La technologie géospatiale est omniprésente et a le potentiel de transformer les opérations dans de multiples secteurs. Qu’il s’agisse de nos activités quotidiennes ou de la recherche futuriste de pointe, la géospatiale est un élément essentiel de tout. Certaines des nouvelles tendances géospatiales pourraient amener la technologie moderne à un niveau complètement différent dans un avenir proche. L’une de ces tendances est la miniturisation des capteurs. Des drones de la taille d’une abeille aux mini-satellites, le petit est en train de devenir le nouveau grand dans le monde géospatial. Regardons.

Les puces étant de plus en plus petites, les capteurs se sont développés à la fois en termes d’efficacité et de rentabilité. Cela a également rendu la technologie plus populaire et plus accessible.

Si l’on regarde en arrière, la démocratisation et la consumérisation du géospatial ont commencé avec les smartphones. Aujourd’hui, presque tout le monde possède un smartphone compatible GPS et la majorité des propriétaires de smartphone utilisent leur appareil pour obtenir une direction vers la destination souhaitée.

La localisation est un élément crucial de l’industrie géospatiale. Le segment GNSS (Global Navigation Satellite System) et technologies de positionnement représentait environ 59,4% du marché géospatial total en 2018. La croissance de la technologie GNSS ainsi que la demande croissante d’informations de localisation précises signifient qu’aujourd’hui le marché de la localisation est plus vaste que jamais.

Selon le dernier rapport de l’Agence GNSS européenneou GSA, la base installée mondiale devrait passer de 5,8 milliards d’appareils GNSS utilisés en 2017 à près de 8 milliards en 2020. Cela signifie plus d’un appareil GPS par personne sur la planète.

Ce qui a commencé initialement avec les smartphones a maintenant atteint les domaines du LiDAR, de l’observation de la Terre, des petits satellites, entre autres. Avec le temps, la portée et la demande de cette technologie ne feront qu’augmenter.

Petits satellites

La réduction des coûts est au cœur de presque toutes les opérations commerciales et l’attention se déplace du grand vers le petit. L’industrie des satellites ne fait pas exception. Il est révolu le temps où les satellites aussi gros que des bus, coûtant des millions et prenant des mois à construire, étaient en demande. Des nano, pico et CubeSats aux microsatellites, les petits satellites deviennent rapidement le premier choix pour les missions scientifiques, de recherche et d’observation de la Terre en orbite terrestre basse.

Planet a révolutionné le marché des satellites après avoir lancé des satellites aussi gros que des boîtes à pain en utilisant des pièces disponibles dans le commerce. Aujourd’hui, des satellites aussi petits que des chipsets sont développés et lancés. Au cours des sept dernières années, 663 petits satellites commerciaux ont été construits, dont plus de 80 % pour la télédétection. Plus de la moitié d’entre eux ont été construits par Planet et plus de 75 % par Planet et Spire.

Spire exploite déjà environ 80+ cubesats et a l’ambition de fournir une vue persistante d’environ 97 % de la Terre avec une constellation de 150 satellites.

Comme Planet, Spire fabrique tous ses satellites en utilisant des appareils électroniques grand public peu adaptés pour réduire les coûts.

Les petits satellites sont non seulement de faible masse, mais ils sont également nettement moins coûteux à construire et à déployer. Par exemple, le célèbre lancement de février 2017 par l’ISRO a vu le PSLV transporter un nombre record de 104 satellites en orbite, Dont 88 étaient des Planet Doves et 8 étaient des Spire Lemurs. Cette année, le 25 janvier, le lancement ISRO PSLV-C44 a réussi à injecter les satellites Microsat-R et Kalamsat V2 sur leurs orbites désignées. Le petit Kalamsat V2, considéré comme le plus petit satellite du monde, a été conçu et construit par des étudiants pour un coût de 1,2 million de roupies (16 900 dollars). Le satellite cube de 4 cm ne pèse que 1,2 kg et peut être tenu dans la paume de la main.

Actuellement, l’industrie spatiale connaît une transformation radicale. Face à la demande croissante de données, les entreprises du monde entier s’efforcent de lancer des constellations de centaines, voire de milliers de satellites plus petits et moins coûteux sur des orbites terrestres basses et moyennes. Le nombre de satellites de moins de 500 kg lancés au cours de la prochaine décennie dépasserait les 7 000, contre 1 187 au cours des 10 années se terminant en 2017, selon un rapport. estimation d’Euroconsult.

Drones

Les drones, ou véhicules aériens sans pilote (UAV), comme on les appelle communément, existent depuis longtemps. Cependant, leur taille a diminué, mais leur efficacité s’est améliorée au fil des ans. De plus, les drones sont devenus beaucoup plus abordables. Selon les experts, s’il faut construire des drones autonomes de la taille d’un bourdon, alors tout, y compris les puces qui les contrôlent, doit être plus petit. Des chercheurs du MIT, qui ont conçu en 2017 une minuscule puce informatique conçue pour aider les drones de la taille d’une abeille à naviguer, ont encore réduit la conception de leur puce en 2018. La nouvelle puce informatique ne mesure que 20 millimètres carrés.

