Comment la vision par ordinateur permet de construire les villes intelligentes de demain

Abdelrahman Elgendy

4 min lire

16 décembre 2024

Découvrez comment la vision par ordinateur et des modèles comme Ultralytics YOLO11 peuvent améliorer les villes intelligentes grâce à des applications en matière de sécurité, de trafic et de développement durable.

Les villes sont des centres d'activité dynamiques où les gens vivent, travaillent et interagissent avec leur environnement. La gestion des divers défis de la vie urbaine, qui vont des embouteillages à la durabilité environnementale, nécessite des solutions innovantes.

Les villes intelligentes relèvent ces défis grâce à l'intégration de technologies de pointe, en remodelant les environnements urbains pour les rendre plus efficaces, plus agréables à vivre et plus durables. L'une des principales technologies à l'origine de cette évolution est la vision par ordinateur (VA). Les systèmes de vision artificielle analysent et interprètent les données visuelles, permettant des applications qui vont de la surveillance du trafic à la gestion de la qualité de l'air. Ces systèmes ne sont pas de simples outils ; ils aident les villes à fonctionner de manière plus intelligente et plus réactive.

Voyons comment la vision par ordinateur et les modèles avancés comme Ultralytics YOLO11 peuvent améliorer la vie urbaine grâce à des applications percutantes.

Comprendre les défis de la ville intelligente

Les environnements urbains sont des écosystèmes complexes où les transports, les infrastructures et la sécurité publique doivent fonctionner en harmonie pour soutenir la vie quotidienne. Pour gérer ces complexités, il faut relever toute une série de défis, qu'il s'agisse de réduire les embouteillages ou d'assurer la sécurité dans les espaces surpeuplés.

Les embouteillages, par exemple, peuvent allonger les temps de trajet et exacerber la pollution de l'air, ce qui affecte à la fois la productivité et la santé. De même, la sécurité publique dans les zones à forte densité exige une surveillance constante et des réponses rapides aux risques potentiels. Ces défis soulignent la nécessité de solutions efficaces et évolutives.

La vision par ordinateur joue un rôle essentiel pour répondre à ces exigences. En automatisant l'analyse des données visuelles, la vision par ordinateur permet la surveillance en temps réel, la reconnaissance des formes et la détection des anomalies, ce qui permet aux gestionnaires des villes de déployer des ressources de manière efficace et de relever les défis urbains de manière proactive.

Voyons maintenant comment la vision par ordinateur est appliquée pour relever les défis urbains du monde réel.

Applications de la vision par ordinateur dans les villes intelligentes

Les applications de vision par ordinateur pour les villes intelligentes peuvent être intégrées pour aider à construire l'infrastructure sur laquelle les villes intelligentes IA sont construites, les rendant plus sûres et plus efficaces. De la surveillance de la sécurité publique à l'optimisation des infrastructures, voici comment la vision par ordinateur peut aider les villes à prospérer :

Gestion du stationnement

La navigation dans les parkings bondés est une frustration courante dans les zones urbaines, contribuant aux embouteillages et aux émissions inutiles. Les modèles de vision par ordinateur comme YOLO11 peuvent analyser les photos des parkings pour détecter les places disponibles et occupées en temps réel. À l'aide de techniques de détection d'objets et de boîtes de délimitation orientées, YOLO11 catégorise les véhicules et localise les places de stationnement de manière efficace.

__wf_reserved_inherit
Fig. 1. Gestion du stationnement à l'aide d'Ultralytics YOLO11.

Cette application réduit le temps que les conducteurs consacrent à la recherche d'un parking, atténuant ainsi les embouteillages et réduisant les émissions. 

La polyvalence de YOLO11 et l'étendue de ses tâches peuvent également contribuer à la surveillance du stationnement illégal, aidant ainsi les autorités à faire respecter les réglementations de manière plus efficace, par exemple. Sa rapidité et sa précision en font un atout précieux pour rationaliser les systèmes de gestion du stationnement.

Reconnaissance automatique des plaques d'immatriculation (RAPI)

La gestion du trafic et l'application de la loi dépendent souvent d'un suivi efficace des véhicules. YOLO11 contribue à la RAPI en analysant les flux vidéo pour identifier et classer les plaques d'immatriculation en temps réel. Ses fonctions de détection d'objets et de classification d'images permettent au modèle de surveiller les infractions au code de la route et de rationaliser les processus de perception des péages.

__wf_reserved_inherit
Fig. 4. Reconnaissance automatisée des plaques d'immatriculation (RAPI) à l'aide du modèle YOLO.

La capacité du système à fonctionner dans des conditions diverses, telles qu'un faible éclairage ou une vitesse élevée des véhicules, le rend très fiable pour les systèmes de circulation urbaine. Cela améliore à la fois la fluidité du trafic et la sécurité publique, en garantissant des opérations plus fluides sur les routes de la ville.

