Les projets de la promo 2019 – la synchronisation de caméras à bas coûts

Pour leur projet de fin d’études réalisé en 5e année au sein de la Majeure Génie Informatique des Systèmes Temps Réel et Embarqués (GISTRE), Julien Gautier, Tifanny Suyavong, Adrien Stalain et Grégoire Verdier (EPITA promo 2019) ont travaillé sur un dispositif de synchronisation de caméras pour des modules 180° et 360°, sujet proposé et encadré par l’équipe de recherche en robotique d’exploration SEAL. Leurs efforts leur ont permis de mettre au point un prototype fonctionnel qui, à l’avenir, pourrait bien changer la donne dans le monde de la modélisation 3D d’un point de vue financier comme l’explique Adrien.

Quel est le concept de votre projet ?

Adrien : Pour plein d’applications possibles, on a envie d’avoir des caméras capables de prendre des clichés en même temps, à plus ou moins 1 milliseconde de décalage. Par exemple, si l’on veut reconstruire un modèle en 3D, il faut prendre l’objet en photo sous chaque angle afin d’ensuite le reconstituer en 3D via des algorithmes. Or, si l’objet en question bouge, les photos doivent absolument être prises au même moment, sinon le modèle 3D ne sera pas bon. Il faut savoir que de tels appareils existent déjà, mais qu’ils sont très chers et valent plusieurs milliers d’euros. Étant donné leur coût, on ne peut donc pratiquement pas les utiliser sous l’eau ou dans les airs via un drone car les risques d’endommagement liés à l’infiltration ou à un crash sont trop importants. Voilà le concept de ce projet : rendre possible cette technique tout en la rendant moins onéreuse.

Comment vous y êtes-vous pris ?

Adrien : Nous utilisons des Raspberry Pi 3B+ et Zero avec des Pi Cams. Le prix d’un Raspberry Pi comme d’une Pi Cam équivaut à 20 euros l’unité, ce qui est largement plus abordable. Notre mission consistait ensuite à les synchroniser. Au début, nous avons fait un test simple, en réalisant un petit script rapide capable de faire des photos en même temps : le décalage entre les photos était alors d’une quarantaine de millisecondes. Petit à petit, essai après essai, nous avons amélioré cette performance, notamment à travers les modifications de la configuration du système d’exploitation ou du programme en lui-même. Au moment de présenter le projet à l’EPITA, le décalage était descendu à 8 millisecondes, mais avec du travail supplémentaire, ce laps de temps pourrait encore diminuer. En effet, le projet nous a d’abord demandé de passer beaucoup de temps à concevoir les bases du système puis le processus de la phase de test. Une fois ces étapes passées, nous avons pu nous concentrer sur l’optimisation. Les étudiants de l’EPITA qui récupéreront le projet auront pour mission de maîtriser complément le système pour tenter d’arriver à atteindre ce seuil de 1 milliseconde. Pour moi, c’est un objectif atteignable.

Le projet est très intéressant techniquement, mais aussi d’un point de vue commercial sachant le différentiel de prix entre les appareils professionnels et votre solution.

Adrien : C’est vrai. Nous n’avons pas fait de recherches en profondeur du côté des amateurs, mais chez les professionnels, il n’y a pas d’équivalent en matière de coût.

Quel a été le défi le plus passionnant à relever ?

Adrien : Sans doute faire fonctionner ensemble plusieurs systèmes différents et les délester de certaines options pour améliorer le processus. Tout configurer est forcément intéressant. Pour ma part, cela m’a permis d’apprendre de nouvelles choses sur Linux par exemple.

Enfin, quel est l’intérêt de choisir la Majeure GISTRE quand on étudie à l’EPITA ?

Adrien : Pour quelqu’un qui s’intéresse aux systèmes, c’est une Majeure très intéressante. Mais GISTRE, ce n’est pas que ça : on touche aussi à l’électronique, à l’embarqué, aux objets connectés… Enfin, la Majeure octroie pas mal de temps pour se consacrer à des projets personnels. Cela permet d’explorer encore d’autres domaines, d’aller plus loin. C’est ce qui m’a permis de trouver un stage à Orange Labs sur la preuve formelle sur des microprocesseurs : j’avais étudié les microprocesseurs en cours et la preuve formelle sur mon temps libre.