I-carte
Sommaire
Présentation
I-carte est un moyen qui vous permet de découvrir ou de redécouvrir différemment un territoire (ville, quartiers, etc.). Pas besoin d’être un expert de la balade, notre public se veut curieux et intéressé par les endroits qui l’entourent. Le projet s’articule en deux temps : tout d’abord une carte interactive représentant le territoire à explorer, puis une panoplie venant enrichir cette carte grâce à la captation de données durant la balade. Elle permettrait d’une part d'informer l’utilisateur des caractéristiques de son environnement et d’autre part de lui suggérer des régions à découvrir.
Objectif semaine workshop
Présentation du projet
- Note d'intention
- Description détaillée du projet
- Storyboard
- Teaser de présentation
Capteurs
- Faire fonctionner quelques capteurs et les tester en extérieur
- Sauvegarder les données récoltées
La panoplie
- Dessin
- Maquette
L'application
Sur Android:
- Récolter les données GPS
- Les exploiter en les positionnant sur une carte
- Afficher la carte
Interface:
- Chemin de fer
- Style graphique
- Implantation dans l'application Android
- Vidéo de présentation
Cartographie
- Les différentes cartes (NB et couleur)
- Effets des data sur la carte
Résultat de la semaine de workshop
Description détaillée du projet
Dans cette section, nous vous présentons le projet tel que nous l'avons imaginé dans sa globalité. Certaines fonctionnalités ont du être mises de coté par manque de temps
Notre carte intéractive
La carte interactive se présente sous la forme d’une application Android. Vous la téléchargez sur le Google Store. Une fois installée, une première interface vous propose une carte de l’agglomération de Saint-Etienne brumé, tel qu’on les connait dans les jeux vidéo. 2 usages vous sont alors proposés :
- Vous êtes un passionné de l’exploration et de la balade, vous voulez parcourir les moindres recoins de votre territoire et réussir à dégriser l’ensemble de la carte.
- Vous aimez les balades originales, garder des traces de vos balades pour pouvoir vous en souvenir, vous en servir et pourquoi pas dans le but de les refaire avec vos amis.
Ses fonctionnalités :
Durant la balade :
Après la balade :
La panoplie
Elle serait composée de 3 éléments :
- Un bracelet contenant une micro carte pour capter le pouls de la personne. Les données seraient envoyées sur la carte Arduino ou directement sur le smartphone grâce au Blue-tooth.
- Un petit objet à placer sur le sac/sur le vélo contenant une carte Arduino. Sur cette carte nous placerions plusieurs capteurs :
- Température
- Ultraviolet
- Qualité de l’air
Ces données seraient soi stockées sur une carte SD directement intégrée sur la carte Arduino ou alors envoyées par Bluetooth directement sur l’application Android.
Nous avons choisi ces capteurs dans le cadre de notre projet mais il est tout à fait envisa-geable d’imaginer d’autre capteurs qui pourraient apporter des informations supplémen-taires sur l’environnement (humidité, éclairement, etc.).
- 2 boutons poussoirs permettant à l’utilisateur de signaler s’il a aimé ou non un lieu durant sa balade en mémorisant sa localisation (données GPS) sur son trajet.
Améliorations possibles
Nous utilisons de plus en plus nos smartphones ou nos tablettes tactiles, si bien qu’il parait parfois indispensable de l’avoir sur nous. On pourrait imaginer que notre projet s’affranchisse complètement du téléphone/tablette durant notre balade pour profiter pleinement du moment. Ainsi, on placerait tous nos capteurs sur notre panoplie, y compris les données GPS. Une montre avec un petit écran pourrait venir remplacer le téléphone pour amener le marcheur à s’en détacher. La montre servirait à lui donner un certain nombre d’informations tel que les données environnementales captées ou le temps de sa balade. Un code couleurs pour l’alerter si une donnée dépasse un certain seuil pourrait l’aiguiller dans le choix des chemins qu’il emprunte.