Détection des accidents

Les accidents posent souvent un problème important dans les systèmes de transport urbain, car ils ont un impact sur la sécurité publique et contribuent à la congestion du trafic. Les applications de vision par ordinateur pour les villes intelligentes peuvent analyser les images des caméras des routes et des intersections afin de détecter les collisions et autres incidents de la circulation.

Ces systèmes utilisent la reconnaissance des actions et l'analyse des mouvements pour identifier les anomalies telles que les arrêts soudains, les mouvements erratiques des véhicules ou les collisions. Lorsqu'un incident est détecté, ces systèmes peuvent être connectés à des alertes automatisées envoyées aux services d'urgence.

Les épiceries intelligentes

Les détaillants des villes intelligentes peuvent tirer parti de l'IA visionnaire pour améliorer l'expérience des clients et l'efficacité opérationnelle. Des modèles comme YOLO11, par exemple, peuvent aider à rationaliser les flux de travail de gestion des stocks et à surveiller les étagères des magasins pour suivre les niveaux de stock, assurant ainsi le réapprovisionnement en temps voulu des articles les plus populaires. Ses capacités de segmentation des instances offrent un niveau de détail élevé, permettant l'identification précise des produits mal placés ou en rupture de stock.

__wf_reserved_inherit
Fig 2. Épiceries intelligentes utilisant Ultralytics YOLO11.

Au-delà de l'inventaire, les modèles de vision par ordinateur peuvent analyser le comportement des clients, ce qui permet d'optimiser l'agencement des magasins et d'améliorer l'emplacement des produits. En catégorisant les mouvements et les interactions des acheteurs, le modèle aide les détaillants à créer des environnements d'achat efficaces qui minimisent le gaspillage et améliorent la satisfaction des clients.

Sécurité sur les chantiers de construction

La sécurité est primordiale dans les environnements à haut risque tels que les chantiers de construction. Les systèmes de vision par ordinateur, comme YOLO11, peuvent contrôler les flux vidéo pour garantir le respect des protocoles de sécurité. Par exemple, YOLO11 peut détecter si les travailleurs portent les équipements de protection requis, tels que les casques et les gilets, en utilisant la classification des images.

__wf_reserved_inherit
Fig. 3. Sécurité sur les chantiers de construction grâce à Ultralytics YOLO11.

Ses capacités d'estimation de la pose et sa boîte de délimitation orientée (OBB) permettent à YOLO11 de suivre le respect des pratiques de sécurité. En outre, les modèles de vision par ordinateur peuvent identifier les risques structurels, tels que les échafaudages instables ou les machines mal placées, ce qui permet aux gestionnaires de sites de traiter les dangers potentiels de manière proactive et de réduire les accidents.

Détection d'objets abandonnés

La sécurité est une priorité dans les espaces urbains très fréquentés tels que les aéroports, les gares et les places publiques. Les objets non surveillés posent souvent des problèmes de sécurité, mais la surveillance manuelle peut être à la fois difficile et source d'erreurs. 

Les systèmes CV peuvent détecter les objets abandonnés en temps réel en analysant les flux de surveillance et en identifiant les irrégularités dans le mouvement des objets. Ces alertes automatisées permettent de réagir rapidement, réduisant ainsi les risques et renforçant la sécurité publique.

Détection des nids-de-poule

Des routes bien entretenues sont essentielles à la mobilité urbaine. Toutefois, l'identification des nids-de-poule peut nécessiter beaucoup de ressources. Les systèmes de vision par ordinateur traitent l'imagerie routière pour détecter les dommages à la surface, en utilisant des techniques de boîtes de délimitation orientées pour évaluer la taille et la gravité des nids-de-poule ou des fissures.

En automatisant ce processus de détection, les modèles CV permettent de hiérarchiser les réparations, ce qui rend les routes plus sûres et plus efficaces. Cette approche proactive permet de minimiser les coûts d'entretien à long terme et de réduire le risque d'accidents causés par des routes négligées.

Surveillance de la pollution de l'air par vision artificielle

La qualité de l'air est un problème urgent dans les environnements urbains, qui a un impact direct sur la santé publique et le développement durable. Les systèmes CV combinent l'imagerie satellitaire avec des caméras placées au niveau de la rue pour surveiller les niveaux de pollution et identifier les points chauds, tels que les zones industrielles ou les zones de circulation encombrées.

Ces systèmes segmentent les données visuelles pour générer des informations exploitables, ce qui permet aux urbanistes de mettre en œuvre des mesures ciblées telles que la réorientation du trafic ou des contrôles d'émissions plus stricts. Les applications de ce type contribuent à des conditions de vie plus saines et soutiennent les objectifs de développement durable des villes.

Gestion des foules

Les grands rassemblements lors de concerts, d'événements sportifs ou de situations d'urgence peuvent poser des problèmes de sécurité importants. Les systèmes CDAS ( Crowd Disaster Avoid ance Systems) basés sur la vision par ordinateur permettent d'atténuer les risques en analysant en temps réel la densité des foules, les schémas de déplacement et le comportement. À l'aide de données provenant d'une ou de plusieurs caméras, ces systèmes identifient les foules structurées, comme les rassemblements, et les foules non structurées, comme celles qui se trouvent sur les marchés ou dans les espaces publics.

