyen peuvent être absorbés sélectivement par des matériaux ou des molécules. C’est dans l’infrarouge moyen que se trouvent les résonances vibratoires fondamentales de la plupart des liquides, des gaz et des non-métaux comme les plastiques, les verres ou les tissus biologiques. La figure 1 montre que les fortes bandes d’absorption de l’eau, du méthane, du CO2 et des polymères sont principalement situées dans l’infrarouge moyen. Lorsque la longueur d’onde d’émission d’un laser dans l’infrarouge moyen chevauche ces résonances, la lumière est absorbée sélectivement par ces matériaux ou molécules. Une meilleure absorption signifie un meilleur contrôle, une plus grande précision, une plus grande efficacité et une plus grande vitesse pour les applications chirurgicales et de traitement des matériaux ou une meilleure sélectivité et un meilleur rapport signal/bruit pour la spectroscopie et la microscopie. Les lasers ayant des longueurs d’onde fixes ou accordables dans l’infrarouge moyen trouvent donc de sérieuses applications dans la spectroscopie infrarouge2, y compris la surveillance des gaz de l’environnement3 et l’analyse de l’haleine4, ainsi qu’en microscopie5, en chirurgie laser mini-invasive6 et en traitement laser non métallique (découpe, perçage, traitements de surface, etc.). Comparée à l’absorption UV, l’ablation sélective dans l’infrarouge moyen peut jouer un rôle majeur dans le traitement laser des dispositifs multicouches dans les industries électronique, photonique ou médicale, où il est important de traiter une couche particulière sans affecter les autres couches adjacentes. Figure 1 : Bandes d’absorption de molécules et de matériaux importants. Les lasers dans l’infrarouge moyen peuvent être transmis sur de grandes distances dans l’atmosphère. L’infrarouge moyen contient également deux grandes fenêtres de transmission atmosphérique (régions de 3-5 µm et de 8-12 µm), où l’absorption par les principaux constituants de l’atmosphère est très faible, comme le montre la figure 2. Les lasers dans ces fenêtres spectrales peuvent être propagés sur de longues distances, ce qui permet plusieurs applications dans la défense (par exemple, les contre-mesures de missiles) et dans les communications en espace libre. Figure 2 : La transmission atmosphérique est plus élevée dans l’infrarouge moyen. Adapté de [9]. Les lasers mi-IR sont les outils scientifiques idéaux Les lasers dans l’IR moyen constituent également des outils de laboratoire idéaux pour les applications scientifiques, notamment l’optique non linéaire, la photonique du silicium, l’optique quantique10, la physique des champs élevés11, les peignes de fréquence12 et la génération de supercontinuum13. Ces applications avancées conduiront certainement à de nouvelles découvertes passionnantes sur les lasers, qui se traduiront par des applications dans le monde réel. Si vous avez d’autres applications en tête ou si vous souhaitez en savoir plus sur la façon dont les lasers à fibre Femtum peuvent vous aider dans vos applications dans l’infrarouge moyen, n’hésitez pas à nous contacter ! References: [1] ISO 20473:2007, Optics and Photonics – Spectral bands [2] J. Haas and B. Mizaikoff, « Advances in mid-infrared spectroscopy for chemical analysis ». Annual Review of Analytical Chemistry, 2016, vol. 9, p. 45-68. [3] F.K. Tittel, « Mid-infrared Laser Based Gas Sensor Technologies for Environmental Monitoring, Medical Diagnostics, Industrial and Security Applications », In Terahertz and Mid Infrared Radiation: Detection of Explosives and CBRN (Using Terahertz), 2014. [4] B. Henderson et al., « Laser spectroscopy for breath analysis: towards clinical implementation », Applied physics B, 2018, vol. 124, p. 1-21. [5] M. A. Pleitez et al., « Label-free metabolic imaging by mid-infrared optoacoustic microscopy in livings cells », Nature biotechnology, 2019, vol. 38, p. 293-296. [6] S. Amini-Nik et al., « Ultrafast Mid-IR laser scalpel: Protein signals of the fundamental limits to minimally invasive surgery, PLOS ONE, 2010, vol. 5, p. e13053. [7] J. Hecht, « Photonic Frontiers: Laser countermeasures: scaling down mid-IR laser countermeasures for smaller aircraft », Laser focus world, 2014. [8] N. S. Prasad, « Optical communications in the mid-wave IR spectral band ». In: Free-space laser communications. Optical and fiber communications reports, 2005, vol 2, p. 347-391. [9] Infrared windows [10] L. M. Rosenfeld, « Mid-infrared quantum optics in silicon », arXiv:1906.10158, 2019. [11] T. Popmintchev et al., « Bright coherent ultrahigh harmonics in the keV X-ray regime from mid-infrared femtosecond lasers. », Science, 2012, vol. 336, p. 1287-1291. [12] A. Schliesser et al., « Mid-infrared frequency combs », Nature Photonics, 2012, vol. 6, p. 440-449. [13] L.R. Robichaud et al., « High-power supercontinuum generation in the mid-infrared pumped by a soliton self-frequency shifted source », Optics Express, 2020, vol. 28, p. 107-115.
