Le rôle de la vision artificielle dans les tâches d'entretien des villes

L'entretien d'une ville demande beaucoup de travail, mais la plupart de ces tâches passent inaperçues. Par exemple, la nuit, les équipes d'entretien réparent les routes, enlèvent les déchets, vérifient l'éclairage et veillent à ce que la ville reste sûre et fonctionnelle.

Les routes abîmées, les canalisations bouchées et les lampadaires défectueux peuvent sembler mineurs au premier abord. Mais si rien n'est fait, ils peuvent rapidement se transformer en problèmes plus importants. Ces tâches d'entretien de routine sont importantes pour la sécurité publique. Cependant, avec l'augmentation de la population et le manque de personnel municipal, les méthodes d'entretien traditionnelles ont du mal à suivre.

La vision par ordinateur, une branche de l'IA qui se concentre sur le traitement et la compréhension des données visuelles, offre une approche plus rapide et plus efficace de la maintenance quotidienne dans les villes intelligentes. En analysant les flux vidéo ou les images aériennes, les solutions Vision AI peuvent automatiquement détecter et suivre les problèmes, réduisant ainsi la charge de travail des équipes manuelles.

En utilisant des modèles de vision artificielle avancés comme Ultralytics YOLO11, les villes peuvent facilement effectuer des tâches telles que l'identification des déchets, des nids-de-poule ou des branches tombées. Les tâches d'IA de vision, comme la détection d'objets et la segmentation d'instances, peuvent aider les équipes d'entretien à réagir rapidement et à maintenir les espaces publics propres et sûrs.

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Dans cet article, nous verrons comment la vision par ordinateur contribue à l'entretien urbain, quelles sont les applications les plus courantes et quels sont les avantages qu'elle offre. Commençons par le commencement !

Vue d'ensemble de la vision artificielle dans l'entretien des villes

Les autorités urbaines utilisent des technologies telles que la vision par ordinateur pour mieux comprendre et gérer les infrastructures urbaines. Les données visuelles sont collectées par des drones, des caméras et des capteurs, puis traitées à l'aide de modèles de vision par ordinateur tels que YOLO11 afin d'obtenir des informations rapides et précises. 

Par exemple, dans les villes intelligentes, la vision par ordinateur est utilisée pour détecter automatiquement les graffitis grâce à des images aériennes et à des caméras installées au niveau des rues, ce qui aide les équipes municipales à les nettoyer rapidement et à garder les espaces publics accueillants

Voici un aperçu de quelques-unes des principales tâches de vision par ordinateur qui permettent de mettre en place des systèmes de villes intelligentes

• Détection d'objets : Les modèles de vision artificielle comme YOLO11 peuvent identifier et localiser des objets spécifiques dans une image ou un flux vidéo. Dans le cadre de la maintenance urbaine, cela permet aux équipes de détecter des éléments tels que des cônes de signalisation, des poubelles ou des panneaux de signalisation cassés qui pourraient nécessiter une attention particulière.

• Classification d'images : Elle attribue une étiquette à l'ensemble d'une image en fonction de son apparence. Par exemple, les photos aériennes de routes peuvent être classées comme propres, fissurées ou inondées, ce qui aide les équipes à trier et à répondre plus efficacement aux différents scénarios.

• Suivi des objets: Le suivi est utilisé pour repérer des objets en mouvement sur des images vidéo afin de suivre leur trajectoire. Dans les villes, il permet de surveiller les véhicules et les piétons, améliorant ainsi la gestion du trafic et la sécurité.

• Segmentation des instances : Cette technique permet de séparer les instances individuelles d'un même objet. Dans les environnements urbains, elle peut être utilisée pour distinguer plusieurs lampadaires, arbres ou véhicules garés afin d'améliorer le suivi et l'entretien.

Vision par ordinateur dans les applications de maintenance urbaine

Maintenant que nous avons une meilleure idée de la manière dont la vision par ordinateur contribue à l'entretien des villes, explorons quelques-unes de ses applications dans le monde réel.

