Comment fonctionne la modélisation d’une ville en 3D ?

Deux antennes LiDAR sur le toit et un GPS… Voilà, en quelque sorte, ce qu’il suffit de posséder pour effectuer une modélisation 3D ultra-réaliste d’une ville comme Las Vegas.

Présente dans le Nevada à l’occasion du CES 2024, la startup Exwayz a proposé à Numerama de l’accompagner lors d’une modélisation-démo de la ville des casinos. Le résultat est visuellement saisissant, même s’il est évident que ce type de technologie se destine surtout aux entreprises.

Énormément de détails récupérés en quelques secondes

Quand on utilise Google Maps ou Apple Plans, il nous arrive souvent de nous demander si les arbres qui apparaissent sur la carte existent vraiment. La réponse logique serait qu’ils sont là pour représenter de la végétation, mais que Google et Apple ne s’embêtent pas à compter les arbres.

Après avoir passé une grosse demi-heure sur la route avec Exwayz, il nous semble désormais beaucoup moins improbable que Google et Apple comptent les plantes. Le niveau de détails récupérés par seulement deux petits capteurs LiDAR est vraiment invraisemblable. Même les panneaux publicitaires sont répliqués à l’écran, en 3D.

Comment fonctionne cette modélisation en 3D ? Exwayz utilise deux LiDAR afin d’augmenter le champ de vision de son ordinateur. Le premier capteur regarde sur le côté, à 360 degrés. Le deuxième surveille la hauteur, à 360 degrés. Dans une grande ville américaine, mesurer la verticalité est indispensable.

Le principe du LiDAR est relativement simple à comprendre. Un capteur envoie des impulsions laser à 360 degrés et mesure le temps qu’elles mettent pour rebondir sur les surfaces et revenir vers lui. En effectuant un calcul, il est possible de créer des cartographies extrêmement précises des villes en temps réel, en capturant non seulement les bâtiments, mais aussi les rues, les arbres et même les petits éléments urbains comme les bancs ou les lampadaires. La précision d’un LiDAR est remarquable, ce qui explique son utilisation plutôt que des caméras (une caméra est indispensable pour capter les couleurs, mais n’est pas bonne pour la modélisation 3D). C’est d’ailleurs pour ça que des smartphones ou des casques VR, comme l’Apple Vision Pro, mélangent des données obtenues par un LiDAR et des caméras.

Créer un véhicule de modélisation est relativement simple pour une entreprise du secteur, puisqu’Exwayz n’est venu à Las Vegas qu’avec des équipements portables. La voiture qui a été louée aurait pu servir à n’importe qui, puisque l’entreprise s’est contentée d’accrocher les capteurs sur le toit avec des ventouses. Le reste dépend de son ordinateur, relié aux LiDAR avec des câbles.

Le potentiel de la modélisation 3D

Dans un logiciel dédié, Exwayz peut voir en temps réel une carte actualisée 20 fois par seconde. Sa technologie personnelle, celle qu’il vend aux développeurs, est un kit qui permet d’obtenir de nombreuses informations supplémentaires à partir du LiDAR, comme la trajectoire du véhicule qui en est équipé. Exwayz nous explique que les entreprises qui comptent d’internaliser le développement de telles solutions perdent beaucoup d’argent, alors que son logiciel peut régler le problème facilement. Le logiciel d’Exwayz permet aussi de repérer un véhicule autonome en temps réel dans une carte déjà modélisée, pour lui donner des instructions.

Puisque le LiDAR est précis à deux centimètres près (sa seule limite est qu’il ne voit pas très loin, ce qui implique de devoir bien modéliser une zone pour automatiser des robots), Exwayz permet à des entreprises d’automatiser leurs camions ou leurs robots, ce qui peut servir dans des tâches très répétitives. Le GPS sur le toit permet d’améliorer le signal lorsqu’un véhicule autonome se déplace dans un espace déjà mobilisé.

La modélisation 3D est un enjeu majeur pour les constructeurs, alors que de plus en plus d’appareils sont amenés à automatiser certaines tâches. C’est aussi grâce à cette technologie que nos GPS offrent des cartes toujours plus jolies et réalistes.