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MISE EN CONTEXTE                      Bris d’une canalisation                       d’eau (13/01/2009)        7 bris d’inf...
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LES ÉTAPES PRÉLIMINAIRES À L’EXCAVATIONMarquage temporaire au sol de la position et du type de canalisation (selon un code...
LES BESOINS   Localisation persistante des infrastructures quels    que soient les conditions météo, lavancement de    le...
PROBLÉMATIQUE   «Comment concevoir et développer une solution mobile permettant la localisation sur    site des infrastruc...
OBJECTIF ET SOUS-OBJECTIFS Sous-objectif 1: Spécifier les caractéristiques  des fonctionnalités attendues en ce basant  s...
Revue de littérature                                Expérimentation                                                       ...
CARACTÉRISTIQUES ATTENDUES            1.       Robustesse: stabilité d’utilisation malgré la                     variabili...
REVUE DE L’EXISTANT   SIG (Système d’Information                  La réalité augmentée    Géographique) mobiles         ...
LA SIMULATION SITUÉE                       12
ÉVALUATION DE LA TABLETTE TACTILE   Bancs d’essais    Positionnement:       Relevés GPS à partir de certaines bornes géo...
ÉVALUATION DE LA TABLETTE TACTILE   Liste des composants de la solution pour combler    les faiblesses identifiées    Pos...
CONCEPTION ET DÉVELOPPEMENT DEL’APPLICATIONMOBILE       Module de      déplacement         fluide                         ...
DÉVELOPPEMENT D’UNE APPLICATION MOBILE   Choix Technologiques   Création du monde virtuel                               ...
DÉVELOPPEMENT D’UNE APPLICATION MOBILE   Intégration des données infrastructures souterraines              Modélisation d...
RÉSULTATS            18
RÉSULTATS                                    La semi-transparence du sol permet de                                    loca...
RÉSULTATS ET PERFORMANCES   Visite virtuelle in situ ludique pour    nouveaux étudiants                              Cert...
RETOUR SUR LES OBJECTIFS   Sous-objectif 1: Spécifier les caractéristiques des fonctionnalités    attendues en ce basant ...
CONTRIBUTIONS   Mise en place d’un modèle d’architecture de la solution   Prototype sous forme d’une application pour iP...
CONCLUSIONS Ce projet a permis de démontrer la faisabilité et  le potentiel d’une telle solution de simulation  située dé...
QUESTIONS            25
OUVERTURES FUTURES   Gestion de la quantité de données   Automatisation de l’intégration de données plan    vers le modè...
CRÉATION DE LA SCÈNE MNT: obtenu à partir d’un fichier CAD fourni  par la ville de Québec (coordonnées MTM  NAD83 Datum 2...
REVUE DE L’EXISTANT   SIG (Système d’Information                       La réalité augmentée    Géographique) mobiles    ...
RELEVÉS GPS              29
CONCEPTION ET DÉVELOPPEMENT DEL’APPLICATIONMOBILE       Module de      déplacement         fluide                         ...
DONNÉES APISQ Diminution du nombre de bris par année  depuis 2010 de 15% (1291 bris en 2011) Pour 36% des bris il n’y a ...
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Présentation maitrise Benoit D

  1. 1. INTERFACE DE SIMULATION SITUÉE URBAINE:CONCEPTION ET DÉVELOPPEMENT DUNESOLUTION SUR TABLETTE TACTILEPrésentation du travail de maîtrisePrésentateur: Benoit Duinat, 2eme Cycle GéomatiqueDirectrice de recherche : Sylvie DanielDécembre 2012 1
  2. 2. AU MENU DE CETTE PRÉSENTATIONInterface de Simulation Située Urbaine: Conception etdéveloppement dune solution sur tablette tactile Résultats , retour sur les objectifs et conclusions Conception et développement d’une application mobile Revue des solutions actuelles susceptibles de répondre aux besoins Problématique, objectifs et méthodologie Mise en contexte 2
  3. 3. MISE EN CONTEXTE Bris d’une canalisation d’eau (13/01/2009) 7 bris d’infrastructures par jour lors d’excavations pour l’été 2011 au Québec Câble de fibre optique arraché: 87% ont causé des interruptions de 11 000 foyers privés d’internet service (28/06/2012) Coût direct de 3.6M $ pour l’année 2011Source: APISQ (Alliance pour la protection des infrastructures souterrainesau Québec) 3
  4. 4. LES ÉTAPES PRÉLIMINAIRES À L’EXCAVATION 1. Mise en contact avec les entreprises possédant des infrastructures souterraines pour qu’ils viennent faire le marquage au sol 2. Obtention des plans du sous-sol de la zone 3. Localisation des canalisations et marquage au sol En 2011: 187 357 demandes de localisation d’infrastructures 4