Personas
Loic, 23 ans
Loic ne sais jamais trop où allez se promener, il se cantonne à trainer en ville car dans ce lieu il trouve de l'indication en permanence et cela le rassure.
Loic apprécie pourtant sortir de la ville mais il ne veut pas s’embêter à lire une carte et se renseigner sur les lieux à visiter. Comme prétexte et pour se rassurer, Loic décide d’essayer I-carte.
Il enfile sa nouvelle panoplie, ses chaussures de marche et décide de faire un tour hors de la ville. Pour cela, il sort de chez lui et prend une direction au hasard en précisant à l’application qu’il souhaite sortir de la ville. Le dispositif réagit et lui propose un itinéraire.
Cela fait maintenant 20 minutes que Loic marche, il vient de quitter la ville. Il se trouve à l'orée d'une forêt. La panoplie sait que Loic ne s'est pas trop fatigué lors de cette marche et lui propose un trajet relativement circulaire au travers de la forêt.
Après une heure de marche, Loic vient d’apercevoir au loin une clairière, il s'y dirige. La panoplie prend en compte le désir de Loic et réajuste la trajectoire de la boucle.Cela fait maintenant deux heures que Loic a quitté son domicile. Le dispositif informe Loic qu’il est en état de fatigue et lui propose un itinéraire pour rentrer.
De retour chez lui après 3h30 de marche, Loic se pose sur son canapé et consulte l’application I-carte sur sa tablette. Entre temps, la panoplie a eu le temps de transférer les informations de sa balade sur la tablette.
Loic découvre alors une carte personnalisée où seul son trajet est représenté. Il peut maintenant s’informer des différentes données environnementales que la panoplie a captées durant sa balade.
Loic n'a pas aimé passer par la forêt, Il dessine alors la zone de la forêt sur la tablette et la désigne comme un lieu peut attrayant. Néanmoins, il a apprécié passer du temps près de la clairière et l’avait signalé en appuyant sur le bouton de sa panoplie. Loic visualise la position de la clairière sur son chemin et ajoute un petit texte où il laisse un commentaire sur le lieu.
Pour sa prochaine balade, la panoplie lui indiquera un chemin qui évitera cette forêt.
Juliette, 43 ans
Juliette est une enseignante en art plastique au collège Gambetta de Saint-Etienne. Elle aime se balader les weekends dans le massif du Pilat. Elle est plutôt experte dans le milieu de la marche et apprécie prendre du temps pour acheter des accessoires tels que des chaussures ou un sac de randonné. Elle remarque qu’elle aimerait garder plus de traces que de simples photos de ses balades. A vrai dire, il lui arrive souvent de parler de ses balades avec ses amis et de se dire « je suis tombé sur un endroit super sympa il y a un mois, mais impossible de me souvenir comment y retourner ! ».
Juliette entend alors parler de la panoplie I-carte. Elle s’empare de sa tablette tactile, télécharge l’application et commande la panoplie.
Petit à petit Juliette se construit un petit catalogue des différentes balades qu’elle a faites et prend plaisir à les consulter tranquillement chez elle. Artiste dans l’âme, elle exporte les fichiers relatifs à sa balade et utilise son propre logiciel pour travailler sur les couleurs et les formes des paysages en fonction des données environnementales captées. Après une heure de travail, elle décide d’imprimer quelques un de ces rendus et de proposer à ses élèves un projet en lien avec ses balades.
Juliette parle également de la panoplie à ses amis qui décident de l’acheter et de télécharger l’application. Une petite communauté voit le jour et tous se mettent à partager leurs balades en ligne en comparant les données, leurs chemins empruntés et les centres d’intérêt de chacun.
Céline, 25 ans
Céline a eu son diplôme d’ingénieur en biologie il y a 2 ans. A la suite d’une année de césure, elle a obtenu un premier travail consistant à lister les différentes plantes et arbres présents dans une forêt. Elle effectue également des mesures et prélève des échantillons qu’elle analyse ensuite au laboratoire de son entreprise.
