Visualising & Augmented Reality
Réalité virtuelle

Visualising & Augmented Reality

Astek vecteur de progrès technologiques

Les industries de l’aéronautique, du spatial et de la défense, du cinéma et du gaming sont les premiers promoteurs de la réalité virtuelle et augmentée. Quels que soient les cas d’usages : immersion de l’individu dans un environnement éloigné du réel, pour laquelle seule la réalité virtuelle peut offrir de réponse, immersion de l’individu dans un environnement copiant le réel, mais dans une situation dans laquelle il n’est pas, ou immersion de l’individu dans son propre environnement pour le modéliser, demain ils investiront tous les secteurs d’activité.

Alors que la réalité virtuelle consiste à offrir une expérience sensorielle  à un individu simulant sa présence physique dans un environnement artificiel créé informatiquement, la réalité augmentée, elle, consiste à offrir une expérience sensorielle qui simule l’ajout à l’environnement réel de l’individu des éléments virtuels créés informatiquement et avec lesquels il peut interagir.

 

Astek est depuis toujours un acteur impliqué dans le développement de ces technologies en participant activement aux progrès réalisés en matière d’image de synthèse, traitement d’image et intelligence artificielle.

Infographie 3D

L’augmentation des puissances de calcul, la baisse des coûts associés, puis la production en masse de cartes graphiques 3D permettant le rendu 3D « temps réel » ont démocratisé la création des images dites « de synthèse » basées sur des modèles 3D depuis le début des années 1990. Nos experts interviennent sur les domaines suivants :

  • Conception Assistée par Ordinateur (réalisation de pièces d’équipement, des véhicules, des bâtiments, des ouvrages d’art…)
  • Simulateurs d’apprentissage et de réaction en cas de crise (préparation aux interventions médicales, militaires, aéronautiques)
  • Entertainment (industrie cinématographique et des jeux vidéo)
  • Impression 3D (conception, visualisation ou vérification de l’objet à imprimer avant production)

D’un point de vue technique, et en particulier en temps réel, l’infographie 3D fait appel à des notions « optiques » : les principaux paramètres en infographie concernent le nombre d’objets présents dans l’environnement, la précision des modèles d’objets, la profondeur de champ perçue, les transparences et reflets, les éclairages et ombres, la complexité des mouvements, etc.

Traitement d’images numériques

Le traitement d’image est utilisé dans de nombreux domaines (cartes géographiques et météo, surveillance, contrôle industriel, détection de faux, microscopie, aéronautique et spatial…) et s’étend à l’ensemble du spectre électromagnétique, en particulier dans des domaines comme la médecine (échographie, scanner, IRM…) ou l’astronomie. Nos expertises s’articulent autour des domaines suivants :

  • Reconnaissance d’éléments connus (caractères de texte, objets, images)
  • Analyse vidéo (mouvement, suivi, faces d’un même objet…)
  • Reconnaissance de personnes (biométrie, analyse comportementale…)

Intelligence Artificielle et Data Science

En complément de nos compétences liées à l’imagerie, nous apportons notre expérience en intelligence artificielle (apprentissage continu par le logiciel) et en Big Data (comparaison à des bases de données existantes) pour multiplier les usages de la réalité augmentée.

  • Optimiser les représentations humaines insérées au monde virtuel en permettant de passer rapidement du modèle virtuel codé initialement à une reproduction plus proche du réel (cas d’usage : étude des comportements humains tels que les mouvements de panique)
  • Assurer une meilleure compréhension de la situation présente par le logiciel en matière de reconnaissance d’objet (cas d’usage : différenciation entre un individu et un panneau de signalisation par une voiture autonome)
  • Décider des informations, objets ou événements à ajouter à l’environnement ou à surveiller en fonction de la connaissance de l’environnement et des actions de l’utilisateur (cas d’usage : application d’aide à la maintenance, pour diriger le technicien vers le lieu de la panne, lui donner les instructions et explications nécessaires, vérifier la bonne réalisation de la maintenance, etc.)

Usage type de la réalité virtuelle : le simulateur

Dans le milieu professionnel, le principal usage de la réalité virtuelle reste la formation ou le test par la mise en condition des personnes. On peut ainsi former une personne à utiliser un outil, une machine ou un véhicule, à réaliser une opération de précision – potentiellement dans un environnement hostile ou inconnu ou face à un événement/accident rare ou particulièrement grave. La simulation en réalité virtuelle, outre la facilité de formation, permet d’aider à l’acquisition de réflexes ou à la prise de conscience de la gravité de certaines situations.

