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Technologie de capteur laser pour les Maritimes

Le chercheur et entrepreneur Sverre Dokken estime que la télédétection par laser a un grand potentiel dans le domaine maritime. Mais qu'est-ce que LADAR, pour qui et quels sont les principaux avantages?

«Notre mission est d'être le leader mondial des produits innovants de capteurs maritimes qui améliorent la sûreté et la sécurité des transports maritimes et toutes sortes d'activités offshore», explique Sverre Dokken, directeur de Ladar Ltd (LDR).

Dans l'avant-garde du capteur
Essentiellement une aide à la navigation basée sur le laser, le LADAR (Laser Detection and Ranging) combine la détection d'objets à longue distance avec des mesures de haute précision, offrant aux utilisateurs une perspective 2D / 3D / 4D (3D plus le temps) complète pour une conscience maritime optimale. L'impulsion laser scanne une zone ou une cible spécifique avec plus de 100 lectures par seconde. Ses capacités de pénétration de l'eau permettent la détection à très haute résolution d'objets dans la couche de surface jusqu'à environ un mille marin de distance et jusqu'à 10 mètres de profondeur dans des conditions idéales. Les «objets» peuvent être n'importe quoi, d'une personne, d'un conteneur flottant, d'icebergs, de baleines ou de petites embarcations à des facteurs environnementaux tels que les vagues ou la pollution.

«La capacité éprouvée du système à détecter, caractériser, classifier et suivre divers objets de couche de surface en temps réel le rend adapté à une grande variété d'applications», explique Dokken.

La conception modulaire incorpore des technologies uniques telles que des diodes laser avec une caméra optique, des gyroscopes, un AIS en option et / ou des alimentations radar et sonar pour produire une analyse complète de la couche de surface de l'océan devant un navire.

«Le système chevauche de nombreuses fonctions radar de navire existantes avec des avantages supplémentaires, un fonctionnement à grande vitesse et aucune latence», explique Dokken. Il peut être configuré pour différentes bandes passantes légères selon les besoins.

Le système LADAR utilise des balayages laser étroits, offrant une perspective 3D complète, une surveillance précise et en temps réel de l'océan, y compris la couche de surface océanique problématique. (Photo: LADAR Ltd)

Dans une ligue à part
Le LADAR surpasse à la fois le radar et le sonar grâce à sa capacité à détecter des objets plus petits et plus grands dans la couche de surface. Une résolution inférieure au mètre à courte et longue portée et une résolution 1 000 fois meilleure en azimut et en élévation que le radar et le sonar permettent également la détection de très petits objets. Le système est indépendant de la vitesse, ce qui signifie qu'il peut être utilisé sur des navires à grande vitesse, tandis qu'il peut également être monté sur tout type de plate-forme fixe.

Les données sont visualisées sur une interface utilisateur graphique (GUI) intuitive et personnalisable permettant une transition transparente des observations au-dessus de la surface, à travers la surface et sous la surface. L'apprentissage automatique permet d'améliorer continuellement les capacités de détection et de classification. Les utilisateurs peuvent également découvrir l'environnement «en direct» en utilisant la réalité virtuelle et augmentée (VR / AR).

Le retour de données peut éventuellement activer des fonctions telles que le réacheminement en toute sécurité autour des dangers de navigation, le spectre des vagues et les observations des courants océaniques, la cartographie de la pollution plastique marine, les récifs inexplorés, les hauts-fonds, les bancs de sable en mouvement, etc.

La portée sous-marine de LADAR s'étend jusqu'à une profondeur maximale de 10 mètres sur de courtes distances et de 0 à 2 milles marins pour les objets de surface ou légèrement submergés. (Photo: LADAR Ltd)

Très polyvalent
«Tout cela fait de LADAR le seul outil de sous-surface rentable qui peut être adapté à de nombreuses applications maritimes et offshore», explique Dokken.

Il pense que le système présente de nombreux avantages immédiats. «Nos recherches indiquent qu'il peut augmenter la sécurité avec une réduction potentielle de 50% du risque pour la navigation. Cela signifie moins de visites en cale sèche en raison d'accidents et de collisions, de coûts réduits et de la durée de vie des navires », dit-il.

LADAR peut également combler l'écart entre les capteurs avec de grandes quantités de données situationnelles à mesure que l'industrie passe à des opérations autonomes et à la navigation électronique. LDR travaille également sur l'adaptation du système à la technologie des drones.