Afin de faciliter son travail, Juliette embarque sa tablette tactile et sa panoplie I-carte. Grace à l’application qui enregistre les parcours qu’elle effectue chaque jour, Juliette peut consulter régulièrement les zones qu’ils lui restent à parcourir.
Dans le cadre de ses mesures, il est également intéressant pour elle de connaitre les facteurs qui joue sur le bien-être de la flore. Ainsi, les mesures effectuées par la panoplie I-carte l’aide à comprendre le développement plus accentué de certaines zones par rapport à d’autre (éclairement, humidité, température, rayonnement UV,etc.).
Céline voit en la panoplie I-carte un outil de travail, qui lui permet, sans trop s’encombrer et en toute simplicité, de gagner un temps précieux dans ses analyses.
Notre matériel
Pendant la semaine de workshop, nous avons travaillé sur une carte Arduino avec une carte SD, un capteur de température, de qualité de l'air, de pouls, d'UV et d'infrarouge. Dans cette rubrique vous trouverez les caractéristiques de chacun de ces composants.
Les cartes
- Une carte Arduino
- Modèle: Mega 2560
- Fréquence d'horloge: 16MHz
- Une Shield Grove pour carte Arduino
- Led: indicateur de reset
- Reset: Via un bouton-poussoir
- Connecteurs: 16 4 broches
- Dimensions: 70 x 54 x 20mm
- Une shield wifi pour carte Arduino
- Tension d'alimentation: 5V
- Type de chiffrement: WEP et WPA2 Personal
- Type de connection avec la carte Arduino: SPI
- Slot pour carte SD: oui
- Autre caractéristique: Mini port USB pour mise à jour du firmware de la Shield
Les capteurs
- Un capteur de température
- Modèle: TMP36
- Tension d'entrée de 2.7 à 5.5Vcc
- 10mV/°C
- Précision: + ou - 2°C
- Linéarité 0.5°C
- Température de fonctionnement: -40°C à 125°C
- Type de liaison:série
- Un capteur d'UV et d'IR
- Modèle: SI1145
- Spectre de détection pour l'infrarouge: [550nm;1000nm] centré à 800nm
- Spectre de détection du visible: [400nm;800nm] centré à 530nm
- Type d'alimentation: en tension de 3 à 5V
- Température de fonctionnement: -45°C à 80°C
- Type de liaison:I2C
- Dimensions: 20mm x 18mm x 2mm / 0.8" x 0.7" x 0.08"
- Poids: 1.4g
- Un capteur de qualité de l'air
- Modèle:Grove v1.3
- Particules détectées: Monoxyde de carbone, alcool, acétone, diluants, formalhéhyde
- Alimentation d'entrée: 3,3V ou 5V
- Capteur: Winsen MP503
- Type de liaison: série
- Dimension: 40x20mm
- Capteur de pouls
- Modèle: Grove
- Particularités: STM32F103 intégré
- Surface de détection du capteur de pouls: 3mm x 4.7mm
- Température de fonctionnement: -20°C à 60°C
La source d'alimentation
- Batterie
- Modèle: Leitz
- Caractéristiques: 6Ah
Assemblage de la maquette
La connectique utilise le standard des kits groves
- Fabriquer dans le matériau de votre choix la maquette qui contiendra les cartes électroniques
- Prévoir les liaisons nécessaires pour relier tous les ensembles
- Effectuer le montage du premier socle
- Insérer la batterie dans l'espace dédié
- Insérer le premier étage socle
- Intégrer la carte Arduino sur lequel est plogué la Shield Grove
- Brancher le capteur de pouls sur la Shield Grove (voir instruction plus bas)
- Ploguer la shield Wifi sur la Shield Grove
- Placer le 3ème étage de socle
- Solidifier le tout
- Brancher les différents capteurs manquants (voir instruction plus bas)
- Placer la plaquette électronique au dessus
- Solidifier
Branchement du capteur de pouls
- Relier le capteur de qualité de l'air à l'ensemble de broches I2C 0 de la shield Grove
