Préambule:

Les visites virtuelles Matterport ont gagné en popularité au cours des dernières années, en partie grâce à leur accessibilité et à leur facilité d’utilisation. L’un des principaux arguments de vente, du moins pour moi en tant qu’un chef de projet de construction, est la possibilité de prendre des dimensions directement à partir de la visite virtuelle.

Lorsqu’il s’agit de précision dimensionnelle, la caméra utilisée peut faire une grande différence. Matterport fait de la publicité :

• Une précision de 99 % pour le Matterport Pro2 (PDSF $5,500 CAD + taxes pour le kit complet) ;
• 99,9% de précision avec le Leica BLK360 1st gen (PDSF $27,000 CAD + taxes pour le kit complet) ;
• et une grande perte de précision pour les autres caméras 360.

Je voulais voir par moi-même l’exactitude de ces affirmations. Si moi (et les fournisseurs de services Matterport) vendons un service, je ferais mieux d’être sûr que ce que je vends est à la hauteur de ce qui est annoncé.

À cet effet, les architectes, les ingénieurs et les professionnels de la construction auraient tout intérêt à mieux comprendre les avantages et les limites des capacités de mesure des visites virtuelles.

Dans quelle mesure la précision annoncée par Matterport est-elle fiable ?

J’ai réalisé quelques expériences sur un espace très simple (une pièce de forme carrée dans un appartement ouvert) et voici ce que j’ai trouvé.

Cet article couvre :

• La précision dimensionnelle entre 3 appareils différents ;
• Comparaison des valeurs de mesure entre les appareils ;
• La comparaison des valeurs de mesure au sein des appareils, basée sur les bonnes pratiques de numérisation ;
• La signification de votre valeur de mesure.imensional accuracy between 3 different devices;

Cet article ne couvre pas :

• Tout ce qui concerne le Matterport Pro3 ;
• Oui j’ai compris, le Pro3 est la dernière caméra de Matterport avec Lidar, avec une « précision de 99,9% ». Restez à l’écoute pour les prochains articles.
• Qualité des photos entre les appareils ;
• Facilité / rapidité de numérisation d’un appareil à l’autre, ou erreurs d’alignement ;
• Précision dimensionnelle sur les nuages de points Matterpak ou les fichiers e57 ;

Méthodologie de la 1ère expérimentation :

Ensuite, dans chacun de ces espaces 3D, j’ai pris des mesures de la longueur, de la largeur et de la hauteur. J’ai comparé ces dimensions aux dimensions réelles que j’ai obtenues en utilisant une mesure laser correctement calibrée (un Bosch GL100).

Assez proche !

Experiment #1 : Positions du scanner pour chaque test

Test 1
Ricoh Theta Z1 : Numérisation occasionnelle. 17 positions de numérisation.

Test #2
Matterport Pro2 : Fait avec désinvolture. 8 positions de balayage.

Test #3
Matterport Pro2 : Sone intentionnellement pour donner des mesures de haute précision. 35 positions de balayage.

Test #4
Leica BLK360 : Fait de manière décontractée. 5 positions de balayage.

Test #5
Leica BLK360 : Fait intentionnellement pour obtenir des mesures de haute précision. 9 positions de balayage.

Résultats des mesures pour chaque test :

Test 1
Ricoh Theta Z1 : dans une fourchette de 2 %.

Test 2
Pro2 : Dans la limite de 1,5 %.

Test 3
Pro2 : Dans la limite de 1 %.

Test 4
BLK360 : Dans une fourchette de 0,2 %.

Test 5
BLK360 : Dans la limite de 0,2 %.

Expérience #1 : Comparaison des mesures (espace 3D vs mesure laser Bosch)

Comparaison de la précision de mesure du Ricoh Theta Z1, du Matterport Pro2 et du Leica BLK360G1

Observations de l’ensemble des données de l’expérience n°1 :

Ricoh Theta Z1

Les dimensions étaient en fait pas mal, pour ce petit espace. A 2% près.