Lorsque la densité de la foule dépasse des seuils tels que 8 personnes par mètre carré, les systèmes de CV peuvent détecter des turbulences ou des comportements erratiques et déclencher des alertes précoces pour éviter les bousculades. Ces systèmes peuvent également fournir des informations exploitables pour l'évacuation en temps réel et le déploiement des ressources, assurant ainsi une gestion fluide des foules lors d'événements à haut risque.

En outre, les algorithmes de CV aident à la planification et à l'analyse post-événement. Les simulations dans des environnements virtuels permettent d'identifier les goulets d'étranglement potentiels, d'orienter la conception des sites et d'améliorer la fluidité du trafic. Les analyses médico-légales d'incidents passés, comme la Love Parade de Duisbourg, utilisent la CV pour reconstituer les événements et améliorer les stratégies de sécurité futures.

Formation personnalisée pour les villes intelligentes

Jusqu'à présent, nous avons examiné les différentes façons dont les modèles d'IA de vision peuvent être mis en œuvre dans différents secteurs. Mais comment ces modèles fonctionnent-ils réellement ?

Comme nous l'avons vu plus haut, les modèles de vision par ordinateur tels que YOLO11 peuvent être personnalisés pour répondre à des défis urbains spécifiques et effectuer différentes tâches. En entraînant le modèle sur des ensembles de données adaptés aux environnements des villes intelligentes, les ingénieurs peuvent affiner ses capacités pour diverses applications.

  • Diversité des données: Les ensembles de données peuvent inclure des images provenant de différentes conditions d'éclairage, de scénarios météorologiques et d'angles de caméra afin de garantir une détection robuste dans différents contextes.
  • Modèles spécifiques à une tâche: YOLO11 peut être optimisé pour des tâches spécifiques, telles que la détection des défauts de la route, la surveillance du comportement des foules ou la gestion des parkings.

Ce processus de formation ciblée améliore les performances de YOLO11, ce qui lui permet de fournir des résultats précis tout en conservant une vitesse de traitement élevée. Son architecture optimisée lui permet également d'être déployé sur des appareils disposant de moins de ressources informatiques, ce qui en fait une solution accessible aux villes de toutes tailles.

Avantages et inconvénients de la vision par ordinateur dans les villes intelligentes

La vision par ordinateur peut devenir la pierre angulaire des applications des villes intelligentes, offrant de nombreux avantages tout en posant certains défis. Jetons un regard équilibré sur son impact.

Avantages de la vision par ordinateur dans les villes intelligentes

  • Amélioration de la sécurité: Les systèmes de surveillance automatisés permettent de réagir plus rapidement aux situations d'urgence et réduisent la dépendance à l'égard de la surveillance manuelle.
  • Efficacité opérationnelle: L'automatisation des tâches à forte intensité de ressources améliore la productivité et minimise le gaspillage.
  • Gains pour l'environnement: Des applications telles que la surveillance de la qualité de l'air et l'optimisation du trafic s'alignent sur les objectifs de développement durable.
  • Réduction des coûts: La détection précoce des problèmes d'infrastructure réduit les dépenses de maintenance et les temps d'arrêt.

Conséquences de la vision par ordinateur dans les villes intelligentes

  • Coûts d'infrastructure: Le déploiement de caméras à haute résolution et de systèmes de calcul nécessite un investissement initial important.
  • Préoccupations en matière de protection de la vie privée: La surveillance continue soulève des questions sur la sécurité des données et l'utilisation éthique.
  • Sensibilité aux conditions météorologiques: Des facteurs tels que la pluie ou une faible luminosité peuvent affecter la précision de la détection, nécessitant des algorithmes adaptatifs.
  • Obstacles à l'intégration: L'intégration des systèmes de CV dans l'infrastructure existante peut s'avérer longue et coûteuse.

L'avenir des villes intelligentes

Alors que les centres urbains continuent de croître et d'évoluer, l'avenir des villes intelligentes reposera de plus en plus sur la technologie de la vision par ordinateur. Ces solutions ouvrent la voie à des environnements urbains plus intelligents, plus sûrs et plus durables en permettant une gestion efficace de systèmes complexes. Qu'il s'agisse de fluidifier le trafic ou d'améliorer la sécurité publique, les technologies CV promettent de rendre la vie urbaine plus fluide et plus agréable.

En adoptant ces solutions de manière réfléchie, les villes peuvent relever les défis de l'urbanisation tout en améliorant la qualité de vie de leurs habitants. Découvrez comment YOLO11 et d'autres innovations en matière de vision par ordinateur façonnent dès aujourd'hui l'avenir des villes intelligentes. 🌆

Construisons ensemble le futur
de l'IA !

Commencez votre voyage avec l'avenir de l'apprentissage automatique

Commencer gratuitement
Lien copié dans le presse-papiers