DJI, considéré comme un pionnier des drones, fabrique des mini drones suffisamment petits pour tenir dans la paume de votre main. Même s’ils sont minuscules, ces appareils disposent de technologies de signature et de cadres stabilisés. Grâce à leur petite taille, ils peuvent facilement voler à l’intérieur, se frayer un chemin dans des couloirs étroits et effectuer des manœuvres délicates sans effort. L’année dernière, DJI a dévoilé son drone pliable, le Mavic Air, qui fait à peu près la hauteur d’un smartphone moyen. Le Mavic Air est le plus petit drone jamais conçu par l’entreprise. L’appareil est capable d’une variété de fonctionnalités, la plus intéressante étant « Astéroïde », qui crée un panorama à 360 degrés de 32 mégapixels qui peut être retiré et visualisé comme un « planétoïde ».

Des exigences commerciales aux besoins de sécurité, les drones sont aujourd’hui utilisés partout. La société norvégienne Prox Dynamics fournit à l’armée le drone hélicoptère PD-100 Black Hornet 2 de la taille d’un insecte, d’une valeur de 40 000 $. Cette petite caméra d’hélicoptère peut voler sur trois kilomètres tout en envoyant de l’audio et de la vidéo haute résolution pendant 25 minutes à la fois. De la même manière, l’armée britannique conçoit et déploie des drones ressemblant à des insectes, dotés d’ailes battantes et de quatre pattes, conçus pour infiltrer et espionner les activités terroristes.

Caméras/scanners montés sur véhicule

Les caméras et les scanners montés sur les véhicules sont utilisés depuis longtemps pour cartographier votre environnement. Un exemple classique en est Google Street View, dans lequel la plupart des photographies sont réalisées en voiture. De même, dans les véhicules autonomes ou les voitures et camions autonomes, plusieurs capteurs tels qu’une caméra, un radar et un LiDAR sont installés afin que ces véhicules sachent quand s’arrêter ou quand quelqu’un traverse la route.

Cependant, les capteurs LIDAR ont tendance à être encombrants et coûteux, en raison des pièces mobiles nécessaires. La section située en haut du module tourne constamment, permettant aux lasers de créer une carte à 360 degrés. Conscients des limites que pose un module LIDAR mécanique coûteux pour les véhicules autonomes et la robotique, les instituts de recherche et les entreprises ont travaillé sur des produits plus petits, plus agiles et plus rentables.

Par exemple, des chercheurs du Photonic Microsystems Group du MIT travaillent à l’intégration de systèmes LIDAR sur une micropuce qui peut être produite en masse dans les fonderies commerciales CMOS.

Quanergy, une startup basée en Californie, fabrique un LiDAR qui, selon elle, réduira de moitié la taille d’un LiDAR typique, ainsi que son coût. Qu’il s’agisse de capteurs pour détecter la température extérieure ou de caméras avant et arrière, de radars, de sonars (ou capteurs à ultrasons), de systèmes LiDAR et GPS/WPS, ces appareils montés sur véhicule n’ont fait que devenir plus petits au fil des années.

Appareils portables

Un appareil portable ou mobile est un appareil informatique suffisamment petit pour tenir et fonctionner dans la main. Outre les téléphones mobiles et les tablettes, les scanners 3D portables sont un bon exemple de tels appareils. Pour utiliser un scanner 3D portable, l’utilisateur survole et peint autour de l’objet pour obtenir des données de numérisation 3D de l’objet entier. Il fonctionne essentiellement comme une caméra vidéo, mais il capture des objets en 3D avec un balayage continu. Aujourd’hui, plusieurs sociétés telles que Artec 3D, Xbox, Matter and Form et B&Q fabriquent des scanners 3D qui sont non seulement de petite taille, mais qui pèsent moins d’une livre.

Bien que la précision et la résolution restent un problème avec les appareils portables, en particulier par rapport aux scanners fixes ou montés sur véhicule, ils gagnent rapidement en popularité en raison de leur coût et de leur facilité d’utilisation. De plus, pour résoudre le problème de précision, au lieu d’utiliser le scanner 3D portable manuellement, la tête de numérisation est montée sur un bras robotique programmé pour se déplacer automatiquement. Les scanners 3D portables sont pratiques lors de la numérisation dans des espaces confinés où l’objet, comme une peinture ancienne dans une galerie d’art ou une sculpture de musée, ne peut pas être déplacé vers un autre endroit.

Les ingénieurs du California Institute of Technology ont développé un appareil d’imagerie 3D économique et ultra compact qui peut être intégré à un smartphone.

Appareils portables

Ce sont des appareils électroniques intelligents qui peuvent être intégrés aux vêtements ou portés sur le corps comme accessoires. Les montres intelligentes et les trackers de fitness compatibles GPS deviennent rapidement partie intégrante des secteurs du sport et de la santé, en plus d’être extrêmement populaires auprès de la jeune génération. Alors que Xiomi, Apple, Fitbit et autres leader du marché des wearables grand publicil y a eu également des évolutions intéressantes du côté professionnel.

Par exemple, Leica Pegasus Backpack, une plateforme portable de capteurs de capture de réalité. La conception hautement ergonomique du sac à dos combine cinq caméras offrant une vue à 360 degrés entièrement calibrée et deux profileurs LiDAR avec un châssis ultra-léger en fibre de carbone. Il permet une documentation complète et efficace en intérieur et en extérieur avec une grande précision. Un autre bon exemple de tels appareils est Trimble Connect pour HoloLens, qui utilise la réalité mixte pour la coordination de projets en fournissant un alignement précis des données holographiques sur le chantier. L’appareil permet aux travailleurs de revoir leurs modèles dans le contexte de leur environnement physique.

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