Les robots aspirateurs et les thermostats intelligents sont devenus courants. Les voitures et les camions autopilotés sont presque une réalité. Des systèmes entièrement autonomes utilisent les données en temps réel et l'apprentissage automatique pour prendre des décisions importantes sans intervention humaine pour améliorer la productivité, ouvrir de nouvelles opportunités commerciales et créer un monde mieux connecté.
Le futur autonome n'arrive pas, il est déjà là.
La gamme Leica BLK Autonomy permet et favorise l'autonomie. Nos derniers instruments de capture de la réalité se concentrent sur de processus automatiques complexes, gourmands en ressources, afin d'améliorer la sécurité des travailleurs et de laisser les êtres humains faire ce qu'ils font le mieux : planifier, créer et innover.
« Nous voulons que ces capteurs soient aussi faciles à utiliser que possible, » explique Pascal Strupler, directeur des opérations Capture de la réalité autonome chez Hexagon Geosystems. « Et nous souhaitons en arriver au point où l’autonomie n’est pas là juste pour aider l’utilisateur à obtenir un scan parfait, mais où l’instrument fonctionne indépendamment de l’utilisateur. Si l’intervention de l’utilisateur n’est plus nécessaire pour effectuer la numérisation, la capture de la réalité atteint un niveau inédit. »
Qu'est-ce que cela signifie ? Dans cet article, nous allons explorer les capteurs emblématiques de la gamme BLK Autonomy : le Leica BLK2GO, notre scanner laser portatif avec imagerie, le Leica BLK ARC, notre instrument sur dispositif de transport robotisé Spot et le Leica BLK2FLY, notre scanner laser volant avec imagerie. Et nous verrons comment les données capturées sont exploitées sur la plateforme Hexagon HxDR et nous aident à atteindre notre objectif de créer des flux de travail intelligents et autonomes, ainsi que des jumeaux numériques dynamiques, que nous appelons réalité numérique intelligente.
C'est parti !
Leica BLK2GO : la cartographie mobile tenue en main
Le Leica BLK2GO, notre premier scanner « autonome », s'appuie toujours sur la présence d'un être humain pour capturer la réalité. Toutefois, une combinaison d'apprentissage automatique et de capteurs de précision élimine les mises en stations successives et automatise l'assemblage pendant les opérations de cartographie mobile.
Les utilisateurs tiennent le BLK2GO à la verticale en marchant pour capturer 420 000 points de données par seconde. Ce scanner laser portatif avec imagerie combine le SLAM LiDAR, le SLAM visuel et une centrale inertielle (UMI) pour offrir des performances exceptionnelles en matière de cartographie mobile manuelle, afin de créer un jumeau numérique pratique d'un espace.
Scanner en marchant. Marcher en scannant. Pour simplifier, le BML2GO est le moyen le plus rapide et le plus facile de numériser un bâtiment, une structure ou un environnement de grandes dimensions. Aucune expérience n'est exigée en matière d'arpentage.
« Le BLK2GO est idéal, par exemple, pour comparer le scan avec le BIM (Modélisation informatisée du bâtiment), afin de visualiser les différences entre ce qui était prévu et ce qui a été réellement construit, » explique Pascal Strupler. « Il faut traverser ce bâtiment rapidement. »
Cela implique de sacrifier quelques détails au profit de la rapidité, mais cela en vaut la peine.
« La qualité doit être présente, mais il n'a pas besoin d'être aussi précis que le BLK360, par exemple, » poursuit-il. « L'idée, c'est plus "Est-ce que cette conduite est au bon endroit ? Est-ce qu'elle a été installée ?" L'intérêt du BLK2GO, c'est l'efficacité. »
L'autonomie complète est possible — Leica BLK ARC
La numérisation portative est une chose, mais que diriez-vous si la numérisation pouvait être réalisée entièrement depuis le confort de votre bureau ?
Le Leica BLK ARC répond à cette question. Ce module de numérisation laser autonome pour robots (ARC = Autonomous Reality Capture ou capture de la réalité autonome) permet de commander le scanner et le robot depuis une tablette ou un smartphone et même de programmer des missions de numérisation qui s’exécutent de manière entièrement autonome.
La première intégration du BLK ARC s'est faite sur le robot à quatre pattes Spot® de Boston Dynamics. Le chien robotisé patrouille dans un environnement selon des plans de mission prédéterminés pendant que l'instrument capture des nuages de points 3D et des images panoramiques des environs.
Comme le BLK2GO, le BLK ARC utilise la technologie GrandSLAM, qui combine le SLAM LiDAR, le SLAM visuel et une centrale inertielle (UMI). Il est capable de capturer des données 3D sans intervention humaine en numérisant en continu et en stockant les données en temps réel, tout en augmentant et en améliorant le système de navigation autonome du robot.
Fonctionnement du BLK ARC dans différents environnements
Où qu'il soit envoyé en mission, le BLK ARC documente l'état du site en continu, ce qui permet d'économiser les ressources et le temps des travailleurs pour des tâches fastidieuses et répétitives. Il capture les structures et les environnements complexes entièrement seul pendant qu'il se déplace à l'intérieur du site (il peut s'agir de complexes et d'installations industriels ou de sites du patrimoine culturel). En effectuant ces tâches seule, la solution permet également de protéger les travailleurs qui étaient auparavant exposés à des environnements dangereux comme les tunnels.