  5. 5. LES ÉTAPES PRÉLIMINAIRES À L’EXCAVATIONMarquage temporaire au sol de la position et du type de canalisation (selon un code de couleur établi) Les indications au sol peuvent disparaitre partiellement ou totalement en creusant ou à cause des conditions météo. Marquage non représentatif du contenu et de la complexité des infrastructures souterraines 5
  6. 6. LES BESOINS Localisation persistante des infrastructures quels que soient les conditions météo, lavancement de lexcavation ou encore la nature du sol Mise en relation explicite des infrastructures souterraines avec le paysage en surface Possibilité de consulter les plans et représentations des infrastructures sur le chantier Nécessité de transmettre des informations sur la nature et la complexité de lagencement des infrastructures dans le sous-sol Éventuellement la possibilité de saisir des notes ou signaler des problèmes 6
  7. 7. PROBLÉMATIQUE «Comment concevoir et développer une solution mobile permettant la localisation sur site des infrastructures souterraines, la visualisation de leur agencement dans le sous-sol et l’obtention d’information sur leurs caractéristiques selon une approche adaptée aux pratiques actuelles et robuste à la variabilité des conditions extérieures» 7
  8. 8. OBJECTIF ET SOUS-OBJECTIFS Sous-objectif 1: Spécifier les caractéristiques des fonctionnalités attendues en ce basant sur les pratiques actuelles et identifier des pistes de solution au travers d’une revue de l’existant Sous-objectif 2: Établir les composants logiciels de la solution en fonction de la fiabilité de la tablette tactile choisie Sous-objectif 3: Démontrer la faisabilité d’une solution telle que décrite dans la problématique 8
  9. 9. Revue de littérature Expérimentation Explicitation desMÉTHODOLOGIE tâches intervenant lors d’une excavation & revue des solutions Évaluation de la fiabilité des composants de la existantes pour la plateforme mobile visualisation d’infrastructures souterraines Définition des Élaboration d’une liste de caractéristiques des modules logiciels fonctionnalités attendues correctifs des faiblesses de la tablette Sous-objectif 1 Ingénierie Sous-objectif 2 Conception Tests Itératifs Développement Sous-objectif 3 Tests Essais terrain deObjectif Principal validation 9
  10. 10. CARACTÉRISTIQUES ATTENDUES 1. Robustesse: stabilité d’utilisation malgré la variabilité des conditions extérieures 2. Localisation: marge de sécurité d’un mètre par rapport au marquage au sol en 3.pratique Visualisation de l’agencement des canalisations et ordre de profondeur 4. Obtention d’information sur les Power Line (Pr-147) caractéristiques des canalisations 5. Ergonomie et intuitivité Water Pipe d’utilisation de l’application WT-300 10
  11. 11. REVUE DE L’EXISTANT SIG (Système d’Information  La réalité augmentée Géographique) mobiles Source: Projet VIDENTE, TU Graz, Autiriche. http://www.vidente.at/ Utilisation de panoramas  La simulation située style « StreetView » Source: Stéphane Côté, Bentley System Source: Projet Oseberg, Gunnar 11 inc. Liestol, Norvège
  12. 12. LA SIMULATION SITUÉE 12
  13. 13. ÉVALUATION DE LA TABLETTE TACTILE Bancs d’essais Positionnement:  Relevés GPS à partir de certaines bornes géodésiques du campus (plus ou moins proche de bâtiments) dans plusieurs conditions climatiques. Erreurs moyennes au sol comprises entre 1 à 10m Présence de mesures absurdes parfois (>50m) Mesure d’altitude peu fiable (>10m) Orientation:  Mesure angulaire des dérives du gyroscope et de la précision de la boussole numérique avec des applications d’obtention des données brutes des capteurs de l’iPad 2 Dérive du gyroscope très faible sur les 3 axes (<0.02 rad/s) La boussole numérique met du temps pour se stabiliser à une mesure fixe (variation de l’ordre de 10°) 13
  14. 14. ÉVALUATION DE LA TABLETTE TACTILE Liste des composants de la solution pour combler les faiblesses identifiées Positionnement:  Rendre le déplacement fluide entre 2 positions GPS successives et éliminer les valeurs absurdes  Suivre le relief et ne pas tenir compte de l’information d’altitude Orientation:  Utiliser le compas numérique pour initialiser l’orientation, puis utiliser les données du gyroscope pour calculer l’orientation pendant l’utilisation  Fonction manuelle pour recaler le monde virtuel sur le monde réel 14
  15. 15. CONCEPTION ET DÉVELOPPEMENT DEL’APPLICATIONMOBILE Module de déplacement fluide Module de suivi du relief Initialisation de l’orientation Module derecalage manuel 15
  16. 16. DÉVELOPPEMENT D’UNE APPLICATION MOBILE Choix Technologiques Création du monde virtuel 16
  17. 17. DÉVELOPPEMENT D’UNE APPLICATION MOBILE Intégration des données infrastructures souterraines Modélisation des canalisations en 3D Intégration de ces données dans le campus virtuel 17