- Ploguer la shield Wifi sur la shield Grove
- Après avoir formaté la carte SD, insérer la carte SD dans le slot de la shield Wifi prévu à cet effet
Se munir d'une plaquette électronique
Branchement capteur de température
- Insérer le capteur de température sur la plaquette de telle sorte que chaque pin soit à des broches de tensions différentes
- Relier le pin Ground à la masse de la shield Wifi
- Relier le pin du centre au pin A0 de la Shield Wifi
- Relier le Pin Vin au pin 5V de la shield Wifi
Branchement capteur UV et IR
- Insérer le capteur UV et IR de telle sorte que chaque pin soit inséré à des broches de tensions différentes
- Relier le pin Ground à la masse de la Shield Wifi
- Relier le pin SCL au pin clock de la carte Arduino Mega (Pin 21)
- Relier le pin SDA au pin SDA de la carte Arduino Mega (Pin 20)
- Relier le pin Vin au pin 5V de la shield Wifi
Branchement capteur qualité de l'air
- Relier le capteur de qualité de l'air à la broche A0 série du grove shield
Code Arduino
Installation de l'application mobile
- Installation et configuration du logiciel Android Studio
- Suivre le tuto : https://openclassrooms.com/courses/creez-des-applications-pour-android/installation-et-configuration-des-outils
- Télécharger le projet puis le dézipper :
- Ouvrir le projet dans Android Studio
- Lancer l’application sur mobile
- Installer les drivers (voir premier tuto) sur le téléphone, le connecter à l’ordinateur et compiler Android Studio (Maj+F10).
- L’application s’installe automatiquement sur le téléphone et peut être lancé depuis celui-ci.
Compte rendu des séances de travail
Cette partie explique le cheminement de nos idées et ainsi nos évolutions durant le projet. La description finale de notre projet ce trouve dans la partie Description détaillée de notre projet
Première séance
Discussion en groupe sur les idées de chacun pour ce projet. Les principales idées retenues étaient :
- Les objets connectés de la maison
- Les facteurs extérieurs jouant sur notre humeur : luminosité, bruit, température, humidité, temps, heure de la journée, etc.
- Le potager connecté
- prédiction de la météo, analyse de la constitution de l'air
Objectif pour la prochaine séance : réussir à se mettre d'accord sur une idée plus précise du projet
Deuxième séance
Remise en question de toutes nos idées : 2eme Brainstorm assez long
Idée retenue : Notre projet se concentrerait sur le thème de la balade (comment revivre une balade, comment garder des souvenirs de sa balade et comment la faire partager aux autres?)
L'idée est de sortir faire une balade avec une panoplie qui serait capable de capter un ensemble d'informations sur notre balade (température, son, image, luminosité, parcours GPS, etc.). A la suite de cela, ces informations (ou une partie) pourrait être transmises sur un réseau social ou une application pour permettre à d'autres de vivre notre balade ou de leur donner envie de la faire. D'autre part ces informations pourraient permettre à l'utilisateur de revivre des instants de sa balade à travers des sons et des images.
Troisième séance
Comme prévu notre groupe de projet a effectué une réunion supplémentaire pour prendre une décision sur notre groupe de travail.
Objectif de la réunion : savoir si nous arrivons à nous mettre d'accord sur un projet ou bien si nous sommes contraints de dissoudre le groupe et de se répartir dans les autres groupes de projet.