« Nous avons vu qu’avec le BLK ARC, la capture de la réalité vraiment autonome, sans intervention humaine était possible, » poursuit Pascal Strupler. « Dès lors, nous pouvons imaginer sur les chantiers de construction, une station d’accueil pour le robot Spot avec le BLK ARC, qui effectue une ronde quotidienne juste pour capturer le chantier au complet. Cette autonomie permet d’accentuer la capture de la réalité en réalisant ces scans quotidiennement, ce qui serait probablement impossible autrement. »
Et Spot n'est que le premier support mobile à intégrer le BLK ARC. L'intégration à de nouveaux dispositifs de transport robotisés va encore élargir ses capacités en matière de capture des environnements.
Dans les airs : Leica BLK2FLY
Après avoir abandonné le trépied et éliminé entièrement l'intervention humaine pour la numérisation au sol, il ne restait plus qu'un endroit où aller : le ciel.
C'est ainsi que fut créé le Leica BLK2FLY, le premier scanner laser volant autonome au monde.
Les véhicules aériens sans pilote (drones) classiques numérisent et prennent des photos avec une charge utile et convertissent ces données en maillages photogrammétriques ou en nuages de points. Le BLK2FLY, quant à lui, crée le nuage de points directement dans les airs, grâce à l'intégration complète de tous les capteurs et à l'absence de charge utile externe. Une première.
Contrairement au BLK ARC dont les yeux sont au sol, le BLK2FLY a les yeux dans le ciel et capture la réalité en adoptant le point de vue d'un oiseau et avec des vues rapprochées de surfaces auparavant inaccessibles (toitures, façades et structures de bâtiments complexes). Le BLK2FLY permet de capturer tout cela en quelques tapotements et effleurements sur une tablette.
Aéroporté, le BLK2FLY est un excellent outil pour les relevés de bâtiments existants et la modélisation des données des bâtiments (BIM), pour les applications de construction et de documentation de la construction, et pour créer des jumeaux numériques des bâtiments. Ce scanner volant intelligent se maintient toujours à une distance de sécurité par rapport aux structures et aux autres obstacles pour éviter les collisions, et il retourne à sa base pour recharger ses batteries selon ses besoins.
Voilà comment cela fonctionne
D’après Pascal Strupler, il ne suffisait pas d'installer un scanner laser sur un drone, mais celui-ci devait être aussi simple d'utilisation et intuitif que les autres instruments BLK, malgré toutes les exigences de licences concernant les drones.
Le fonctionnement du BLK2FLY est aussi simple que possible. Les projets peuvent être planifiés dans l'appli BLK2FLY Live pour un vol et une numérisation entièrement autonomes ou, au choix, pilotés par l'utilisateur au moyen de manches à balais virtuels. L'utilisateur déploie l'appareil, le met en marche et commence la numérisation en visualisant le vol en 2D ou en 3D à partir des capteurs du BLK2FLY. Il peut même modifier la trajectoire en temps réel, en plein vol.
« Nous voulions mettre autant d’autonomie que possible dans les opérations, et qu’il soit parfaitement clair qu’il n’est pas nécessaire d’avoir de l’expérience en matière de pilotage de drones pour utiliser le BLK2FLY, » explique-t-il. « C’est pour cela que le BLK2FLY est un scanner laser volant et pas juste un drone de plus équipé d’un laser. »
HxDR et l'avenir
L'autonomie n'est pas une simple solution mécanique, mais une approche intégrale qui inclut les logiciels et des flux de travail complets. Nos produits attestent de notre initiative visant à créer des réalités numériques intelligentes. Mais nous ne nous sommes pas arrêtés là.
Nous avons poussé l'initiative plus loin dans les nouveaux produits BLK comme le Leica BLK360 nouvelle génération qui sait se repérer dans l'espace grâce au système VIS (Visual Inertial System), et qui combine les scans automatiquement sur place dans notre appli pour appareil mobile Cyclone FIELD 360.
Cette initiative se poursuit aussi avec HxDR, la plateforme d'Hexagon pour le stockage, la visualisation et la collaboration dans le nuage, destinée aux données de capture de la réalité. Lorsque la numérisation avec le BLK ARC ou le BLK2FLY est terminée, les données peuvent être téléchargées immédiatement dans la plateforme HxDR depuis le terrain, en vue d'une visualisation et d'un partage instantanés.
Mais les fonctionnalités prévues pour la plateforme sont encore plus ambitieuses (et autonomes).
« Pour moi, l’autonomie ne s’arrête pas à la capture. Elle doit se poursuivre pendant le traitement des données, » raconte Pascal Strupler. Il aimerait qu’à l’avenir, l’assemblage et le maillage des scans soient autonomes aussi.
« C’est aussi pour cette raison que nous avons créé HxDR, pour disposer d’une sorte de boîte à sable pour ces algorithmes autonomes, » ajoute-t-il.
Tenu à la main. Aéroporté. Robotisé. De la cartographie mobile rapide à pied aux missions de numérisation robotisées au sol en passant par la capture fluide des extérieurs et des toitures depuis le ciel, la gamme Leica BLK Autonomy propose des solutions de numérisation agiles conçues pour mettre la capture de la réalité autonome et rapide à la portée des utilisateurs du monde entier. Leica Geosystems, une entreprise du groupe Hexagon, fait profiter les professionnels de la construction, de la conception ou de la préservation, d'une technologie de pointe pour un avenir autonome.