HALI-CAL - Auto-calibration de LIDAR ultra-précis

Le projet HALI-CAL a été mené par la Haute Ecole ARC Ingénierie, en partenariat avec une société du groupe Hexagon.

Les capteurs LIDAR (Light Detection and Ranging) utilisent la lumière pour détecter et estimer les distances. Combiné à un système de balayage ou à l'utilisation d'une matrice de capteurs, il permet d'obtenir une cartographie en 3D. De nombreuses évolutions ont été réalisées ces dernières années, principalement liées au développement de nouveaux véhicules autonomes, qui pourraient révolutionner l'industrie automobile et la façon dont les gens interagissent avec les véhicules à l'avenir. Outre la technique bien connue du temps de vol pour la mesure de la distance, une nouvelle technique basée sur le LIDAR à modulation de fréquence continue (FMCW : Frequency Modulated Continuous Wave) est actuellement développée par plusieurs entreprises. Dans les dispositifs FMCW, la distance est déterminée en mesurant le décalage de fréquence entre les signaux transmis et réfléchis, en utilisant le signal d'interférence résultant de la superposition cohérente d’un oscillateur local, et de la lumière laser réfléchie par la cible. Pour les voitures autonomes, la précision requise est de quelques mm sur 100 m. Cependant, certaines applications industrielles nécessitent des précisions relatives extrêmes, proche de 1 ppm (par exemple, 0.1 mm sur 100 m). Garantir un tel degré de précision sur le long-terme est un défi très exigeant.

Dans le cadre de ce projet, nous avons prouvé la faisabilité d’une méthode opto-électronique innovante permettant une procédure d’auto-calibration intégrée au sein même du dispositif LIDAR. Il a été démontré que des dérives du LIDAR inférieures aux ppm sont détectables (et donc corrigeables) en moins d’une minute. Cette technique permettrait donc de diminuer considérablement les besoins en maintenance et en réétalonnage en usine des dispositifs LIDAR FMCW. La technique permettrait même de garantir une meilleure stabilité que 1 ppm pendant toute la durée de vie du LIDAR.

Un appel à projets destiné aux entreprises pour stimuler leur innovation, leur compétitivité et leur durabilité

Le projet décrit ci-dessus fait partie d'un appel à projets extraordinaire intitulé "Innovation, compétitivité et durabilité", lancé par le domaine Ingénierie et Architecture de la HES-SO. Ces fonds sont destinés aux professeur-es proches des sociétés de services et d'entreprises suisses. Les hautes écoles concernées par cet appel à projets sont :

• HE-Arc Ingénierie ;
• Haute école d'ingénierie et d'architecture de Fribourg - HEIA-FR ;
•  Haute école du paysage, d'ingénierie et d'architecture de Genève (HEPIA) ;
• HES-SO Valais-Wallis - Haute Ecole d'Ingénierie - HEI ;
• Haute Ecole d'Ingénierie et de Gestion du Canton de Vaud - HEIG-VD ;
• CHANGINS - Haute école de viticulture et œnologie.