Inspection intelligente des infrastructures grâce à l'IA

L'entretien des canalisations souterraines est une tâche difficile mais essentielle, car les dommages peuvent entraîner de graves problèmes de santé ou d'environnement. La vision par ordinateur est désormais utilisée pour rendre ces inspections plus sûres et plus efficaces. Des drones équipés de caméras, de capteurs et de systèmes de détection et de télémétrie par ondes lumineuses (LiDAR) sont utilisés pour vérifier les tunnels et collecter des données en temps réel sur des éléments tels que les niveaux de gaz, la température et les dommages.

Dans le Michigan, aux États-Unis, le comté de Macomb est un excellent exemple de la manière dont la technologie améliore les inspections souterraines. Après l'effondrement d'un pipeline en 2016, le comté a commencé à abandonner les contrôles manuels et à utiliser des systèmes automatisés. 

Aujourd'hui, ils utilisent des drones tels que l'Elios 3 et l'Asio X pour explorer les tunnels souterrains en toute sécurité. Les drones recueillent des données vidéo et des données de capteurs, qui sont ensuite analysées à l'aide d'un système de vision par ordinateur afin de repérer tout problème structurel. Depuis qu'il a adopté cette approche, le comté a réduit les coûts d'inspection de près de 40 % et rendu le travail beaucoup plus sûr pour ses équipes.

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Vision par ordinateur pour les travaux de voirie

De même, l'entretien des routes et la gestion du trafic sont essentiels au bon fonctionnement d'une ville. Les routes peuvent s'user avec le temps en raison du trafic intense et des conditions météorologiques, ce qui entraîne des fissures, des nids-de-poule et des panneaux de signalisation endommagés. 

Pour remédier à ce problème, de nombreuses villes utilisent désormais des drones et des caméras montées sur des véhicules et utilisant la vision artificielle pour surveiller l'état des routes et le trafic en temps réel. Cette technologie permet de détecter rapidement les problèmes, d'améliorer la sécurité, de réduire les embouteillages et d'effectuer des réparations plus rapides et plus précises.

C'est précisément la raison pour laquelle la ville d'Ahmedabad, en Inde, équipe ses véhicules municipaux de caméras de surveillance dotées d'une intelligence artificielle qui analysent les routes en temps réel. Ces caméras détectent les nids-de-poule, les fissures et l'usure de la surface, capturant des images et géolocalisant les dommages. Les données collectées sont envoyées à un centre de contrôle, où les responsables génèrent des rapports et des cartes thermiques afin de hiérarchiser les réparations, ce qui permet d'accélérer l'entretien des routes.

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Surveillance des espaces verts dans les villes grâce à la vision par ordinateur

Avec l'augmentation de la population humaine, les villes s'étendent et les espaces verts se réduisent à mesure qu'elles s'étendent. Malheureusement, cela peut avoir un impact négatif sur la qualité de l'air, la température et la faune. Les arbres contribuent à l'absorption des gaz carbonique, au rafraîchissement des zones urbaines et au maintien de la biodiversité. 

Dans le cadre de leur démarche écologique, de nombreuses villes commencent à utiliser des drones, des modèles de vision, le LiDAR et des systèmes d'information géographique (SIG) pour surveiller la couverture végétale. Ces technologies permettent de cartographier l'emplacement des arbres, d'évaluer leur état de santé et d'orienter les efforts de conservation, de replantation et de développement. La gestion des espaces verts est ainsi plus précise et essentielle pour une planification urbaine durable.

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Un exemple intéressant est celui de New Delhi, en Inde, où la ville est confrontée à la pollution de l'air. Pour remédier à ce problème, elle a lancé un recensement des arbres sur quatre ans, sous l'égide de l'Institut de recherche forestière. 

À l'aide de drones, de LiDAR et de SIG, ils cartographient et surveillent les arbres urbains, en suivant leurs espèces, leur santé et leur emplacement. Cette utilisation de la technologie aide la ville à gérer plus efficacement ses espaces verts, ce qui peut améliorer la qualité de l'air et soutenir l'objectif de l'Inde d'atteindre des émissions nettes nulles d'ici 2070.

