Quelle est la précision du LiDAR de l'iPhone ?

La réponse courte, et d'où elle vient

Une mesure indépendante utile est une étude menée en 2021 par des chercheurs de l'université de Copenhague, Evaluation of the Apple iPhone 12 Pro LiDAR for an Application in Geosciences, publiée dans Scientific Reports. Ils ont testé l'iPhone 12 Pro et l'iPad Pro de 2020, avec ces résultats :

• Petits objets : les objets dont les côtés dépassent 10 cm ont été modélisés avec une précision absolue d'environ ±1 cm. En dessous de 10 cm, la précision se dégradait, et la limite de détection se situait autour de 5 cm.
• Grandes scènes : le modèle 3D d'une falaise côtière longue de 130 mètres au plus présentait une précision absolue d'environ ±10 cm.
• Portée : le capteur porte jusqu'à 5 mètres, et la densité de points mesurés chute fortement avec la distance, de plusieurs milliers de points par mètre carré à 25 cm à environ 150 à 2,5 mètres.
• Répétabilité : six scans répétés de la même scène différaient entre eux d'environ 2 cm en moyenne.
• iPhone ou iPad : aucune différence entre les deux appareils en nombre de points, en densité de points ou en focale.

Une pièce se situe entre ces deux cas. Elle est plus grande qu'un objet isolé, bien plus petite qu'une falaise, et vous pouvez vous approcher de chaque mur. C'est pourquoi le scan d'une pièce est en général précis à quelques centimètres près à l'échelle de la pièce, le chiffre que retient FloorLens. C'est un résultat typique, pas une garantie : votre façon de scanner le fait varier dans un sens comme dans l'autre.

Pour comprendre comment le capteur mesure la profondeur, lisez ce qu'est le LiDAR sur iPhone.

Ce que quelques centimètres représentent sur un plan d'étage

La précision ne compte que par rapport à l'usage que vous faites des chiffres. Quelques centimètres sur un mur de plusieurs mètres ne changent rien au canapé qui tient le long de ce mur, aux mètres carrés affichés dans une annonce une fois le chiffre arrondi, ni à la quantité de peinture ou de revêtement de sol qu'un artisan chiffre dans son devis. Ils comptent quand la tolérance est plus serrée que l'erreur :

• Suffisant : le plan d'une annonce de vente ou de location, un projet d'aménagement, un premier devis de rénovation, un état des lieux de l'appartement avant une location, la première visite de chantier d'un architecte.
• À vérifier à la main : tout ce qui doit s'ajuster exactement, comme un placard sur mesure, un plan de travail, un plateau en pierre ou une fenêtre de remplacement. Servez-vous du scan pour concevoir, puis mesurez la cote critique au mètre ruban ou au télémètre laser avant de commander.
• Pas un travail pour un téléphone : les surfaces légales pour les contrats, les estimations, les demandes d'autorisation d'urbanisme ou les démarches officielles, et tout ce qui touche à la structure. Il faut alors un géomètre qualifié.

Les surfaces méritent un mot à part. Une surface au sol est le produit de deux longueurs, donc les petites erreurs sur chacune s'additionnent, et chaque pays a en plus ses propres règles sur ce qui est compté : murs, escaliers, parties sous plafond bas inclus ou non. FloorLens prend en charge plusieurs normes nationales, comme la Gross Living Area aux États-Unis, la Gross Internal Area au Royaume-Uni et la Wohnfläche en Allemagne, mais les chiffres restent des estimations issues d'un scan au téléphone.

Les surfaces issues d'un scan au téléphone sont des estimations, pas un relevé de géomètre, et n'ont aucune valeur juridique. Ne les utilisez pas pour des contrats, des estimations ou des démarches officielles.

Ce qui rend un scan plus ou moins précis

L'essentiel de l'erreur dans le scan d'une pièce vient de la façon de scanner, pas du capteur. La session WWDC22 d'Apple consacrée à RoomPlan, le framework d'Apple pour les applications de scan de pièces, cite les conditions qui posent problème. Avec l'étude, elles donnent la liste suivante :

FloorLens utilise RoomPlan pour capturer les pièces, ces limites s'appliquent donc aussi à FloorLens. RoomPlan seul est limité : il décrit une pièce sous forme de surfaces planes pour les murs, les portes, les fenêtres et les ouvertures, et de boîtes pour les meubles, avec leurs dimensions, mais pas l'apparence de la pièce. FloorLens va bien plus loin, avec un maillage 3D texturé et des surfaces texturées, des photos placées là où elles ont été prises, un plan d'étage avec normes de surface, l'édition, des exports et une visite 3D dans le navigateur.