Le choix du GPS en Imagerie Hyperspectrale sur drone
La principale différence entre les systèmes GPS/IMU standard et haute performance de Headwall réside dans la précision des données relatives à l’altitude, au roulis, au tangage et au cap. LA PRÉCISION DU GPS/IMU INFLUENCE LA CAPTURE ET LA VISUALISATION DES DONNÉES LIDAR Lorsque l’on utilise des plateformes aériennes identiques, la qualité des données de nuages de points capturées par les systèmes LiDAR intégrés diffère selon que l’on utilise un GPS/IMU standard (Gen 2) ou haute performance. Headwall recommande vivement d’acheter le GPS/IMU haute performance pour les systèmes équipés de LiDAR. Notez la clarté de l’image du nuage de points à droite, capturée par un système de drone (UAV) Headwall équipé du GPS/IMU haute performance, par rapport à l’image à gauche, capturée par un système équipé du GPS/IMU standard (Gen 2). Figure 1. Voici des images de nuages de points prises à partir de plateformes d’imagerie hyperspectrale aéroportées Headwall identiques, équipées d’un LiDAR. L’image de nuages de points de gauche a été prise à l’aide du GPS/IMU standard (Gen 2). L’image de nuages de points de droite a été prise à l’aide du GPS/IMU haute performance. Les données de nuages de points ont été visualisées à l’aide du programme open source CloudCompare1 , les coordonnées étant exportées vers scalar f. LA PRÉCISION DU GPS/IMU AFFECTE L’ORTHORECTIFICATION ET L’ORTHOMOSAÏQUAGE En plus d’affecter les données LiDAR, les imprécisions des données GPS/IMU entraînent des distorsions d’image qui ont un impact sur l’orthomosaïquage des images de balayage de vol, comme le montre la figure 2. Le GPS/IMU haute performance de Headwall, associé à un logiciel utilisant la cinématique post-traitement (PPK), une technique de correction GPS qui corrige les données de localisation après la capture et le téléchargement des données du drone, réduit considérablement les distorsions d’image, permettant une orthomosaïque plus précise de plusieurs images de balayage de vol. Figure 2. Plusieurs bandes de vol ont été orthorectifiées et assemblées dans les images ci-dessus, à gauche à l’aide du GPS/IMU standard (Gen 1) et à droite à l’aide du GPS/IMU haute performance. Remarquez les distorsions de l’image au niveau des lignes du parking et de la bâche réfléchissante avec les données GPS/IMU standard. L’ancien système GPS/IMU standard (Gen 1) était équipé d’une seule antenne GPS et, à des vitesses inférieures à 10 mètres par seconde, les images orthomosaïquées obtenues peuvent être de qualité inférieure à celles produites à l’aide du GPS/IMU haute performance. POURQUOI ACHETER UN GPS/IMU HAUTE PERFORMANCE ? Le GPS/IMU Headwall Standard (Gen 2) se distingue du GPS/IMU Standard (Gen 1) traditionnel par la présence de deux antennes sur le modèle Gen 2, contre une seule antenne sur le modèle Gen 1. Aucun des modèles Standard ne dispose d’un post-traitement GPS, contrairement au GPS/IMU haute performance (utilisant la technologie PPK). Figure 3. L’orthomosaïque réalisée à l’aide du GPS/IMU standard (Gen 2) peut être visuellement comparable à celle réalisée à l’aide du GPS/IMU haute performance. Alors, pourquoi utiliser le GPS/IMU haute performance ? La précision verticale du GPS/IMU haute performance est nettement supérieure à celle des deux modèles de GPS/IMU standard (Gen 1 ou Gen 2). Cela peut être crucial pour les applications qui nécessitent des données précises de nuages de points LiDAR. Voir le tableau des erreurs de géolocalisation et le tableau des spécifications ci-dessous. STATION DE BASE SMART TARGET Les stations de base portables Headwall permettent d’utiliser la technologie PPK partout où un signal GPS est disponible. Les données peuvent être téléchargées 1 à 2 heures après le vol, contre 24 heures ou plus lorsqu’on utilise les données des stations de référence à fonctionnement continu (CORS) du NGS. Contactez-nous pour plus d’informations sur les stations de base Smart Target Headwall.
