Mesure de cap pour projet de topographie souterrainre

[BOB92]

Bonjour

Dans le cadre d'une exploration de galerie souterraine, par des cheminées (regards) existant, nous voulons pouvoir en dresser une cartographie la plus précise possible ..... Ne pouvant physiquement y accéder, nous explorons circulairement grâce à une camera vidéo et à un telemetre laser montés au bout d'une perche positionnée au centre d'un trépied de topographie. Pas de pb de ce coté là .....
Par contre, il nous faut connaître le cap de notre équipage mobile (cad la perche)....
L'idéal serait d'avoir une mesure de cap digitale afin de l'intégrer directement à notre image , point de visée laser et distance fournie .....
Nous pensons à un appareillage à mettre en tête de notre perche, à l'extérieur, au-dessus du trépied ..
Nous ne cherchons pas une mesure absolue de cap ( /nord magnétique ou géographique) , mais par contre, une mesure fine des delta de cap .... nous souhaiterions avoir une sensibilité du dixième de degré pour un tracé satisfaisant de points anguleux détectés .....
Quand je dis pas une mesure absolue, c'est que, avant et après avoir fait le relevé souterrain, nous ferons un relevé de surface (perche remontée) pour viser et nous caler par rapport à des points caractéristiques connus.

Après une rapide recherche, je ne trouve que des boussoles/mesureur de cap, ... présentant une sortie permettant un affichage au degré ....

Quelqu'un aurait-il une idée pour mesurer le cap de cette perche .... (qui est un tuyau en galva de 15/21...)

Merci d'avance
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[albanxiii]

Bonjour,

J'ai déplacé en physique. C'est toujours plus adapté que TIPE, et si besoin on pourra déplacer ailleurs, en électronique par exemple, selon la façon dont la discussion s'orientera.

Pour la modération.

[LPFR]

Bonjour.
Pour utiliser un capteur magnétique, commencez par remplacer votre perche en ferraille par une perche en aluminium ou en bois. Et évitez les vis en fer ou en acier.

Il y a des applis pour les smartphones qui font magnétomètre (x,y,z). Il faut voir si elles peuvent enregistrer les valeurs.
Vous pouvez commencer déjà par ça avant de vous lancer dans des achats de capteurs.
Et évitez la ferraille pour fixer le smartphone à la perche.
Au revoir.

[calculair]

Bonjour,

Ce qui parait délicat est la precision au 1/10° de degrés près .

Il doit exister des gyromètres permettant de réaliser ce type de mesure.

http://www.nauticexpo.fr/fabricant-b...que-36499.html


J'ai aucune idée du prix

[A voir en vidéo sur Futura]

[LPFR]

Bonjour Calculair.
Je viens de vérifier ce que fait l’application (gratuite) magnétomètre de mon téléphone.
Il affiche les composantes de B en µT avec deux chiffres décimales. Donc, la résolution de 0,1°, il la fait (je ne parie même pas un café sur sa précision).
Au passage, il est capable d’enregistrer les résultats en fonction du temps dans un fichier.

Mais la précision de 1/10 de degré demandée me semble tirée d’un chapeau. Cela correspond à une erreur de 1,7 m sur 1 km. Les marins traversaient les océans avec des boussoles qui affichaient le degré.
Cordialement,

[calculair]

Bonjour LPFR,

C'est remarquable pour un téléphone.... Même si cela n'est pas précis, la résolution ( différentielle ) est remarquable.

Il se peut que finalement cela convienne parfaitement.

Bien cordialement

[BOB92]

Bonjour à tous
Merci de vos observations et remarques, conseils.

a) le mat : il est actuellement en galva, 3ml de long, suite à des essais avec un télémètre.
Nous n'avions pas de mesure de cap, et nous faisions une visée avec un repère sur la tête ce mat, et visions des amères à quelques mètres ..(pour nous repérer en gisement).

Pas de pb pour un mat en dural pour une prochaine version équipée d'une mesure par système magnétique.

b) L'utilisation d'un smarphone.
Nous ne l'avions pas envisagé pour deux raisons:
- pas de possibilité de transfert digital de la mesure, donc pas de regroupement possible d'écrans vidéo avec point de visée, télémètre, et gisement.
- pas de possibilité de remonter le mat pour visualiser (camera video et télémètre) des points de surface, car il me faudrait un escabeau (amagnétique) pour aller voir le smarphone en haut de mat.


c) Ceci étant, la sensibilité (je dis bien sensibilité) de 0,1 ° est fort intéressante ....
En effet, dans une variation de quelques degrés, on devrait avoir une assez bonne constance de l'erreur de gisement (La non linéarité pouvant atteindre jusqu'à 5° (toutes erreurs confondue ) dans le domaine 0-360°

En effet, je veux pouvoir dimensionner des objets sur une largeur de l'ordre de 1 mètre à 50 m de distance. Je m'étais fixé une erreur de 20 cm dans cet espace de 1 mètre .
0,1 ° donne effectivement une erreur de 1,7 m à 1000m , soit 1,70 cm à 10 m soit 8,5 cm à 50 m