La distance

Plus la surface est éloignée, moins le capteur y mesure de points et moins chacun est précis. Il existe aussi une limite stricte : Apple annonce une portée allant jusqu'à 5 mètres, et lors des tests menés pour FloorLens, les mesures de profondeur que reçoivent les applications s'arrêtent à 5 mètres, aussi bien via RoomPlan qu'en lisant la profondeur directement depuis ARKit. Au-delà, rien n'est mesuré. Avancez jusqu'au mur du fond au lieu de le scanner depuis l'autre bout de la pièce. Apple signale que les plafonds hauts peuvent dépasser la portée du capteur : dans une pièce haute, c'est la hauteur sous plafond qu'il faut vérifier.

Miroirs et vitrages

Selon Apple, les miroirs et vitrages toute hauteur posent problème au capteur LiDAR. La lumière traverse le verre ou rebondit sur le miroir, si bien que le capteur voit une surface qui n'existe pas ou en manque une qui existe. Une armoire à portes miroir peut apparaître comme un espace derrière le mur. Vérifiez ces murs sur le plan et corrigez-les.

Les surfaces sombres

Les surfaces très sombres renvoient moins de lumière et peuvent être difficiles à scanner, d'après Apple. Une façade de cuisine noire ou un mur carrelé sombre peut demander un passage plus lent et plus proche.

Lumière et mouvement

Le scanner LiDAR mesure la profondeur sans lumière visible, mais le téléphone se sert aussi de la caméra pour savoir où il se trouve dans la pièce. Apple recommande au moins 50 lux pour RoomPlan, ce qu'elle décrit comme l'éclairage typique d'un salon le soir. En dessous, et quand vous bougez vite, le suivi dérive et les murs d'une pièce ne s'alignent plus parfaitement avec ceux de la suivante. Marchez lentement et gardez la caméra tournée vers les murs plutôt que vers le sol.

Taille de la pièce et durée du scan

Apple indique que RoomPlan fonctionne au mieux pour une seule pièce d'habitation d'environ 9 mètres sur 9 au maximum, et déconseille les scans de plus de cinq minutes d'affilée à cause de la consommation de batterie et de la chauffe. Un long scan d'un grand espace laisse aux petites erreurs de suivi plus de temps pour s'accumuler, le même effet que l'étude a observé entre un petit objet et une falaise de 130 mètres.

L'encombrement

Un meuble contre un mur cache le mur. Le scan doit alors deviner où passe le mur derrière une armoire ou une bibliothèque. Écartez les meubles des murs quand c'est possible, et ouvrez les rideaux, ce qu'Apple suggère aussi pour limiter les fenêtres masquées.

Les étapes concrètes se trouvent dans comment utiliser le LiDAR de l'iPhone, et une liste plus complète suivra dans nos conseils pour scanner avec le LiDAR.

Comment vérifier la précision de votre propre scan

Inutile de nous croire sur parole. Avant de vous fier à un scan pour quelque chose d'important, comparez-le une fois avec un mètre ruban :

1. Choisissez un long mur droit, sans rien devant, et mesurez-le au mètre ruban ou au télémètre laser.
2. Comparez avec la longueur du mur dans le scan. Dans FloorLens, les longueurs de murs, les surfaces des pièces et les hauteurs sous plafond sont mesurées automatiquement à la fin du scan, et l'outil Mesure manuelle mesure la distance entre deux points de votre choix dans la scène 3D.
3. Faites de même pour la largeur d'une porte et pour la hauteur sous plafond, car c'est sur les ouvertures et les plafonds que les erreurs ont tendance à apparaître.
4. Si un mur est nettement faux, cherchez pourquoi : un miroir, une fenêtre, un meuble contre lui. Scannez de nouveau cette partie lentement, ou corrigez-la sur le plan. FloorLens permet de déplacer et de redimensionner les murs, et le plan et la vue 3D restent synchronisés.

Voici ce contrôle en pratique. Quelqu'un a tenu un mètre ruban contre un mur pendant un scan, puis l'outil Mesure manuelle de FloorLens a mesuré la même portion dans le scan :

C'est un seul test, dans une pièce bien éclairée, de près, sur un mur dégagé. Il montre que dans de bonnes conditions de scan, les mesures devraient être assez précises, pas que chaque scan correspondra au centimètre près à un mètre ruban. Comptez quelques centimètres d'écart dans un sens ou dans l'autre, davantage quand les conditions décrites plus haut jouent contre vous.

Si vos propres vérifications concordent à quelques centimètres près, le reste du scan, réalisé de la même façon, concordera généralement aussi. Sinon, la cause est presque toujours l'une des conditions de la section précédente. Le retour de couverture en temps réel de FloorLens signale les zones à repasser pendant que vous êtes encore dans la pièce, le moment où les corriger coûte le moins.

