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Projet SIMVIR

Description : Modèles numériques 3D géo-spécifiques pour des simulateurs études / formation à la conduite (routiers et ferroviaires) et la valorisation grand public du patrimoine urbain.

Partenaires : Oktal, Virtuel City, ISM/CRVM, PSA, Keolis, Pays de Montbéliard, Armines

Années : 2012-2014

Site web : SIMVIR

Les grands industriels font appel depuis longtemps à la simulation de conduite à la fois en amont lors du développement des véhicules et en aval pour la formation des conducteurs. Ainsi, les constructeurs automobiles utilisent les simulateurs de conduite leur permettant de reproduire à volonté et sans risques des essais véhicules à la fois en phase d'innovation et en phases de développement. De même, les grands opérateurs ferroviaires et plus récemment Tramway, mettent en œuvre des simulateurs pour la formation initiale et continue de leurs conducteurs.

Dans les deux cas, ces « simulations lourdes » nécessitent une reproduction parfaitement fidèle de l'environnement routier et ferroviaire avec un très haut niveau d'exigence dans la représentation visuelle et fonctionnelle de l'environnement.

D'un autre côté, et plus récemment, le 3D Learning constitue une nouvelle forme d'enseignement qui utilise une représentation virtuelle de l'environnement réel comme medium de communication. Ses composantes incluent différentes formes de présentation, de gestion de l'expérience d'apprentissage, ainsi qu'une communauté d'apprentissage virtuel, de développeurs de contenu et d'experts. Le 3D Learning permet un apprentissage plus rapide, à moindre coût et sans risques de sécurité, il facilite l'accès à l'apprentissage et permet un suivi détaillé de tous les participants à chaque étape du processus d'apprentissage.

Au rythme où la culture et la connaissance évoluent, les organisations ont de plus en plus recours au 3D Learning qui permet à leurs employés d'acquérir une véritable habilité technique et une parfaite connaissance des parcours physiques à effectuer, constituant un avantage important en termes de sécurité et qualité pour ces entreprises et organisations. Les technologies mise en œuvre dans le 3D Learning tendent aujourd'hui à s'approcher de la « simulation lourde » sans toutefois répondre au très haut niveau d'exigence attendu.

Cependant dans les deux cas, les limites technologiques d'intégrations automatisées de bases de données représentant un environnement réel, les difficultés de la représentation détaillée et fidèles à grande échelle, les données numérisées et les limites des technologies d'affichage freinent l'essor du simulateur et du 3D Learning.

A l'évidence, certains travaux de recherche récents (en particulier la lignée des projets TerraNumerica) ont très clairement montré et ouvert la voie à des méthodes nouvelles permettant de pousser plus loin la production automatisée sans néanmoins permettre le tout automatique. Ces nouvelles méthodes sont fondées sur l'acquisition et l'intégration de données géo-référencées. Sur les bâtiments urbains, les méthodes d'acquisition disséminées par le projet (depuis le sol et les airs) ont déjà fait l'objet d'industrialisation par VirtuelCity. Dans le même temps, Oktal qui depuis plus de 20 ans, n'a cessé de développer et enrichir sa propre chaine de production d'environnement routier et ferroviaires, a intégré dès 2005 avec PCA Peugeot Citroën la production semi-automatisée depuis des données source géo-référencés vers les simulateurs de conduite.

Avec l'appui de deux utilisateurs clé de référence (PCA Peugeot Citroën et Kéolis), Oktal vise très clairement à enrichir les outils de production d'environnement virtuel pour les simulateurs de conduite :

  • En intégrant à la fois des solutions démontrées viables à travers les projets TerraNumérica ; par exemple, l'acquisition automatisée de bâtiment et de surface de route via VirtuelCity,
  • En prolongeant et en spécialisant les méthodes d'acquisition automatique pour la signalisation routière et ferroviaire avec ARMINES,
  • En adaptant et intégrant des outils de modélisation civiliste,
  • En intégrant des paramètres basés sur des critères perceptifs (avec ISM) et des critères fonctionnels applicatifs (avec les utilisateurs).