Compte tenu d'une imprécision de position à +/- 1 LSB, cela ,nous amène à ces fameux 20 cm initiaux.

d) Effectivement, le smartphone devrait me permettre de faire des mesures suffisamment précises dans une zone de 1m (qui peut être un départ de galerie ) ... mais je ne pourrais pas faire de lien suffisamment précis entre deux zones située dans un angle de 90° ou 180° par exemple (ni me repérer sur des points externes).

e) Je ne trouve rien d'afférent à la métrologie de la fonction boussole d'un smartphone .. mais uniquement des échanges grand public..... ce serait intéressant d'avoir des valeurs comparatives de relevés de cap dans un domaine 0-360° avec différends types (car les capteurs et les possibilité de compensation ne sont pas forcément mes mêmes ....

f) Il semble qu'il existe des réalisations avec magnétomètres tri-axes, associées quelquefois à un GPS capable de fournir les infos sous forme de liaison digitale ... mais là aussi peu d'infos ......

Cordialement

[jiherve]

Bonsoir
Vu que les boussoles sont sensibles à l’environnement magnétique forcement inconnu (et on a souvent des surprise) de vos galeries il vaudrait mieux un système utilisant un gyro, cela dérive mais si vos mesures ne prennent pas des heures vous devriez vous en tirer.Cela existe pour une cinquantaine d'euros.
JR

[calculair]

Il existe des materiels professionnels qui doivent avoir la precision souhaitées pour 2000 € je pense

[calculair]

Bonjour,

Mais cela demande un labo pour la mise en opération....

Voir MEMS si ont tout intégré

exemple :https://www.arrow.com/fr-fr/products...ine=Gyroscopes

[Ouk A Passi]

Bonjour à tous,
J'ai vu un peu plus haut le mot "gisement"....
Ne serait-ce pas convenable de dire "azimuth" ?

[BOB92]

Bonjour

Oui, j'ai volontairement utilisé le mot gisement, car utilisé avec des capteurs magnétiques, l'azimut fait apparaître une compensation liée à la déclinaison, et à d'autres facteurs d'environnement, ou même de pollution magnétique que je connais pas ....

c'est pour cela que mon calage "zéro" est sans importance.
je travailles en gisement, tout comme sur un navire ....
et je positionne mes objets souterrains, par référence à mes objets de surface vus de mon point de référence (perche de mesure).
Le Nord magnétique, le nord géographique sont sans importance pour moi.
Je cherches un capteur présentant :
-a- une faible erreur sur la gamme 0-360° ( j'acceptes 1 à 2° ) pour rester dans un coût acceptable,
-b- une très faible erreur dans une variation de quelques degrés autour d'un point ,
-c- une sensibilité (ou LSB) de 0,1° , ce qui est cohérent avec le point b.

cordialement

[Ouk A Passi]

Bonjour,

A moins de dépenser une fortune, j'ai bien peur que ce que les capteurs 'grand public' n'offrent pas une précision suffisante pour vos besoins.

Par exemple, avec ce magnetomètre, qui a été calibré à un endroit où le nord magnétique est à -67° de l'horizontale, il n'est pas possible d'espérer une précision absolue meilleure que quelques degrés.

il est toujours possible de tenter de le recalibrer (mais l'avantage reste à la boussole dont l'aiguille aimantée, montée sur pivot, n'a pas besoin d'être rigoureusement horizontale).

Par contre, il semblerait que la précision relative soit remarquable.

Par ailleurs, demandez à votre moteur de recherche préféré de vous trouver des "compass module".

[BOB92]

Bonjour

Merci de vos messages.
J'ai ainsi un peu exploité les possibilités.

a) j'ai rejeté l'utilisation d'un smarphone pour 2 raisons :
- mis en tête de mat pour une topographie souterraine, il devient inexploitable ( à 3m de hauteur) lors de mesures de surface pour la corrélation avec les mesures souterraines.
- de ce que l'on peut trouver sur les forums, les résultats (erreur de cap) sont très variables et imprévisibles , fonction du type de capteur incorporés (inconnu), et du logiciel utilisé. (par contre, la sensibilité serait excellente)

b) je me suis dirigé vers les capteurs de type magnétomètre ..
là une très grande variété de produits, sans cesse en évolution.
En évitant les modules encapsulés (hors de notre budget) , le prix des modules croit de façon exponentielle avec les performances ....
Prenons par ex le module HONEYWELL HMR500 , de l'ordre de 500 à 800$US , qui affiche une :
https://media.digikey.com/pdf/Data%2...Fs/HMR3500.pdf
- sensibilité de 0,1° avec une répétabilité de 0,2°,
- une erreur de cap de 0,5 à 1° .. oui, mais à 1 sigma .....

Aussi, je me suit tourné, pour des essais préliminaires, vers un module moderne, qui semble performant (moins de 30€) , et facilement utilisable avec un ARDUINO : le CMPS11
http://fr.hobbytronics.co.uk/cmps11-tilt-compass
Le montage a été réalisé, et les premiers résultats de mesure, sur table, semblent prometteurs ......
Ils sont en cours, et je les communiquerais très rapidement.

Cordialement