Des scanners laser ultra-rapides pour le transport ferroviaire et routier
L’Institut Fraunhofer des techniques de mesures physiques (IPM) vient de présenter ses derniers développements dans le domaine de la mesure de distances par scanners lasers. Ces systèmes, qui ne sont pas nuisibles à l’oeil humain, sont capables de détecter plus d’un million de points de mesure et d’en mesurer l’éloignement – suivant la demande jusqu’au millimètre près. Ils devraient trouver des applications en particulier dans le domaine ferroviaire, bien maitrisé par l’IPM depuis plusieurs années, et dans le transport routier, pour des applications de cartographie mobile (mobile-mapping, [1]).
Deux solutions coexistent concernant l’application ferroviaire, avec pour objectifs communs l’optimisation et la coordination du trafic. D’une part, l’application mobile, qui consiste à embarquer le scanner laser à bord du train, qui effectuera les mesures de positionnement en passant, en s’appuyant sur le paysage comme référence.
D’autre part, l’application stationnaire, où le scanner occupera un emplacement fixe sur une passerelle d’observation à côté des rails et mesurera la géométrie des trains qui passent. Les différentes mesures effectuées sont les suivantes :
– Mesure de la position des caténaires : les systèmes de l’IPM sont capables d’effectuer 400 mesures par seconde, ce qui correspond à une coordonnée de la position d’un caténaire tous les 7 cm à une vitesse de 100 km/h. 4 lignes peuvent être mesurées en même temps, et les données sont disponibles en ligne, déjà analysées et adaptées.
– Recensement d’objets et de bâtiments proches des rails, tels que des tunnels, ponts ou quais : ici sont collectées des données relatives à la position et les distances de sécurité, à l’aide d’un scanner omnidirectionnel apposé à l’avant du train. Le scanner de base de l’IPM fonctionne avec un unique rayon laser et une fréquence d’échantillonnage de 200 Hz. La version à haute vitesse fonctionne à 550 Hz.
– Surveillance de trains : la surveillance des trains pendant leurs phases de service permet d’augmenter considérablement la sécurité des voies, notamment aux alentours de tunnels et de ponts. Des stations de surveillance sont équipées avec des scanners le long des rails, afin d’inspecter les trains en circulation. Ainsi, des irrégularités peuvent être détectées au niveau des wagons, à une fréquence de 800 mesures par seconde, ce qui correspond à une mesure tous les 3 cm à une vitesse de 100 km/h.
L’autre thématique concerne le transport routier, et plus particulièrement la mesure de l’état des routes, par des applications de mobile-mapping. Il s’agit là de véhicules mesurant la route et ses alentours, capables de détecter des rainures, des dommages, des déformations, etc. Ils fournissent ainsi des informations précieuses sur l’état des routes. L’IPM a développé un scanner à cette fin, qui, installé à 3 m de hauteur sur le véhicule, peut examiner une route de 4 m de largeur avec une précision de 1 mm.
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[1] Mobile mapping ou cartographie mobile : Cette technologie emploie des collecteurs de données sur le terrain (véhicules) équipés d’un ordinateur à stylet et de caméras numériques haute résolution couplées à un système GPS de haute précision, qui parcourent les réseaux routiers afin de consigner les changements et de
corriger les différences ; un traitement secondaire des données est effectué par un ingénieur travaillant sur les données enregistrées dans son bureau.
Contacts :
Dr. Heinrich Höfler – Institut Fraunhofer des techniques de mesures physiques (IPM) – tél : +49 761 8857-173 – email : heinrich.hoefler@ipm.fraunhofer .de
Sources :
Kompetenznetze Deutschland – 27/10/2010
Rédacteur :
Sebastian Ritter, sebastian.ritter@diplomatie.gouv.fr – Science Allemagne