L'objectif pour les utilisateurs participant au projet est de réduire drastiquement le coût de production des environnements virtuels tout en améliorant la qualité des modélisations. C'est l'enjeu « clé » d'un déploiement industriel de la solution pour Oktal et VirtuelCity.

Les simulations de conduite routière ou tramway, particulièrement en environnement urbain, réclame une grande richesse de peuplement d'individus : intelligence artificielle à la fois trafic et piétons/passagers. Depuis longtemps, les simulateurs de conduite automobile intègrent des modélisations des comportements qui ont fait l'objet de nombreux travaux de recherche. La solution SCANeR™ d'Oktal est issue de plus de 15 ans de recherche et développement et a bénéficiée de nombreux transferts de technologies, à la fois de Renault et de Ifsttar. Le produit est aujourd'hui reconnu à travers le monde comme étant très avancé en matière de modélisation trafic et piétons en temps réel pour des applications de conduite, comme en témoignent les nombreuses publications internationales.

Dans la continuité des projets TerraNumerica, le projet « Bus Training » a exploré la possibilité de produire un « serious game » exploitant ces environnements virtuels. Dans le même temps et sur le même appel à projet « serious gaming », Oktal a démontré grâce au projet « geDriver » qu'un jeu sérieux (sur l'éco-conduite en l'occurrence) pouvait être réalisé et diffusé en utilisant les technologies de la simulation professionnelle (logiciel SCANeR™ en l'occurrence).

Fort de ces références, le projet « SIMVIR » ne vise pas à développer de nouveaux modèles d'Intelligence Artificielle mais, à utiliser et contraindre les modèles existants en densifiant le nombre d'acteurs dans une séance de conduite. Nous savons que ces contraintes imposeront d'enrichir le modèle numérique d'environnement RoadXML et de mettre en œuvre des méthodes originale de scénarisation.

Ainsi et de la même façon, l'objectif pour les utilisateurs participant au projet est de réduire le temps nécessaire à la mise au point de scénario de conduite incluant un grand nombre d'acteurs (trafic, piétons et passagers).

Enfin, l'intégration automatisée de données très réaliste à un niveau piéton dépasse le strict intérêt des simulateurs routiers et tramway. L'industrialisation des données ainsi intégrées et l'affichage optimisé d'un niveau de détail très élevé sont de fantastiques opportunités pour valoriser le patrimoine architectural des villes Françaises.

A ce titre, le consortium entend profiter de son programme de recherche « professionnel » pour valoriser son travail par la possibilité de diffusion grand public sur tablettes IPad/Android des données optimisées industriellement pour les simulateurs. Le territoire de Montbéliard (Communauté urbaine de 29 communes), lieu d'implantation de VirtuelCity et de PCA Peugeot Citroën, servira de prototype. Ce territoire mixte, urbain, semi urbain et rural est l'expression d'une variété riche pour expérimenter les simulateurs de conduites, de transports collectifs et de valorisation du patrimoine Français auprès du grand public. D'un point technologique, la diffusion à travers les tablettes se fera au travers d'un prototype mis à disposition des services culturels et du grand public, sur le territoire, via IPad.

Dans la continuité des récents projets relatifs à la numérisation du territoire et sur la base de résultats de projets de recherche de simulation de conduite cristallisé par Oktal sur les produits SCANeR™ et OKSimRail™, le projet de recherche et développement « SIMVIR » ambitionne d'intégrer et d'optimiser des outils permettant de produire un modèle numérique 3D à grande échelle (plusieurs dizaine de kilomètres urbains) et de précision centimétrique pour être fidèle à la réalité, adapté aux besoins d'utilisateurs exploitant des simulateurs et/ou travaillant dans le 3D Learning.