La Ricoh Theta Z1 (et peut-être d’autres caméras 360 moins chères) s’est étonnamment bien comportée en termes de précision des mesures, mais uniquement lorsque j’utilisais l’outil de mesure pour mesurer manuellement les points de départ et d’arrivée dans l’espace 3D.

Elle a rencontré le plus de problèmes lorsque j’ai essayé de créer des mesures en utilisant la méthode du double-clic (expliquée précédemment). Un utilisateur final devra passer beaucoup plus de temps à obtenir les mesures de la pièce, à moins qu’il ne mesure à partir de la vue en plan. Mais la mesure à partir de la vue en plan n’est pas aussi précise que la mesure à partir de l’espace 3D, et la mesure des hauteurs n’est pas une option dans la vue en plan.

Ricoh Theta Z1 – Un exemple de la mauvaise géométrie du Z1 dans l’espace 3D, qui rend difficile l’obtention d’une mesure du mur de l’autre côté de la pièce en double-cliquant.

Même si j’ai pu obtenir des résultats à 2% près avec le Z1, il m’a fallu un peu de temps pour obtenir les bons points de départ et d’arrivée à l’aide de l’outil de mesure, ainsi qu’une compréhension des limites de la plateforme Matterport. La plupart des utilisateurs ne disposent pas de ces connaissances techniques, ce qui peut entraîner des erreurs de mesure importantes.

Matterport Pro 2

Dans cette première expérience, le Pro2 a donné une précision de 1% lorsqu’il y avait suffisamment de positions de balayage, comme dans le test n°3.

Bien qu’il soit possible de ne pas atteindre la précision de 1% revendiquée par le Pro2 s’il y a trop peu de positions de scan, j’ai été surpris de constater que j’ai obtenu les mêmes résultats pour la longueur et la largeur du Pro2 dans les deux cas.

En revanche, pour la hauteur, le test n°2 n’a pas atteint la précision de 1%, tandis que le test n°3 s’en est approché de justesse. Étant donné que la Pro2 est limitée à une distance de 5 m, on pourrait s’attendre à des problèmes de mesure à des hauteurs de plafond plus élevées.

Il est important de garder à l’esprit l’implication de ce que signifie une erreur de 1%. Il peut s’agir d’une erreur de 10 cm (dans les deux sens) sur une distance de 10 mètres. Bien que cela n’ait pas été le cas lors de ce test (en raison de la géométrie simple de l’appartement, c’est-à-dire un grand carré), des problèmes peuvent survenir lorsqu’il y a plusieurs pièces et de plus grandes surfaces.

Leica BLK360 (et le problème de l’arrondi des chiffres)

Pour être parfaitement honnête avec moi-même, je dirais que la précision est de 0,2 %.

Ce qui m’a le plus gêné dans cette expérience, c’est que les mesures de l’espace 3D n’étaient précises qu’à 1 cm ou 1″ près. Je suppose que toute dimension prise dans l’espace 3D doit être arrondie au centimètre le plus proche (en système métrique), ce qui affecte les résultats de précision, en particulier pour le Leica BLK360.

Pourquoi cela pose-t-il un problème ? Voici un exemple :

• La largeur de l’appartement a été mesurée à l’aide d’un laser à 9,323m ;
• Le test n°5 avait une largeur mesurée de 9,31m. Si le résultat mesuré par le BLK360 était arrondi à deux décimales, la mesure avant l’arrondi aurait pu être comprise entre 9,305 et 9,314 mètres.
  • Si elle a été arrondie vers le bas à partir de 9,314 mm, alors la différence réelle en % des résultats de mesure serait de -0,099 % (ou 9 mm) ;
  • S’il était arrondi vers le haut à partir de 9,305 mm, la différence réelle en % dans les résultats de mesure serait de -0,195 % (ou 18 mm) ;

Il est donc possible que le Leica BLK360 ne soit, dans certains cas, précis qu’à environ 0,2% (ou pire, comme nous le verrons plus tard).