Heureusement, nous avons réussi à l'issue de cette réunion à nous mettre d'accord sur un projet que nous allons vous expliquer :
Notre projet concerne des utilisateurs s’intéressant à la ville de Saint-Etienne. Le point de départ du projet démarre avec une application sur tablette/smartphone contenant une simple carte complètement vierge et un signal GPS à disposition. Lors de la première utilisation, l'utilisateur ne voit qu'un seul point sur la carte (qui correspond à sa position) et un tout petit périmètre des alentours (quelques mètres). Le reste de la carte est noir, comme du "brouillard". L'objectif pour lui est d’éclaircir ces zones d'ombres en se baladant à travers tout Saint-Etienne. Lorsqu'il passe devant un endroit qui lui plait ou dont il veut se rappeler, la panoplie (ou la tablette/smartphone) qu'il transportera lui fournira quelques outils : microphone, caméra, bouton présent sur la panoplie pour donner une sensation positive ou négative, voir d'autres. Ainsi, au fur et à mesure, la carte s'éclaircira sur sa tablette/son smartphone et il pourra constater les endroits qu'il a déjà visité, et visualiser plus particulièrement les endroits qui l'ont marqué (présence de points de couleur marqués sur la carte). En cliquant sur ces points de couleurs, il pourra avoir accès à l'ensemble des traces qu'il avait laissé lors de son passage (enregistrements sonores, vidéos, photos, etc.).
L'objectif final est d'éclaircir au maximum la carte. Le deuxième objectif serait également d'avoir une rétrospective sur nos balades et de se rappeler des endroits que nous aimons pour pouvoir les retrouver facilement.
Vient-alors la question des capteurs. Comment les intégrer dans notre panoplie et surtout pour quelle raison? La réponse est simple. Nous souhaitons intégrer un ensemble de capteurs sur notre panoplie (luminosité, pollution, humidité, température, bruit, voir d'autres) dans le but de réaliser des cartographies de Saint-Etienne en utilisant ses données. La météo le fait déjà un peu à l'échelle nationale ou mondiale avec la représentation des courants d'air chaud ou la représentation des zones de dépression, etc.
Exemple : imaginer la représentation cartographique de Saint-Etienne en fonction de l'humidité ? Cela nous donnerait des formes intéressantes qui nous montreraient Saint-Etienne sous un autre angle.
Ainsi, l'idée serait de récupérer en temps réel les données des capteurs, de les stocker, puis de les envoyer à posteriori sur un logiciel de cartographie qui établirait, à partir des données envoyés, différentes cartes suivant un critère à chaque fois (humidité, luminosité, etc.) On pourrait imaginer que l'utilisateur choisissent les cartes qu'ils souhaitent visualiser sur l'application.
Nous nous revoyons jeudi 11 novembre pour avancer de nouveau sur ce projet. Différents objectifs ont été fixés :
- Lister les différents capteurs disponibles et voir quels sont ceux qui pourraient être pertinents à représenter sous forme de carte
- Regarder les différentes représentations cartographiques qui existent et s'en inspirer pour notre projet
- Réfléchir à la structure de notre panoplie : fixe, mobile, apparence, etc.
Quatrième séance
Rendu de la carte après le premier trajet
Et rendu de la carte après le sixième trajet
Carte avec fond
Nous nous sommes retrouvés pour que chacun explique au groupe le travail qu'il a effectué durant la semaine.
William et Johanna se sont penchés sur les différents capteurs que nous pouvions intégrer à notre panoplie :
- Capteur de luminosité, d'UV
- Capteur d'humidité
- Capteur de température (présent dans le téléphone)
- Capteur d'altitude (présent dans le téléphone)
- Capteur de particule fine (pollution)
- Capteur de pouls (idée d'une montre)
- Capteur touch sensitive (bouton)
Quentin s'est intéressé aux logiciels existant pour faire de la data visualisation : Tableau public, Open Street Map (logiciel compliqué à prendre en main).