Vision Applications de l'IA dans la planification et la surveillance urbaines

Les constructions illégales posent de graves problèmes dans les villes. Elles peuvent bloquer les routes, mettre la pression sur les services publics et interférer avec le développement planifié. Une nouvelle approche consiste à utiliser la vision par ordinateur pour comparer des images aériennes prises au fil du temps. Il est ainsi possible de détecter rapidement les moindres changements dans les bâtiments ou l'utilisation des sols, ce qui permet aux autorités de réagir avant que le problème ne s'aggrave.

Par exemple, en Bavière (Allemagne), des chercheurs ont mis au point des méthodes utilisant l'IA et la vision par ordinateur pour analyser des images satellites et des cartes géospatiales afin de détecter les bâtiments non autorisés. Ils se sont également appuyés sur le modèle numérique de surface temporelle (tDSM), qui suit l'évolution de l'altitude de la surface au fil du temps. 

En combinant ces outils, les chercheurs peuvent identifier les nouvelles constructions en surveillant les changements d'altitude et en comparant les images. Cette approche aide les autorités locales à appliquer plus efficacement les règles de construction, à planifier le développement durable et à tenir des registres précis.

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Avantages et inconvénients de la vision par ordinateur dans l'entretien des villes

Voici quelques avantages clés de l'utilisation de la vision par ordinateur pour la maintenance des villes intelligentes :

• Évolutive couverture : La vision par ordinateur permet de surveiller de vastes zones urbaines à l'aide d'infrastructures existantes telles que la télévision en circuit fermé ou les drones, réduisant ainsi le besoin d'inspections manuelles.
  
  
• Utilisation dynamique des ressources : L'analyse en temps réel permet de hiérarchiser les tâches en fonction de leur urgence, ce qui rend la maintenance plus efficace et plus rentable.
  
  
• Des alertes d'urgence plus rapides : Les systèmes de vision alimentés par l'IA peuvent détecter presque instantanément les incidents tels que les incendies, les accidents ou les inondations, ce qui permet de réagir plus rapidement et de réduire les dommages.

Si les systèmes de vision par ordinateur offrent une aide fiable pour l'entretien des villes, ils présentent également certaines limites. Voici quelques facteurs clés à prendre en compte lors de l'utilisation de ces technologies :

• Coûts initiaux élevés : Le déploiement de systèmes de vision par ordinateur nécessite un investissement initial important dans les caméras, les capteurs et l'infrastructure d'intelligence artificielle. Les petites municipalités peuvent avoir du mal à assumer ces dépenses dans un premier temps.
  
  
• Protection de la vie privée: Le contrôle visuel permanent peut susciter des inquiétudes quant à la surveillance et à la protection de la vie privée des citadins.
  
  
• Problèmes d'infrastructure : Les villes plus anciennes peuvent ne pas disposer de l'infrastructure numérique nécessaire à une mise en œuvre à grande échelle (par exemple, connectivité stable, alimentation électrique ou réseaux de capteurs).

Principaux enseignements

Les villes intelligentes transforment la vie urbaine en utilisant la vision par ordinateur pour mieux entretenir les infrastructures. Grâce à la surveillance en temps réel et aux prévisions, cette technologie aide les villes à réagir plus rapidement aux problèmes, à utiliser les ressources de manière plus efficace et à assurer la sécurité des habitants. De plus en plus, les municipalités passent de solutions réactives à une planification proactive, fondée sur des données.

À l'avenir, l'IA et la vision par ordinateur joueront probablement un rôle plus important pour rendre les villes plus vertes, plus équitables et plus efficaces. Des outils tels que les jumeaux numériques et l'IA générative complètent ces technologies en permettant aux urbanistes de tester de nouvelles idées, d'améliorer les services publics et de combler les lacunes en matière d'accès. Ensemble, ces innovations contribuent à façonner des environnements urbains qui sont non seulement plus intelligents et plus sûrs, mais aussi plus réactifs aux besoins de leurs communautés.

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