Dans de nombreux secteurs, les drones révolutionnent les méthodes traditionnelles de collecte de données et permettent aux professionnels de travailler de façon plus rapide, efficace et sécurisée. Il y a dix ans, l'idée d'un robot volant qui file dans le ciel et prend des photos relevait davantage de la science-fiction que de la réalité. Aujourd'hui, les professionnels de l'agriculture, de la construction, des levés topographiques et de la surveillance environnementale utilisent tous la technologie DJI pour produire des cartes et des modèles de terrain détaillés.
Les drones sont devenus des outils incontournables pour la cartographie et les levés aériens, et vous connaissez sans doute déjà le processus : votre UAV vole à grande vitesse le long d'un itinéraire prédéfini, prenant des photos à intervalles réguliers et à une altitude constante. Les photos sont ensuite assemblées à l'aide d'un logiciel intelligent pour former des cartes précises.
Dans cet article, nous allons analyser plus en détail la technologie sous-jacente et examiner une caractéristique majeure qui distingue les drones de cartographie professionnels des autres : la présence d'un obturateur mécanique.
Qu'est-ce qu'un obturateur mécanique ? En quoi diffère-t-il des autres types d'obturateur ? Et pourquoi joue-t-il un rôle si important dans la collecte de photographies aériennes de haute qualité ? C'est parti !
Analyse détaillée du fonctionnement des appareils CMOS
Pour comprendre pourquoi les obturateurs mécaniques sont si importants pour les applications de cartographie et de levé topographique, revenons un peu en arrière afin d'étudier le fonctionnement des appareils photo (et des drones).
Lorsque la lumière pénètre dans un appareil photo ou une caméra, elle est capturée par un capteur d'images composé de millions de pixels minuscules. Ces pixels sont fabriqués dans un matériau appelé semi-conducteur à oxyde métallique complémentaire (CMOS). Lorsque la lumière atteint le CMOS, elle crée une décharge électrique qui sert à générer l'image.
Quid de l'obturateur ? L'obturateur contrôle la durée d'exposition du CMOS à la lumière. Si l'obturateur est ouvert, la lumière pénètre dans l'appareil photo et atteint le CMOS. Lorsque l'appareil prend une photo, l'obturateur s'ouvre temporairement, ce qui permet à la lumière d'atteindre le CMOS et de créer une image.
Qu'est-ce q'un obturateur mécanique et en quoi diffère-t-il des autres
Il existe plusieurs types d'obturateur, qui exposent les pixels du CMOS à la lumière d'une manière différente.
Commençons par l'obturateur mécanique, le type préféré des professionnels de la cartographie, intégré au nouveau capteur du Mavic 3 Enterprise, Phantom 4 RTK et Zenmuse P1.
Les obturateurs mécaniques permettent d'exposer l'intégralité de l'image du capteur à la lumière en une seule fois. Cela signifie que chaque pixel représente exactement le même moment d'exposition. Comme nous le verrons bientôt, cette notion de temps est essentielle. Il est plus logique de réfléchir à la façon dont les obturateurs mécaniques fonctionnent par rapport aux obturateurs électroniques ou aux obturateurs roulants.
Les obturateurs électroniques diffèrent en ce sens où ils exposent le capteur d'image à la lumière, une ligne de pixels à la fois. Les obturateurs électroniques utilisent le capteur de la caméra pour contrôler l'exposition à la lumière et exposer progressivement les pixels de haut en bas. Cela signifie que les obturateurs électroniques disposent en réalité d'un court délai entre le haut et le bas de l'image. La plupart du temps, ce n'est pas un problème, mais lorsque la prise de vue est réalisée en mouvement, ces types d'obturateur peuvent provoquer ce que l'on appelle un vacillement/effet Jello, un type de distorsion d'image typique lors de la prise de vue de cibles en mouvement (ou lorsque la caméra elle-même se déplace à grande vitesse, comme c'est le cas lors d'un vol de cartographie par drone).
Pour résumer, un obturateur mécanique expose simultanément chaque pixel du capteur de votre caméra ou appareil photo. Les obturateurs électroniques exposent les pixels à la lumière, une ligne à la fois. Mais pourquoi est-ce important dans le contexte d'un levé topographique aérien ?
