Brevet FR3008214A1 — publié le 20150109

-1- DISPOSITIF PERMETTANT A UN SYSTÈME DE VIDÉO SURVEILLANCE DU TRAFIC ROUTIER DE DÉTECTER LA PRÉSENCE D'ÉLÉMENTS SUSPECTS SUR LA ROUTE. La présente invention concerne le domaine technique des vidéo-capteurs. Actuellement, il existe plusieurs façons de détecter un objet suspect dans un environnement vidéo surveillé. Tout d'abord, la surveillance par des agents humains à travers des écrans de 10 contrôle. Cette technique trouve très vite ses limites dans le nombre d'écrans à surveiller et la baisse de vigilance d'une personne au bout d'un certain temps de travail. Pour faire face à ce problème, plusieurs dispositifs ou systèmes ont vu le jour. Ils permettent de mettre en avant la présence d'objets suspects de façon 15 automatique afin d'alerter l'équipe de surveillance. Ces dispositifs peuvent être classés en trois catégories. La première catégorie regroupe les dispositifs se basant sur les variations des pixels dans l'environnement surveillé. Bien que certains soient très performants et permettent de définir des seuils de tolérance et des régions spécifiques à surveiller, 20 ces dispositifs ne sont pas compatibles avec la surveillance d'une route, la zone à surveiller étant soumise à des variations permanentes. La deuxième regroupe les dispositifs permettant de classifier des objets. Ces dispositifs se basent sur des procédés d'apprentissage. Ils permettent de classifier les objets en mouvement. Les plus évolués permettent d'attribuer des trajectoires et 25 des zones autorisées en fonction de ces objets et d'alerter l'équipe de surveillance en cas d'incohérence. Une partie de l'algorithme de classification étant basé sur la trajectoire des objets surveillés, ces dispositifs présentent l'inconvénient d'être peu efficace sur des objets statiques. La dernière catégorie rassemble les dispositifs et systèmes d'alerte 30 intelligents, dont les algorithmes calculent une zone d'intérêt dynamique à surveiller. En fonction de la présence d'objets déjà présents dans la zone surveillée, le dispositif va surveiller les évènements liésà ces objets. Ainsi, il est possible de - 2 - déterminer si un objet en mouvement (ex: véhicule ou individu) va laisser derrière son passage un objet ou au contraire, s'il va en prendre un. Ce type dispositif dépend donc des interactions d'objets entre eux et ne correspond pas toujours à la présence d'un objet inhabituel comme un animal. Dans le cadre de la surveillance d'éléments suspects sur un segment routier, l'important est moins la caractérisation de l'élément que la cohérence du système d'alarme, afin de limiter les alertes au strict nécessaire. L'état de la technique permet donc de soulever le problème du manque d'efficacité des dispositifs existants dans le cadre d'une utilisation de la vidéo surveillance pour la reconnaissance d'objets suspects sur un segment routier. Description de l'invention. La présente invention n'a donc pas pour objectif de caractériser un élément suspect, qui sera laissé au soin de l'équipe de surveillance mais de fournir à celle-ci un système d'alertes cohérent. Le dispositif comprend: au minimum une caméra (1), un routeur, un boîtier 15 électronique (2) comprenant un programme de traitement de l'image et un logiciel de supervision. La (les) caméra(s) (1) envoie(nt) son(leur) flux vidéo en continu au boîtier via le routeur. Le routeur permet le branchement de multiples caméras sur un seul boîtier (2). Le boîtier peut être relié au routeur soit par câble ethernet soit par WIFI. 20 Le programme effectuant le traitement de l'image se trouve dans le boîtier (2). Le boîtier (2) dispose d'une connexion GPRS permettant la transmission sans fil (3) d'informations à un centre de surveillance. L'interface entre les informations reçues et les équipes du centre de surveillance se fait par le biais du logiciel de supervision. 25 Lors du paramétrage du dispositif, une zone d'intérêt est programmée. Elle permet d'effectuer les opérations automatiques suivantes dans une zone restreinte, comprenant la chaussée et ses bas-côtés. Lors du paramétrage du dispositif, une reconstitution de l'arrière-plan de l'environnement surveillé est réalisée en extrayant le premier plan à partir d'une 30 séquence vidéo. Cette image de l'environnement "à vide", c'est à dire sans objet en - 3 - premier plan sert de référence pour la suite du processus. Nous la nommerons PO (7). Le premier plan (8) que nous nommerons P1 est extrait de l'image. PO (7) et P1 (8) sont traités séparément. PO (7) est considéré comme un arrière-plan dynamique. Un algorithme indépendant calcule les modifications de pixels dues à la lumière. Les changements de luminosité, les changements brusques d'éclairage (allumage des réverbères) et les ombres le traversant sont ainsi rattachés à PO (7), Toute modification d'amas de pixels n'appartenant pas à PO (7) est donc identifiée comme un objet appartenant à P1 (8). Afin de vérifier si l'objet appartenant à P1 est suspect, trois critères sont pris en compte: - Possède-t-il un pare-brise? - Quelle est la vitesse de déplacement de son image dans le champ de la caméra? - Quelle est la trajectoire de son image dans le champ de la caméra? L'objet est donc comparé à un modèle de référence selon ces trois critères. Si l'objet ne correspond pas au modèle, il est alors considéré comme suspect. Les caractéristiques du modèle de référence sont les