Panorama des techniques mobiles d acquisi4on intérieur- extérieur. Stéphane Loeul, ITS

Transcription

1 Panorama des techniques mobiles d acquisi4on intérieur- extérieur Stéphane Loeul, ITS

2 Mobile mapping Défini8on Principe Besoins Configura8on type Applica8ons Les capteurs et leur limita8ons Géoréférencement Lidar Vs photographie Acquisi8on en intérieur Les tendances

3 Informa8ons 3D et SIG 1899 (Eugène Atget) 2013

4 Mobile Mapping Etendue Mobilité Rapidité Géoréférencement, acquisi8on de données et paramètres physiques

5 Principe du géoréférencement

6 Les besoins Posi8on (absolue / rela8ve) Orienta8on et posi8on rela8ves des capteurs Distance des points mesurés au capteur Data8on et synchronisa8on précise (cri8que à haute vitesse) Les + : Vitesse, distance(s) à un point connu,..) Retraitement des données de posi8on Ajustement sur points de contrôle Fusion de données

7 Configura8on type Lidar GNSS Centrale iner8elle Processing Sta8on de référenc e Caméra Odomètre (DMI) Autres capteurs, (thermal, Hyperspectral, mesures physiques)

8 LES APPLICATIONS

9 Applica8ons Géoréférencement mobilier urbain, rou8er et ferré Analyse de chaussée et équipements Modélisa8on 3D (simula8on, urbanisme,.) Ingénierie Suivi de végéta8on, Cubatures, grands travaux Etude de géométrie, étude de gabarit (tunnel, voie ferrée, ) Base de données SIG Photogrammétrie Cartographie intérieure Sécurité, archéologie, minier,.

10 Les supports Tout ce qui roule et plus

11 LES COMPOSANTS Avantages / Inconvénients

12 Chaine de traitement Données externes, points de contrôle, Posi8on et orienta8on Trajectoire op8male (SBET) Recalage Filtrage, neaoyage, normalisa8on Classifica8on,E xtrac8on Vectorisa8on, Données géoréférencées Capteurs Acquisi8on Géoréférencement Op8misa8on U8lisa8on

13 Quel géoréférencement? La précision absolue des informa8ons dépend de la qualité du géoréférencement => Qualité du posi8onnement => Performance du post- processing => Informa8ons externes disponibles?

14 GPS, système extraordinaire Couverture mondiale spa8ale Précision inégalée Coût d u8lisa8on faible Récepteurs rela8vement bon marché

15 GPS, système extraordinaire MAIS Pas toujours disponible surtout en ville

16 GPS, système extraordinaire MAIS Pas toujours précis

17 GPS, système extraordinaire MAIS Voire..très imprécis

18 GPS, système extraordinaire MAIS Pas d informa8on à très haute cadence Mesure GPS Mesure INS

19 INS, 1 système extraordinaire Autonome Très peu bruité Très bonne précision à court terme Posi8on et orienta8on à haute fréquence (200 Hz+)

20 INS: 1 système extraordinaire, MAIS Sans informa8on complémentaire, sa précision se dégrade avec le temps Ex: 10 minutes sans GPS 100 mètres!

21 ODOMETRE, une aide efficace MAIS Transformer la mesure d angle facteur de transforma8on: le diamètre de la roue peut varier avec l état de gonflage du pneu Pb du dérapage / glissage

22 INERTIEL + ODOMETRE Ex: 10 minutes sans GPS 16 mètres

23 POST TRAITEMENT Rejouer l ensemble des données de trajectoire En changeant les condi8ons: rejet du GPS (qualité) Données GPS post- traitées (sta8on(s) de référence) En recalculant les données de posi8on et d orienta8on à des instants précis (synchronisés sur le temps GPS) Connaissance des données du passé et du futur Données supplémentaires (points de contrôle)

24 Données iner8elles + odomètre + post- traitement Ex: 10 minutes sans GPS 2 mètres INS haut de gamme: 10 cm / 1 minute sans GPS après post- traitement 15s 60s 120s 300s X, Y 0,05 0,1 0,25 0,6 Z 0,05 0,07 0,2 0,4 Post-processed (m) Source: IXBLUE

25 Pour aller plus loin en précision. l ajustement et le recalage

26 Chaine de traitement Données externes, points de contrôle, Posi8on et orienta8on Trajectoire op8male (SBET) Recalage Filtrage, neaoyage, normalisa8on Classifica8on,E xtrac8on Vectorisa8on, Données géoréférencées Capteurs Acquisi8on Géoréférencement Op8misa8on U8lisa8on

27 Ajustement Exemple: plusieurs passages sur un troaoir

28 Recalage avec points de contrôle Original Recalage On u8lise des points de recalage pris sur le site (1 point / 50 m)

29 Image ou Lidar? Image Lidar Manipula8on Interpréta8on ++(+) + Automa8sa8on du traitement ++ + Précision ++(+) +++ Portée Sensibilité à l'environnement + ++ U8lisa8on nocturne Millieu homogène Détec8on des reliefs Tout dépend de l applica8on

30 Tendances :Indoor Mapping Le SLAM (Simultaneous Localiza8on And Mapping) Mesures successives de distance à de points fixes pour effectuer des recalages de posi8on Pour l instant, mode opéra8onnel contraignant: Retour au point de départ souhaitable Boucles et croisements, idéalement, Longs couloirs et milieux homogènes peu favorables Précision plutôt rela8ve Centrale iner8elle : améliore la précision et la robustesse mais augmente le coût

31 ZEB1 : 1 solu8on originale pour les applica8ons à l intérieur Lidar Capteur iner8el (IMU) Ressort

32 ZEB 1: indoor mapping

33 Tendances

34 Tendances Améliora8on de l existant Approche mul8- capteurs Naviga8on par l image Indoor mapping => Vers une moindre dépendance au GPS

35 Tendances: Améliora8on de l existant Offre commerciale : Hardware: Puissance de calcul, GPS plus fiable et mul8- constella8on (GNSS), densité des points, coûts des caméras, Sosware: Intégra8on automa8que des points de contrôle Rebouclage du calcul de la trajectoire à par8r du nuage de point op8misé Solu8ons commerciales en cours de beta- test

36 Approche mul8- capteurs Recalage INS par image ou par Lidar Détec8on de déplacement rela8f par analyse d images successives (3 dimensions) U8lisé dans les algorithmes iner8els comme des données odométriques. L iner8el est intéressant pour s affranchir de la sensibilité aux condi8ons d éclairage et à l absence de points «d accrochage»,.

37 Recalage par l image Reconnaissance des surfaces et micronaviga8on (jusqu à 4 cm de précision absolue!)

38 Tendances :Indoor Mapping En devenir..limita8ons en performance: Précision, Stabilité, Mode opératoire Applica8ons poten8elles: Archéologie, cartographie de mines, services de sécurité, plans de bâ8ments,. Quel marché / quel coût?

39 SYSTEMES EQUIPEMENTS SOLUTIONS TOPOGRAPHIE BATHYMÉTRIE POSITIONNEMENT 3D MAPPING INERTIEL G N S S LIDAR LOGICIEL INTÉGRATION CONSEIL FORMATION topo- service.com