  18. 18. RÉSULTATS 18
  19. 19. RÉSULTATS La semi-transparence du sol permet de localiser la canalisation Un repère physique présent à la fois dans le monde réel et virtuel améliore la compréhension de la situation Il est possible de visualiser l’agencement des infrastructures souterraines 20
  20. 20. RÉSULTATS ET PERFORMANCES Visite virtuelle in situ ludique pour nouveaux étudiants Certains des étudiants qui ont essayé l’application utilisaient une tablette tactile pour la première fois Ils ont tous réussi à récolter les informations pour répondre aux questions posées 21
  21. 21. RETOUR SUR LES OBJECTIFS Sous-objectif 1: Spécifier les caractéristiques des fonctionnalités attendues en ce basant sur les pratiques actuelles et identifier des pistes de solution au travers d’une revue de l’existant  Choix de la solution de simulation située comme étant la plus adaptée aux besoins et aux caractéristiques fonctionnelles Sous-objectif 2: Établir les composants logiciels de la solution en fonction de la fiabilité de la tablette tactile  Élaboration d’une liste de modules à développer pour assurer la fiabilité de la solution malgré certaines faiblesses matérielles  Mise en place d’une architecture logiciel Sous-objectif 3: Démontrer la faisabilité d’une solution telle que décrite dans la problématique  La solution répond aux fonctionnalité définit dans la problématique  Confirmation de l’intérêt d’une telle solution lors d’une démonstration sur le campus à l’attention de personnel du service des immeuble 22
  22. 22. CONTRIBUTIONS Mise en place d’un modèle d’architecture de la solution Prototype sous forme d’une application pour iPad 2 Application Laval Virtuel pour la visite virtuelle in situ du campus Article scientifique pour la conférence annuelle de l’ASPRS en mars 2013 Formation d’initiation au logiciel Unity pour une dizaine de personnes du département Réseautage avec des acteurs importants du domaine des infrastructures souterraines (APISQ, Ville de Québec, Service des immeubles et de la maintenance de l’Université Laval) 23
  23. 23. CONCLUSIONS Ce projet a permis de démontrer la faisabilité et le potentiel d’une telle solution de simulation située dédiée aux infrastructures souterraines La combinaison des moteurs de création de jeux vidéo et des SIG présente un réel intérêt L’intégration de données réelles provenant de sources différentes a constitué une difficulté majeure lors de la création du monde virtuel La perception des distances et des profondeurs est une problématique en soit qui mérite d’être approfondie 24
  24. 24. QUESTIONS 25
  25. 25. OUVERTURES FUTURES Gestion de la quantité de données Automatisation de l’intégration de données plan vers le modèle 3D Amélioration de la représentation graphique des infrastructures souterraines (couleurs, textures), il est essentiel de définir une charte graphique Collaboration 26
  26. 26. CRÉATION DE LA SCÈNE MNT: obtenu à partir d’un fichier CAD fourni par la ville de Québec (coordonnées MTM NAD83 Datum 2CGVD-28) Bâtiments: modélisation semi-automatique suivie d’une approche manuelle sous Microstation à partir de données LiDAR terrestres, réalisée par M.Alwa en 2010 Infrastructures souterraines: Service des immeubles, plan AutoCAD 2D 27
  27. 27. REVUE DE L’EXISTANT SIG (Système d’Information  La réalité augmentée Géographique) mobiles  Forte immersion  Puissance  Les informations 3D d’analyse des SIG sont « flottantes » et  Visualisation et imprécises interaction  Très sensible aux insuffisante variations des (souvent limitée à conditions la 2D) extérieures Source: Projet VIDENTE, TU Graz, Autiriche. http://www.vidente.at/ Utilisation de panoramas  La simulation située style « StreetView »  Affichage d’une  Ancrage des représentation modèles 3D sur le virtuel de la réalité panorama  Navigation dans  Position fixe et ce monde virtuel exploration à 360° par géo- dans le panorama positionnement uniquement  Interaction avecSource: Stéphane Côté, Bentley System Source: Projet Oseberg, Gunnar Liestol,les éléments 28inc. Norvège d’intérêts
  28. 28. RELEVÉS GPS 29
  29. 29. CONCEPTION ET DÉVELOPPEMENT DEL’APPLICATIONMOBILE Module de déplacement fluide Module de suivi du relief Initialisation de l’orientation Module derecalage manuel 30
  30. 30. DONNÉES APISQ Diminution du nombre de bris par année depuis 2010 de 15% (1291 bris en 2011) Pour 36% des bris il n’y a pas eu de demande de localisation Un mauvais marquage au sol est une des causes d’incident rapporté Dans 90% des cas c’est un entrepreneur responsable de l’excavation 31

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