De plus, lorsque les dimensions réelles mesurées deviennent plus petites (pièces plus petites, largeur des couloirs, etc.), l’arrondi au centimètre le plus proche crée une différence en pourcentage encore plus grande entre le résultat mesuré et le résultat réel.

Expérience n°2 : performances en hauteur / de poutre à poutre

La Ricoh Theta Z1 et le Matterport Pro2 ont tous deux obtenu d’assez bons résultats lors de la mesure de la longueur de l’appartement, où les mesures de mur à mur étaient effectuées à environ 1,25 m du sol.

Les résultats des mesures ont commencé à souffrir lorsque je leur ai demandé d’effectuer une mesure mur à mur à une hauteur de 2,9 m du sol, où les positions de balayage les plus proches du mur auraient pu être plus éloignées des caméras. La BLK360, en revanche, n’a pas eu ces problèmes de hauteur.

Etant donné que les données de mesure ne se détériorent pour les caméras que lorsqu’elles sont mesurées à une certaine distance, j’ai besoin de savoir jusqu’où cela peut aller.

L’expérience suivante consistait à mesurer la distance entre la partie inférieure des poutres du plafond de l’appartement. La distance verticale entre le haut des Z1, Pro2 et BLK360 et la poutre était d’environ 2.2m. A partir de leurs espaces 3D respectifs, les distances mesurées ont été comparées aux résultats du scanner laser.

* N’oubliez pas que la visite virtuelle de Matterport arrondit les mesures à 2 décimales. Il est possible de se tromper de 5 mm supplémentaires. Si c’est le cas, ces 5 mm supplémentaires expliqueraient une plus grande importance de l'(in)précision de mesure pour le BLK360 lorsque la revendication est de « 0,1% de précision » par rapport au « 1% » du Pro2.

Observations de l’ensemble des données de l’expérience n°2 :

Tous les dispositifs de capture avaient une précision réduite lors de la mesure d’éléments dans le plafond, à une distance de 2,2m.

Ricoh Theta Z1

Ce n’est pas un gros problème pour le Z1 (ou d’autres caméras 360), puisque les attentes en matière de précision étaient de 4 à 8 % ;

Matterport Pro2

C’est un problème plus important pour la Pro2, qui quitte la plage de précision de 1 %. On peut estimer la précision de la Pro2 à 2 % pour des plafonds situés à 2 m de la caméra. La portée de la Pro2 est censée être de 5m, donc je ne suis pas sûr de la vitesse à laquelle les résultats se détérioreront à des distances > 2m.

Leica BLK360

Ooof. Ces résultats sont ceux qui souffrent le plus, avec un potentiel de résultats de mesure à 0,5% de précision en raison de l’arrondi des chiffres… bien loin de 0,1%.

Experiment #3 : Mesure des tuyaux dans le plafond

L’expérience n°3 consistait à mesurer la distance entre un ensemble de tuyaux visibles au plafond. Ceci est utile pour les ingénieurs en mécanique, qui souhaitent utiliser ces mesures pour planifier leur travail.

Pour cette expérience, j’ai utilisé un mètre ruban (plus approprié + plus couramment utilisé pour ce cas d’utilisation) et j’ai comparé les résultats obtenus avec le Z1, le Pro2 et le BLK360.

Ricoh Theta Z1 – l’outil de mesure ne distingue pas vraiment la différence entre le tuyau et la poutre juste au-dessus. C’est comme s’il regardait une surface plane. Pas bon.

Matterport Pro2 – l’outil de mesure sent qu’il y a quelque chose de différent entre le tuyau et la poutre au-dessus de lui, mais ne parvient pas à se fixer sur le point souhaité. La comparaison des points de départ et d’arrivée de la mesure en dit long. C’est plutôt mauvais, surtout si les utilisateurs/clients de Pro2 comptent sur cet outil pour obtenir des données de mesure.