suivantes: la présence d'un pare-brise, une vitesse relative et une trajectoire. Ces caractéristiques sont 20 déterminées de la façon suivante. Vitesse relative moyenne: Avec une seule caméra, la vitesse réelle de déplacement d'un véhicule ne peut être calculée précisément. On appellera donc vitesse relative la vitesse de déplacement d'un objet dans le champ de vision de la caméra en pixels/seconde. La 25 vitesse relative de chaque véhicule identifié est enregistrée afin d'en tirer une vitesse moyenne sur un panel des dix derniers véhicules identifiés. Ce panel restreint permet d'établir un seuil de comparaison en tenant compte des conditions de circulation. Trajectoire moyenne (voir Figure 3): -4- Sur un segment routier, la trajectoire varie en fonction de chaque véhicule. Le champ de vision de la caméra (1) est modélisé par un rectangle dont l'angle inférieur gauche est l'origine pour les coordonnées des objets identifiés. Le programme relève les coordonnées de chaque véhicule identifié comme tel 5 par rapport au champ de vision de la caméra et trace la courbe de sa trajectoire. Il calcule ensuite une courbe moyenne sur les cinquante derniers véhicules. Cette courbe moyenne correspond au modèle de trajectoire d'un véhicule. Cette trajectoire moyenne permet de tenir compte des déplacements de chaque véhicule sur la largeur d'une route ainsi que des éventuels virages afin de pouvoir construire un 10 modèle sans paramétrage préalable. Pour chaque objet repéré dans P1 (8), la comparaison au modèle s'effectue selon trois tests: Le résultat de chaque test est binaire: si le test échoue, résultat = 0, si le test réussi, résultat = 1. 15 1. L'objet a-t-il un pare-brise? Si oui, résultat = 1. Quel que soit l'angle de la caméra, une partie du pare-brise d'un véhicule est toujours visible. Les lignes horizontales des bords des parebrises sont constituées par des points de gradients de maximum de luminance. Un algorithme balaye l'image et cherche les lignes horizontales correspondant au bord des parebrises des véhicules. Tous les objets 20 identifiés sont donc considérés comme véhicule. 2. L'objet suit-il une trajectoire normale? Si oui, résultat = 1. Un coefficient de corrélation entre la courbe de trajectoire de l'objet et la courbe de trajectoire du modèle permet de déterminer si la trajectoire est normale ou non. Un seuil d'acceptabilité permet de définir la norme. 25 3. La vitesse est-elle normale? Si oui, résultat = 1. Un seuil d'acceptabilité permet de définir la norme. En fonction des combinaisons de résultats suivants, les alarmes sont déclenchées ou non. Pare-brise = 0, Vitesse = 0, Trajectoire = 0 Alarme (ex: animal ou pneu). - 5 - Pare-brise = 1, Vitesse = 0, Trajectoire = 0 Alarme (ex: véhicule roulant doucement et zigzaguant). Pare-brise = 1, Vitesse = 1, Trajectoire = 0 Alarme (ex: véhicule zigzaguant). Pare-brise = 1, Vitesse = 0, Trajectoire = 1 Alarme (ex: véhicule arrêté ou roulant doucement). Pare-brise = 1, Vitesse = 1, Trajectoire = 1 OK (cas normal). Pare-brise = 0, Vitesse = 1, Trajectoire = 0 Alarme (ex: moto zigzaguant). Pare-brise = 0, Vitesse = 1, Trajectoire = 1 OK (moto ou véhicule non identifié). Pare-brise = 0, Vitesse = 0, Trajectoire = 1 Alarme (ex: piéton, cycliste ou animal suivant la chaussée). D'une façon synthétique, les éléments suivants sont détectés et émettent des alarmes: véhicules à l'arrêt ou roulant à faible allure, véhicules ayant une trajectoire 15 suspecte, éléments mobiles à l'arrêt ou roulant à faible allure (piétons, animaux ou cyclistes), éléments statiques. Les alarmes sont transmises au centre de surveillance par une transmission sans-fil (3). Elles apparaissent sous trois formes: un signal d'alerte visuel et sonore, une géolocalisation du dispositif sur une carte interactive et la visualisation en direct 20 du flux vidéo de la caméra (1) concernée en temps réel. REVENDICATIONS: 1. Un dispositif permettant à un système de vidéo-surveillance du trafic routier de détecter la présence d'éléments suspects sur la route caractérisé par 5 une caméra de vidéo-surveillance, un routeur, un boîtier électronique comprenant un programme de traitement d'images et un logiciel de supervision. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le boîtier électronique est caractérisé par: 10 a. Une communication filaire ou non indirecte avec une ou plusieurs caméras via un routeur. b. Une communication sans fil avec le centre de surveillance. 3. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le boîtier électronique 15 comprenant un programme est caractérisé par: a. La reconnaissance de véhicules roulant à faible allure ou à l'arrêt. b. La reconnaissance de véhicules ayant une trajectoire suspecte. c. La reconnaissance d'éléments mobiles non motorisés (piétons, cyclistes, animaux) 20 d. La reconnaissance d'éléments statiques. 4. Dispositif selon les revendications 1 et 3, dans lequel le boîtier comprenant un programme permettant la reconnaissance d'éléments suspects sur la route est caractérisée par: 25 a. la création d'un modèle dynamique de comparaison. b. la comparaison à un modèle selon trois caractéristiques: la présence d'un pare-brise, la trajectoire moyenne et la vitesse relative moyenne. c. la géolocalisation d'un élément suspect et sa visualisation sur une carte. 30 d. un système d'alertes visuel et sonore et la visualisation en direct du flux vidéo de la caméra en alerte.