La réalité augmentée (AR) est un marché en pleine expansion, avec une demande allant des applications de divertissement et des jeux à la personnalisation des solutions d'affaires.

Dans cette nouvelle vague de solutions AR, la navigation intérieure AR est très demandée. Cependant, l'état actuel de la technologie est loin d'être parfait. Les solutions de navigation intérieure les plus connues utilisent la technologie des balises et n'utilisent la réalité augmentée que pour visualiser les itinéraires.

Mais AR peut également être utilisé pour obtenir des données de positionnement utilisateur plus précises. Actuellement, les solutions d'applications mobiles robustes comportent des cartes et un GPS intégré pour déterminer le positionnement et la navigation à l'extérieur.

La majorité des propriétaires de smartphones utiliser régulièrement applications de navigation tous les jours dans le cadre de leur routine. Pourtant, la situation est beaucoup moins développée et plus compliquée lorsqu'il s'agit de navigation intérieure, comme trouver à quel étage se positionne un utilisateur.

Pourquoi investir dans la réalité augmentée pour la navigation intérieure

  • Les systèmes de positionnement visuel (VPS) sont mieux adaptés aux grandes surfaces
  • Les systèmes de positionnement Wi-Fi peuvent être coûteux à installer et à entretenir
  • Les emplacements ont tous des seuils de précision différents
  • Les marqueurs visuels AR peuvent cartographier avec précision des zones plus petites
  • Les solutions Wi-Fi RTT sont plus précises que les configurations Wi-Fi protégées (WPS)

Les systèmes de positionnement visuel ne fonctionnent que sur de grandes surfaces

Le GPS est une technologie fantastique, mais elle échoue lorsqu'il s'agit de déterminer la position dans les bâtiments.

Bien que la technologie GPS soit assez précise dans les grands locaux comme les entrepôts ou les aéroports, elle ne peut pas déterminer à quel étage se trouve un utilisateur. Cela signifie que les utilisateurs doivent sélectionner leur étage manuellement lorsqu'ils naviguent à l'intérieur. C'est ainsi que les applications actuelles aiment Google Maps ou Apple gérer le problème, mais c'est loin d'être idéal.

Google tente de résoudre ses lacunes avec la position intérieure en utilisant un système de positionnement visuel (VPS), mais on ne sait pas quand le VPS sera prêt pour un déploiement à grande échelle.

Apple a travaillé pour résoudre le problème en augmentant ARKit avec une nouvelle classe appelée ARWorldMap, qui crée des points caractéristiques à proximité de l'utilisateur afin de déterminer sa position.

Si ARWorldMap est déjà utile dans certaines applications, il manque dans de nombreux contextes de navigation intérieure. De nombreux bureaux et espaces d'entreprise ont tendance à avoir des couloirs et des pièces uniformes d'un étage à l'autre. Des environnements similaires comme ceux-ci peuvent confondre ARWorldMap. De plus, ARWorldMap peut nécessiter des calculs intensifs, ce qui peut ralentir le fonctionnement sur la plupart des appareils des utilisateurs.

Les systèmes de positionnement Wi-Fi peuvent être coûteux

Apple a créé une solution de navigation pour plus de trente aéroports, qui s'appuie sur un système de positionnement Wi-Fi (WPS). Il utilise les mesures d'indication de l'intensité du signal reçu à partir d'une variété de points d'accès Wi-Fi pour créer une série d'empreintes Wi-Fi correspondant au bâtiment.

Cette solution est capable d'offrir une précision de localisation d'environ 5 à 15 mètres et est dépend de certains facteurs comme la congestion des murs, des plafonds, des sols et des corps humains, ainsi que le nombre de réseaux disponibles à proximité.

La technologie des balises a été saluée comme extrêmement prometteuse pour la navigation intérieure. Dans l'aéroport de Gatwick en Angleterre, 2 000 balises ont été installées et la réalité augmentée est utilisée pour tracer des itinéraires virtuels. Les balises sont également idéales pour marketing de proximité.

Mais pour la navigation intérieure, cette solution présente des inconvénients non négligeables. Avec des prix unitaires allant de 10 à 20 dollars par balise et la nécessité de remplacer la batterie tous les deux ans, les coûts initiaux et de maintenance sont loin d'être négligeables. De plus, ces appareils ont une plage de travail d'environ 10 à 100 mètres et ont une précision douteuse.

Différents emplacements ont des seuils de précision différents

La question est de savoir quel est le seuil de précision nécessaire pour qu'un utilisateur puisse naviguer en intérieur. Les preuves indiquent un seuil de précision minimale ne dépassant pas environ 10 % de la distance minimale entre deux points de destination.

Pour illustrer, jetez un oeil à ce visuel ci-dessous pour avoir une meilleure idée de la façon dont le seuil de précision dépend de la distance totale entre les points d'intérêt.

seuil de précision permettant à un utilisateur de naviguer à l'intérieur

La source

L'image montre que la distance minimale entre les terminaux d'un aéroport est de 40 mètres. Ainsi, le seuil de précision se situe à 4 mètres, soit 10% de la distance totale. Dans les bureaux ou les campus où il y a 4 mètres entre les portes des chambres, le seuil serait de 40 cm.

Avec la technologie iBeacon, Apple déclare qu'il ne faut pas se fier à la force du signal des balises pour calculer manuellement les valeurs de distance et que les balises ne peuvent nous donner qu'un distance approximative.

Nos tests internes ont montré que les balises sont capables de fournir une précision d'environ 5 à 6 mètres après l'application d'algorithmes compliqués. Ce n'est pas assez précis pour s'orienter dans un campus ou un centre commercial. Et nous sommes toujours confrontés au problème de savoir à quel étage se trouve l'utilisateur.