Leica BLK360 – On peut voir ici comment l’outil de mesure (le curseur) suit le contour du tuyau, distinguant clairement les limites entre le tuyau et la poutre au-dessus.

La BLK360 est la solution idéale pour mesurer la tuyauterie dans les plafonds.

Observations de l’ensemble des données de l’expérience n°3 :

C’est assez clair – le Leica BLK360 est le seul appareil de numérisation capable de détecter et de mesurer avec précision les canalisations. Aucun autre appareil de cette expérience n’a le droit d’essayer de le faire dans un cadre professionnel.

Si l’on considère les performances médiocres du Pro2 pour mesurer les tuyaux dans le plafond, on peut s’inquiéter de la qualité des données provenant des Matterpaks, des e57 et des autres ressources numériques qui sont vendues à des fins d’architecture, d’ingénierie et de construction,

Réflexions finales

L’appartement était un endroit assez simple à numériser : un espace ouvert, de moins de 900 m², sans rebondissements. Les projets futurs peuvent être plus grands et plus compliqués (plus de pièces, des plafonds plus hauts, plusieurs étages), mais quelle que soit la taille du travail, il est important d’avoir les meilleures pratiques de numérisation.

Disposer d’un ensemble de plans créés par Matterport ainsi que d’une visite virtuelle en 3D peut être extrêmement utile au début d’un projet, SURTOUT s’il n’y a pas de plans existants. Et avec de bonnes pratiques de numérisation, je pense que les utilisateurs de Pro2 et BLK360 peuvent atteindre les précisions de mesure annoncées de 1% et 0,1% pour la plupart (pas toutes) de leurs numérisations, ce qui est suffisant pour de nombreux cas d’utilisation.

Cela dit, après avoir mené ces expériences, je suis maintenant un peu plus conscient des limites de la technologie et je veillerai à gérer les attentes de mes clients également. Je recommanderais à tout professionnel de l’AEC qui reçoit un ensemble de plans d’étage générés par Matterport, de les vérifier à l’aide d’une mesure laser, ou d’être en paix avec les inexactitudes de mesure potentielles décrites dans cet article.

En tant que chargé de projet, j’utiliserais certainement l’espace 3D généré par un BLK360 pour prendre des mesures et coordonner les activités de construction, sans ressentir le besoin d’aller mesurer sur le chantier avec un mètre laser ou un mètre ruban. Pour la plupart des applications, en tout cas. L’espace 3D offre souvent une meilleure précision que celle que je pourrais espérer obtenir avec un mètre à ruban (encore couramment utilisé en 2023). Et puis, c’est bien trop pratique de ne pas avoir à se rendre sur mes chantiers pour regarder quelque chose et prendre une mesure, quand je sais que je peux souvent être précis au centimètre près. Tout ce qui exige un niveau de précision plus élevé (comme la menuiserie, les poutres et les colonnes en acier, etc.) nécessitera presque toujours des mesures sur place par le professionnel de la construction qui exécutera le chantier, quelles que soient les dimensions indiquées sur le plan de construction.

Toutefois, si les professionnels de l’AEC ont besoin d’une précision de mesure de 0,1 % et plus dans les phases de planification d’un projet, ils peuvent toujours envisager d’enregistrer le nuage de points Leica BLK360 dans l’application Cyclone de Leica. Par rapport à l’espace 3D du Matterport (et aux fichiers e57 / matterpak), les mêmes données BLK360, lorsqu’elles sont enregistrées dans Cyclone et visualisées dans AutoDesk Recap, atteindront la tolérance de mesure de 0,1%… mais cela sort du cadre de cet article. Restez à l’écoute.

Nuage de points correctement enregistré en Cyclone, utilisant les données de numérisation de BLK360, tel que vu dans Autodesk Recap, avec une comparaison des données de mesure. Maintenant, nous sommes dans une précision de 0,1%.