La précision est essentielle pour les géomètres professionnels. Comme les obturateurs roulants et électroniques peuvent provoquer une distorsion de l'image en mouvement, ils ne sont pas adaptés pour les missions de cartographie. Même le plus petit « effet Jello » d'un obturateur roulant peut désorienter votre logiciel de cartographie, réduisant alors la précision des mesures.
Un obturateur mécanique est-il nécessaire pour les missions de cartographie ?
Le travail des géomètres professionnels est généralement jugé sur sa précision. De nombreux drones sont désormais associés à la technologie RTK et fournissent des mesures avec une précision de l'ordre du centimètre, qui ne laisse aucune place aux images de mauvaise qualité inexploitables. L'utilisation d'un drone équipé d'un obturateur mécanique offre la meilleure qualité d'image possible et réduit le risque du redoutable effet Jello. Là où les systèmes d'obturateur électronique ou roulant introduisent un flou de mouvement, les obturateurs mécaniques l'empêchent de se produire. Le risque de distorsion serait minime si la caméra et sa cible étaient toutes les deux statiques. Cependant, si vous souhaitez exploiter tout le potentiel des drones, vous avez besoin d'un obturateur optimal pour prendre des photos à partir d'une plateforme mobile.
La Zenmuse P1 et son obturateur mécanique
Plusieurs plateformes d'entreprise DJI sont équipées d'obturateurs mécaniques parfaits pour la cartographie et les levés topographiques. Notamment :
Phantom 4 RTK
Le Phantom 4 RTK est doté d'un module RTK intégré qui fournit des données précises au centimètre près et réduit la dépendance aux points au sol pendant les missions de levé. Son capteur CMOS d'1 pouce et d'une résolution de 20 mégapixels est doté d'un obturateur mécanique pour éliminer le risque de flou de l'obturateur roulant.
Mavic 3 Enterprise
Le Mavic 3 Enterprise (M3E) est une plateforme compacte et portable dotée de capacités révolutionnaires pour les professionnels du levé topographique. Outre son module RTK qui permet d'obtenir des cartographies au centimètre près, le M3E est doté d'un capteur CMOS 4/3 grand-angle de 20 MP et d'un obturateur mécanique.
Le M3E permet d'atteindre de nouveaux sommets en matière de cartographie et d'efficacité lors des missions grâce à son intervalle de prise de vue de 0,7 seconde. Un intervalle plus court entre les prises de vue permet de réduire considérablement la durée du levé topographique.
Le M3E est également performant dans des conditions de faible luminosité. Sa caméra grand-angle utilise des pixels de 3,3 μm ainsi qu'un logiciel optimisé pour les conditions de faible luminosité. Votre fenêtre opérationnelle n'a jamais été aussi large.
Matrice 300 RTK et Zenmuse P1
Le capteur Zenmuse P1 est l'équipement de photogrammétrie phare de DJI. Il intègre un capteur plein format de 45 MP avec des objectifs à focale fixe interchangeables sur une nacelle stabilisée à 3 axes.
Sa taille de pixels de 4,4 μm produit des images à faible bruit et haute sensibilité, tandis que son module RTK et ses intervalles de 0,7 seconde entre les prises de vue permettent de réaliser des missions de relevés extrêmement efficaces.
Le Zenmuse P1 est également équipé d'un obturateur mécanique et du système TimeSync 2.0 de DJI, qui synchronise l'heure entre les modules à la microseconde pour garantir des données précises au centimètre près et une orientation en temps réel.
Le Zenmuse P1 est exclusivement compatible avec le DJI M300.
Choix du meilleur drone pour la cartographie et les levés topographiques aériens
Si vous recherchez le drone idéal pour les applications de cartographie et de relevé, nous vous recommandons de choisir un appareil doté d'un obturateur mécanique. C'est de loin la meilleure façon d'éliminer le risque de roulement de l'obturateur ou l'effet Jello. Avec le Phantom 4 RTK, le M3E et le capteur Zenmuse P1, vous pouvez entreprendre des missions de relevés dynamiques, avec la certitude que vos photos (ainsi que les cartes et modèles qu'elles génèrent) seront extrêmement claires et précises.