Malo a regardé les différentes cartes qu'il existe en s'aidant de l'atlas mondial, de cartes sur les manières de représenter les données (jeux de couleurs, cartes symbolique, points de vue [carte du monde vu de l'Australie], carte en mouvement. Il a également effectué un premier montage pour donner une idée du type de rendu que cela pourrait rendre. [1]
Nous avons ensuite discuté de la forme de la panoplie : ce ne serait pas un vêtement, mais plutôt un objet qu'on accrocherait quelque part sur soi. De plus, il y a une nécessité d'avoir certain capteurs orientés vers l'extérieur pour capter de manière optimale les données environnementales. Nous utiliserons au moins une carte Arduino où nous brancherons ces capteurs dessus. Les données seraient stockées sur une carte micro SD qu'on pourrait par la suite connecter au téléphone/tablette pour extraire et visualiser les données sur notre logiciel.
Objectifs pour la prochaine séance :
- Pousser les recherches sur les logiciels de data visualisation
- écrire des scénarios pour plus précis sur l'utilisation de notre panoplie
- Se renseigner les API OpenstreetMap
Cinquième séance
Nous nous sommes décidés concernant la forme qu'aurait la panoplie. Cette panoplie serait constituée de 3 objets.
- Le premier objet consisterait en un ensemble compact "de captation environnementale" qui comme nous l'avons dit précédemment serait un objet que l'on accroche directement au sac, vélo ou autre. Il contiendrait une carte Arduino sur laquelle seraient implantés un capteur de température, une capteur UV et un capteur de qualité de l'air.
- Le second objet serait un brassard que l'utilisateur porterait à son poignet. Il contiendrait une mini carte sur laquelle on retrouverait un ensemble de capteurs "humains" (électrocardiogramme etc..). Il contiendrait également un ou plusieurs boutons poussoirs qui permettrait à l'utilisateur de marquer positivement ou négativement certains lieux.
- Pour finir un téléphone contenant les fonctions de GPS et de prise d'altitude serait utilisé.
Les cartes enverraient leurs données en bluetooth vers le téléphone. Celui-ci contiendrait une application permettant par la suite de faire de la datavisualisation.
Echange avec l'ensemble des enseignants sur notre projet :
L'idée de la découverte/redécouverte d'une ville a semblé très apprécié. Le centre du projet consisterait donc à visualiser les différentes balades que nous avons effectué avec notre panoplie (voir l'exemple sur la pièce jointe). Une autre carte pourrait superposer l'ensemble de toutes nos balades effectuées afin de connaitre notre avancement dans la découverte de Saint-Etienne. Il pourrait également être intéressant d'insérer une option "les cartes en ligne". L'idée serait de pouvoir mettre en ligne certaine de nos balades afin de les partager et de les conseiller aux autres utilisateurs de l'application Android. Ainsi, une communauté pourrait progressivement voir le jour et des corrélations entre les différentes cartes en ligne pourraient être faite afin de repérer des endroits très appréciés dans Saint-Etienne, des lieux de rencontre des différents parcours.
Sixième séance
Durant cette séance, chaque membre de l'équipe a avancé sur sa partie :
- Johanna a avancé sur la partie capteur avec le logiciel Arduino.exe. Individuellement les capteurs de pouls et de qualité de l'air fonctionnent. Néanmoins, pour le moment nous avons des soucis pour unifier les codes.
- Malo a avancé sur la partie data visualisation avec la réalisation d'une petite vidéo pour présenter comment effectuer la cartographie de notre chemin avec openstreetmap et processing.
- William et Quentin ont suivi un tutoriel pour concevoir une application Android avec le logiciel Android Studio.
Sources
- carte animée [2]
- Librairie pour processing permetant de gérer des cartes [3]
- Obtenir les sources OpenStreetMap [4]
- TileMill outils de mise en pages des données OSP []
- Tutoriel TileMill [5]
- Référence pour les données OSM[6]
- Tutoriel n°1 pour créer son application Android avec Android Studio : [7]
- Tutoriel n°2 pour créer son application Android avec Android Studio : [8]
- Forum d'aide pour les programmeurs [9]