«Nous sommes convaincus que la généralisation de cette technologie verra de nouvelles applications encore inconnues de nous», déclare Dokken. «Mais à l'heure actuelle, il n'y a pas d'autres solutions de capteurs laser sur le marché avec le type de performances que notre système offre. Quelles que soient les alternatives, elles ont moins de portée, sont plus grandes et moins adaptables. Ils sont aussi trois fois ou plus le prix. "

Focus sur les tests de performances
Le laboratoire LDR poursuit l'assemblage électronique et mécanique itératif pour réduire davantage la taille, le poids et les coûts de production du système. «Nous nous concentrons également sur les tests de performances en laboratoire et en direct», explique Dokken. «L'été dernier, par exemple, nous étions en Méditerranée pour faire des tests de détection des plastiques avec des résultats très positifs.»

Le LDR a mené des essais à bord du ferry de croisière Color Magic le long de sa route entre Oslo et Kiel, ainsi que la preuve de son utilisation dans l'évaluation des stocks de poissons, la cartographie bathymétrique / du fond marin par avion et la détection de mines flottantes pour une marine.

La société dispose actuellement de lettres d'intention avec des équipes telles que Team Tankers Management, Hurtigbåtforbundet HRF, The Fjords, GOTA Ship Management, Hargun Havfiske, Barents Nord, le port de Rotterdam et Grand Large Yachting.

La taille compacte et la portabilité du système LADAR signifie qu'il est facile à monter et à déplacer sur à peu près n'importe quelle plate-forme maritime. (Photo: LADAR Ltd)

Les cerveaux derrière tout ça
L'équipe de Dokken perfectionne sa technologie avancée de capteurs LADAR depuis quelques années maintenant. La société a été séparée d'un projet financé par l'UE qui a produit un premier prototype.

«Notre équipe LADAR possède une expertise combinée de 100 ans dans les systèmes de capteurs, les logiciels et l'ingénierie électrique», explique Dokken. «Nous coopérons également avec plusieurs capitaines de mer expérimentés pour nous assurer que le système répond aux besoins des utilisateurs finaux et pour garder un œil sur les tendances du marché.»

Dokken lui-même a plus de 20 ans d'expérience dans les programmes de R&D en matière de télédétection marine et de télédétection. Il a occupé divers postes universitaires et de direction à l'Agence spatiale européenne (ESA), à l'Université de technologie de Chalmers et au Norwegian Defence Research Establishment. Il a coordonné plusieurs projets du programme-cadre de l'UE ainsi que des entreprises technologiques soutenues par des investisseurs et du capital-risque.

Avec un double MSc de l'Université agricole de Norvège et à la fois un PhD / Dr.Tech et un LicEng de l'Université de Technologie de Chalmers, il dit que l'impulsion pour son passage de pur chercheur à entrepreneur est venue en 2000 lors d'un MBA financier à l'International Université de Monaco. "Je n'ai pas regardé en arrière", plaisante-t-il.

Parmi les autres membres clés de l'équipe, citons le directeur du LDR, Carlos Pinto, le chef de produit Siegfried Schmuck et le collaborateur Dr Jens Hjelmstad.

Avec plus de 10 ans d'expérience dans la télédétection et les systèmes d'information géographique, Pinto a travaillé dans la gestion, la stratégie de financement et la recherche de produits, ainsi qu'au sein de la Food and Agriculture Organization développant le traitement des données d'observation de la Terre (EO).

Schmuck a plus de 12 ans d'expérience dans les applications de télédétection et la gestion de projets de R&D. Il a travaillé dans plus de six pays en reliant des équipes techniques et commerciales dans le maritime et l'OE.

Hjelmstad a plus de 30 ans d'expérience dans la coordination et la direction de programmes de développement de systèmes de capteurs avancés. Au cours des 15 dernières années, il a dirigé des programmes de recherche sur les micro-ondes et les capteurs optiques en tant que professeur adjoint à l'Université norvégienne des sciences et de la technologie (NTNU). Il enseigne également aux niveaux des cycles supérieurs et des doctorats. Il a auparavant travaillé pendant 15 ans dans le monde de l'entreprise chez Ericsson.

Pendant ce temps, le LDR conserve des liens étroits avec Chalmers et NTNU, l'Institut chypriote et l'Université de Chypre, pour n'en nommer que quelques-uns.

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