Il existe à ce titre deux étapes dans le cycle de vie d’un outil de formation en réalité virtuelle, chacun ayant ses propres mérites :

  • La « maquette » : elle permet de réaliser la formation alors même que l’outil, la machine ou le véhicule qu’elle copie n’est pas encore produit. Elle garantit la présence d’utilisateurs compétents dès la production de l’objet et peut aussi, le cas échéant, modifier la conception de cet objet en amont si la mise en condition des futurs utilisateurs détecte des usages non optimaux
  • Le « simulateur » à proprement dit : il arrive que ce ne soit qu’une fois que l’objet réel est produit qu’il est possible d’en mesurer les bénéfices, contraintes et défauts réels et les reproduire en réalité virtuelle. Dès lors, le simulateur apporte la capacité de former, par exemple, aux pannes et incidents rencontrés lors de l’usage du produit fini

Usage type de la réalité augmentée : l’aide à la maintenance

D’un point de vue technique un équipement de réalité augmentée (lunettes, téléphone mobile…) réalise plusieurs fonctions :

  • L’acquisition (au moyen de caméras), la numérisation et l’épuration de la scène « réelle » vue par la personne
  • L’interprétation de celle-ci, afin de cataloguer les objets ou personnes présentes
  • La reconnaissance des objets, personnes et situations
  • La détermination des objets et informations virtuelles à insérer dans la scène, et fonction de l’objectif attendu lié à l’application de réalité augmentée choisie
  • L’infographie 3D pour insérer ou superposer les éléments virtuels

L’aide à la maintenance est sans doute l’un des domaines pouvant le plus rapidement bénéficier de la réalité augmentée. Selon le degré de complexité des logiciels concernés, plusieurs cas sont développés :

  • À la demande de l’utilisateur, lorsque celui-ci regarde une pièce ou une situation particulière (panne, usure, vibration, entrée dans une zone nécessitant des précautions ou protections particulières…), le logiciel l’analyse, la reconnait et affiche les consignes de maintenance associées (y compris potentiellement le calendrier de maintenance propre à la pièce)
  • À sa propre initiative, le logiciel analyse la position de l’utilisateur et l’intégralité de son champ de vision, reconnait les objets ou situations particulières et fait les recommandations appropriées
  • Le logiciel surveille la bonne réparation et émet une nouvelle recommandation au besoin
  • Le logiciel met en relation un technicien distant qui voit la situation avec « les mêmes yeux » (ce qui lui permet de prendre en compte les contraintes locales) et peut faire apparaître les informations nécessaires à la réparation directement dans l’environnement de l’utilisateur (par exemple en pointant la vis à dévisser, en dirigeant le technicien vers l’outil à utiliser, etc.) et vérifier en temps réel le bon déroulement de la réparation

Références

Vision 3D pour simulateur à destination des véhicules blindés

Astek a réalisé différents composants du logiciel d’observation 3D du terrain tactique intégré au simulateur d’entrainement à destination des véhicules blindés armés tout terrain.

Ces simulateurs restituent un champ de bataille virtuel dans lequel se déroulent les simulations d’entraînement ou d’étude via des caméras contrôlables via joystick, ou attachées à un acteur du scénario tactique.

  • Conception et développement logiciel
  • Tests et intégration dans la plateforme finale
  • C++ / C# et architecture distribuée

Image infra-rouge pour système optronique aéroporté

Astek a réalisé un logiciel de traitement d’image infra-rouge et proche infra-rouge, pour un acteur français du secteur de la Défense offensive.

Dans le cadre d’un système optronique aéroporté, le logiciel permettait de mener des attaques Air/Sol avec des armes guidées par faisceau laser.

  • Conception et développement logiciel
  • Tests et intégration dans la plateforme finale
  • C++, Linux ELINOS, UML, Rhapsody, MyCCM, CORBA, Rack-COTS, Mercurial et Clearcase

Réalité augmentée et navigation en condition de visibilité dégradée

Astek a réalisé le logiciel d’un calculateur embarqué temps réel EVS-H de traitement d’image améliorant la vision du pilote d’hélicoptère en condition de visibilité dégradée. Le calculateur devait par la suite être relié à un casque de réalité augmentée.

L’objectif était de permettre par exemple l’atterrissage sur une zone partiellement masquée (comme dans le cas d’une plate-forme pétrolière en feu, d’un temps brumeux ou d’une tempête de neige).

Les caméras filment le sol, le logiciel « supprime » autant que possible les éléments tels que fumées, brumes et neiges et restitue dans le casque une image plus lisible du sol.

  • Architecture
  • Développement
  • Intégration en technologies C++, Linux ELINOS, UML, Rhapsody 7.4 et Clearcase UCM
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