NUAGE VERT 2008 Dossier Technique. Aide à la production Dossier Nº M2114/48 /2007

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1 NUAGE VERT 2008 Dossier Technique Aide à la production Dossier Nº M2114/48 /2007

2 Le dispositif technique sur lequel repose Nuage Vert consiste en une caméra thermosensible, un logiciel de tracking en vision par ordinateur conçu sur mesure, un logiciel et carte de contrôle du scanner laser et et rayon laser. Les premiers tests ont été menés en novembre avec une camera thermosensible, un scanner basse définition et un laser de faible puissance, controlé par Processing et utilisant le «Blob Detection Library» de Julien Gachadoat. Une nouvelle librarie en Processing a été crée Joey Hagedorn pour le pilotage de la carte Easylase qui contrôle le scanner. En janvier, avec la collaboration de Esa Raikönen, un laser médical de forte puissance (8w) a été monté sur une table optique construite sur mesure et composée d un obturateur de sécurité électronique, de miroirs diélectriques et de têtes de scanner Terrascan. La table optique fut logée dans une caisse en aluminium noir anodisé à structure rigide, sans torsion. Sur la boite ont été posés des autocollants de sécurité, des systèmes de sécurité, une contrôle avec clé de verrouillage, un système d alarme à radiations laser, une fenêtre optique à revêtement antireflet et un bouton d arrêt d urgence. En février, le laser fut installé dans la cage d escalier F à l étage 4 1/2 de Kaapeli. Conformément aux directives de la STUK, l autorité finlandaise de sûreté nucléaire et de radioprotection assurant le contrôle de la sûreté nucléaire et de la radioprotection en Finlande. Une armoire spéciale fut construite autour de la fenêtre existante afin qu aucune personne non-authorisée n ait accès à l installation. Le système dans son entier a été inspecté par la STUK, une semaine avant le lancement du projet. Cette inspection inclut le calcul exact de la densité de lumière dans le périmètre de l aérodrome d Helsinki, en particulier en relation avec le «Laser Critical Light Zone» et la «Laser Free Flight Zone», comme spécifié dans la Convention sur l aviation civile internationale. Helsinki Energy a mis à disposition sur un serveur FTP les données en temps réel de la consommation d électricité de la zone de Salmisaari, ajustées à le seconde près. Ils élaborèrent aussi un modèle complexe permettant d estimer ce que serait la consommation pendant la semaine du projet, basé sur l historique de la consommation et de la météo des quatre dernières années. L autorité de l aviation civile fut contactée dés 2005 et un troisième et dernier document incluant un NOTEM (Notice to Airmen) lui fut soumis en janvier. Pour la version finale du logiciel réalisé avec Processing, Juha Huuskonen a crée une nouvelle interface comprenant des fonctions permettant de recadrer et de zoomer l image vidéo, d étendre le vecteur le long des deux axes X et Y, de déplacer le point central, de masquer partiellement l image, de changer la sensibilité de l analyse vidéo et d ajuster la densité du faisceau laser.

3 Visualisation des trois composantes du projet la technique de projection, les données venant de l usine, la communication aux habitants HEHE 2005 Visualisation d un module mobile pour l installation du laser. HEHE 2006

4 Image mise en ligne sur pour illustrer la relation entre la taille du nuage et la consommation d électricité. Modèle de prévision de la consommation pour la sous-station de Ruoholahti, basé sur l historique de la consommation et de la température extérieure entre Réalisé pour Nuage Vert JUSSI PALOLA, HELSINKI ENERGY 2008

5 HAUT: zones alimentées en électricité par la sous-station de Salmisaari: Ruoholahti et Lautassari BAS: Type de consommation fournie par la sous-station de Salmisaari JUSSI PALOLA, HELSINKI ENERGY 2008

6 Capture d écran d un premier test blob détection d une image vidéo avec les ressources: HEHE 2007 Photo de la première projection avec le EasyLase, scanner K12 et la Librairie Processing pour le EasyLase, créee spécialement pour Nuage Vert par Joey Hagedorn HEHE 2007

7 GAUCHE: Image de la cheminée prise d une caméra thermosensible, HELSINKI ENERGY 2005 DROITE: Capture d écran du premier test avec la FLIR Thermacam B2 (camera vidéo thermosensible)

8 Croquis pour structurer le code pour le dessin du nuage

9 Schéma de connexion pour driver Terrascan, scanners, carte de sécurité et PSU Dessin technique pour le montage du laser, l alignement des optiques et de la construction d un coffret sans torsion, en aluminium anodisé.

10 Troisième et dernier dossier pour obtenir l autorisation du STUK (Radiation & Nuclear Safety Authority of Finland) et le FAA (Autorité d Aviation Finlandais). La carte montre l orientation du laser par rapport au LFFZ (Laser Free Flight Zone) Le faisceau par rapport à l héliport Helsingin Yliopistollinen sairaala: Beam quality factor = 10 Laser wave length = 532* le-9m Beam radius at laser = m R(z) = (beam quality factor * laser wavelength * distance z) / (pi / beam radius at laser) = 0.17 x z The intensity I in microwatts per quare centimetre is: I(z) = 1000 * mw / (pi* R(z)^2) = 8 * 10^6 / (pi * 0.17^2 * z^2) At the distance of the heliport the intensity of the laser is 9,29uW/cm2. This value exceeds the maximum of 5uW in the LFFZ.

11 Carte pour montrer le LFFZ (Laser-beam free flight zone) et le LCFZ (Laser-beam Critical Flight Zone) L INTERNATIONAL CIVIL AVIATION ORGANISATION (ICAO)

12 Élévation pour calculer l intersection du faisceau et le LFFZ. Helsinki VAC (Visual Approach Chart) ICAO / FINAVIA 2008

13 Dessin pour l installation du laser dans la cage d escalier F étage 4.5 de Kaapelitehdas

14 Premiers tests laser: scanner K12, faisceau rouge 5mW HEHE 2007 Laser final: JenOptik D2.12 8W disque laser et système de scannage, pendant sa construction au Département de Physique laser, Université de Technologie, Helsinki

15 Dispositif laser complet, installé à Kaapelitehdas, Helsinki