Les marqueurs visuels AR sont plus précis à plus petite échelle

Les marqueurs visuels AR sont une solution alternative capable de positionner un utilisateur, ramenant le seuil de précision à quelques millimètres près.

Les marqueurs sont des images reconnues par les kits de développement logiciel AR (SDK) comme ARKit et ARCore. Lorsqu'un utilisateur scanne un marqueur, son appareil transfère des données sur son emplacement exact pour indiquer où le SDK doit positionner le contenu AR.

Découvrez ce schéma de notre vidéo sur ARKit.

numérisation arkit et positionnement des cartes AR

En plaçant un marqueur visuel sur un mur ou sur le sol, puis en le scannant, nous obtenons des coordonnées précises dans le monde réel.

Une architecture d'application possible doit être modulaire, composée d'un module de mappage, d'un module de positionnement et d'un module de rendu. À l'heure actuelle, la cartographie et le rendu ont été étudiés de manière exhaustive, et il est possible de mettre à niveau et de personnaliser les modules en fonction des besoins individuels. Le positionnement est plus compliqué.

Pour naviguer, nous avons besoin d'une carte. Nous ne pouvons pas toujours compter sur la possibilité de trouver une carte d'un bâtiment donné avec la flexibilité nécessaire, et nous rencontrons également des problèmes de sécurité avec des endroits comme les aéroports.

Nous créons un plan d'étage après avoir mesuré le bâtiment avec des télémètres laser, des rubans à mesurer et d'autres outils traditionnels pour nous assurer que notre carte est précise à 100 %. Après cela, nous pouvons mettre en place des marqueurs visuels pour tous les points pertinents, comme les ascenseurs, les couloirs, les portes, etc., en les plaçant à des intervalles de 50 mètres.

La carte et les intervalles sont détaillés dans l'image suivante.

carte détaillée + graphique de navigation + repères visuels

La source

La carte affiche un graphique de navigation ainsi que des marqueurs visuels AR placés à intervalles réguliers. Si nous développons une application de navigation intérieure pour un petit bâtiment, nous avons besoin d'environ 15 à 20 repères visuels.

Mais si une solution de navigation intérieure pour une chaîne d'approvisionnement dans divers domaines est en cours de développement, nous devons faire face à des centaines de repères visuels. Les performances peuvent diminuer car chacun de ces marqueurs doit être vérifié pour la correspondance.

Avec l'aide du GPS, nous pouvons localiser l'emplacement actuel de l'utilisateur. Ensuite, nous n'avons qu'à travailler avec les repères visuels de ce bâtiment.

Nous pouvons créer des cartes mises à jour dynamiquement offrant plus d'avantages aux propriétaires de sites. Par exemple, prenons une épicerie avec une section traiteur dans le coin arrière droit. Si la section se déplace vers l'arrière gauche à la place, l'application met à jour la position et est capable de générer un nouvel itinéraire vers le nouvel emplacement.

Apple a lancé le programme de cartographie intérieure, permettant aux propriétaires d'entreprises de créer des bâtiments standardisés et détaillés. plans intérieurs de leurs emplacements. Cela peut avoir une utilité future avec la navigation intérieure AR.

Le Wi-Fi RTT est plus précis que le Wi-Fi Protected Setup (WPS)

Bien que l'utilisation de la RA pour le positionnement de l'utilisateur offre une foule d'améliorations par rapport à l'orientation basée sur les balises, il est toujours nécessaire de résoudre plusieurs problèmes avant la navigation intérieure AR est le choix clair.

Et l'exigence d'une session ininterrompue est le plus grand obstacle à surmonter. Il est nécessaire que l'utilisateur maintienne une caméra active du premier marqueur jusqu'à la destination finale pour atteindre le seuil de précision.

Un moyen de contourner cette contrainte consiste à utiliser le positionnement basé sur le Wi-Fi RTT, qui a potentiellement une précision beaucoup plus grande que les solutions WPS actuellement utilisées.

Plutôt que d'évaluer la force du signal, le routeur Wi-Fi calcule le temps qu'il faut pour qu'un signal se rende à l'appareil de l'utilisateur, puis le temps qu'il faut pour qu'un signal accusant réception rebondisse. C'est ce qu'on appelle le temps d'aller-retour (RTT).

La véritable puissance intervient lorsqu'il y a plus de trois routeurs Wi-Fi dans une zone, ce qui permet à un algorithme, basé sur le principe de multi-latération, d'atteindre précision de l'ordre de 1 à 2 mètres.

Depuis août 2018, le Wi-Fi RTT n'est pris en charge qu'au niveau de la plate-forme par Android Pie. Cela signifie qu'un smartphone donné n'a pas besoin d'être connecté à un routeur Wi-Fi pour que le système fonctionne — le smartphone lui-même détermine les valeurs de distance.

Il est probable que d'autres entreprises technologiques suivront avec le Wi-Fi RTT, et cela aura une grande importance dans les domaines du marketing basé sur la localisation, de la domotique et de tout domaine basé sur la navigation intérieure.

La réalité augmentée montre des résultats prometteurs pour la navigation intérieure

De nombreuses technologies de support impliquées dans la navigation intérieure ne sont pas encore complètement matures à ce stade, mais elles produisent déjà des résultats impressionnants.

Alors que de plus en plus d'entreprises explorer le potentiel des marqueurs visuels AR et le Wi-Fi RTT connaît une adoption et une prolifération accrues, la navigation intérieure basée sur la réalité augmentée continuera de progresser.