Scan LiDAR, app Mesures ou télémètre laser ?

Ils répondent à des besoins différents. L'app Mesures d'Apple utilise le même capteur mais ne donne qu'une distance à la fois, et Apple qualifie ses mesures d'approximatives. Un télémètre laser donne une distance à la fois, très précisément. Un scan LiDAR de pièce donne d'un coup tous les murs, portes, fenêtres et hauteurs sous plafond, à quelques centimètres près, plus un plan d'étage et un modèle 3D que vous pouvez partager.

Pour la plupart des logements, la combinaison la plus sensée est un scan pour l'ensemble de l'espace et un mètre ruban ou un télémètre pour les deux ou trois cotes qui doivent être exactes. C'est ainsi que les architectes et les rénovateurs utilisent un scan lors d'une première visite de chantier : le scan relève l'existant en quelques minutes, et les cotes critiques sont vérifiées à la main. Pour les agents immobiliers, le scan seul suffit généralement, car le plan d'une annonce sert à s'orienter, pas à construire.

Si vous choisissez une application, le comparatif des applis iPhone de scan 3D de pièces indique lesquelles utilisent le LiDAR et lesquelles reconstruisent les pièces à partir de photos, une technique qui fonctionne sur n'importe quel téléphone mais avec d'autres compromis. Pour voir à quoi ressemble un scan terminé, lisez comment créer un plan d'étage à partir d'un scan LiDAR d'iPhone.

Quand faire appel à un géomètre

Un scan au téléphone est le moyen rapide de connaître un espace assez bien pour l'aménager, le mettre en annonce ou chiffrer des travaux. Il ne remplace pas une mesure professionnelle lorsque le chiffre a un poids juridique ou financier. Faites appel à un géomètre ou à un diagnostiqueur certifié lorsque :

• un contrat de vente ou un bail mentionne une surface ;
• une estimation, un prêt immobilier, un calcul d'impôt ou une demande d'autorisation d'urbanisme dépend de ce chiffre ;
• une règle nationale définit comment la surface doit être mesurée, et par qui ;
• vous prévoyez des modifications structurelles.

Pour tout ce qui précède cette étape, le scan que vous réalisez en quelques minutes avec le téléphone que vous avez en poche est généralement assez précis, et vous pouvez le vérifier vous-même avec un mètre ruban, le temps de lire ce paragraphe.

Questions fréquentes

Le LiDAR de l'iPhone est-il assez précis pour un plan d'étage ?

Oui, pour une annonce de vente ou de location, l'aménagement d'un intérieur ou un devis de rénovation. Le scan d'une pièce est en général précis à quelques centimètres près à l'échelle de la pièce. Ce n'est pas un relevé de géomètre : il ne suffit donc pas pour un contrat, une estimation ou une démarche officielle.

Quelle est la précision du LiDAR de l'iPhone en centimètres ?

Une étude publiée en 2021 dans Scientific Reports a mesuré l'iPhone 12 Pro et l'iPad Pro à environ ±1 cm sur des objets de plus de 10 cm, et à environ ±10 cm sur une falaise côtière de 130 mètres. La précision baisse avec la distance : les scans de pièces, faits de près, s'en sortent mieux que les grands scans en extérieur.

Qu'est-ce qui rend un scan LiDAR moins précis ?

La distance à la surface, les miroirs et vitrages toute hauteur, les surfaces très sombres, les plafonds hors de portée du capteur, des mouvements trop rapides et les scans très longs. Apple cite les miroirs, le verre, les surfaces sombres et les plafonds hauts comme cas difficiles pour RoomPlan, son framework de scan de pièces.

Jusqu'à quelle distance le LiDAR de l'iPhone mesure-t-il ?

Jusqu'à 5 mètres. C'est la portée annoncée par Apple, et les mesures de profondeur que reçoivent les applications s'arrêtent à 5 mètres, aussi bien via RoomPlan que via la profondeur d'ARKit. La précision baisse aussi avec la distance : approchez-vous des murs éloignés au lieu de les scanner depuis l'autre bout de la pièce.

Un iPad Pro est-il plus précis qu'un iPhone pour le LiDAR ?

L'étude de 2021 publiée dans Scientific Reports n'a trouvé aucune différence entre l'iPhone 12 Pro et l'iPad Pro en nombre de points émis, en densité de points ou en focale. Votre façon de scanner compte davantage que le choix entre ces deux appareils.

Puis-je utiliser la surface d'un scan au téléphone dans un contrat de vente ou un bail ?

Non. Les surfaces issues d'un scan au téléphone sont des estimations sans valeur juridique. Lorsqu'un contrat ou une réglementation exige une surface certifiée, faites appel à un géomètre ou à un diagnostiqueur qualifié.