Nouvelle génération de caméras embarquées

Article
18 août 2020
Au risque de préciser l’évidence, la principale difficulté dans le développement d’une caméra embarquée concerne sa nature même : elle sera fixée à un véhicule en mouvement, souvent de jour et de nuit, sous terre et en surface. Et cette évidence ne résout en rien les défis fondamentaux en matière de conditions d’éclairage, de stabilité d’image et de design. Axis a récemment annoncé deux nouveaux modèles de caméras embarquées, 5e génération du genre depuis le lancement de son premier modèle embarqué en 2007. L’intégration du processeur ARTPEC-7 s’est traduite par un renforcement des fonctionnalités, particulièrement bienvenu pour relever les défis de la capture audio et vidéo dans un véhicule en mouvement. Pour nous éclairer sur le sujet, nous avons interrogé Erik Mårtensson, directeur international produit chargé des caméras embarquées, et Patrik Anderson, directeur du développement commercial international dans le secteur des transports.

Le processeur ARTPEC-7 est la toute dernière génération de puce à système intégré spécialement conçue par Axis pour les exigences de la vidéosurveillance. Il a apporté des améliorations à toute la gamme des caméras de surveillance Axis et aujourd’hui, c’est au tour des caméras embarquées. Erik Mårtensson, directeur international produit chargé des caméras embarquées, explique : « Pour tous les types de caméras Axis, le processeur ARTPEC-7 apporte de nombreuses améliorations dans le traitement d’images, les fonctions d’analyse, l’efficacité de compression et la sécurité du firmware. Avant de revenir sur la prise en charge des fonctions d’analyse en périphérie de réseau, l’une des avancées majeures d’ARTPEC-7 pour les caméras embarquées est l’amélioration des performances dans les conditions de luminosité défavorables, qui constituent une des problématiques critiques pour les caméras embarquées. »

De l’éclat naturel du soleil à l’obscurité totale : performantes dans toutes les conditions

En tant qu’humains, nous-mêmes connaissons des difficultés d’adaptation en passant rapidement de l’obscurité à une forte luminosité et inversement. Mais alors que nos yeux peuvent s’adapter rapidement, les caméras peuvent nécessiter un laps de temps supplémentaire, pendant lequel des détails importants peuvent se perdre. Au contraire des caméras fixées à des bâtiments ou structures immobiles, qui disposent d’un délai supérieur pour s’adapter aux changements de luminosité, les véhicules et les trains passent en permanence d’un niveau de luminosité à un autre. Les caméras embarquées doivent donc réagir vite aux changements incessants d’environnement.

Erik Mårtensson
Erik Mårtensson, directeur international produit chargé des caméras embarquées

« Un véhicule en mouvement (bus, tramway, train, ambulance ou fourgonnette de livraison) peut être orienté au nord, à l’est, au sud et à l’ouest en l’espace d’une poignée de minutes », relève M. Mårtensson. « La position du soleil, les nuages, le brouillard ou la pluie influent directement sur la luminosité, tout comme la traversée des tunnels et le passage sous des ponts. La conception de nos caméras embarquées adopte comme principe directeur leur capacité spécifique à s’adapter aux changements de luminosité. Pour ce faire, en plus de perfectionnements plus généraux, une de nos nouvelles caméras intègre pour la première fois un éclairage IR intégré, qui permet d’obtenir des images nettes même dans l’obscurité totale. »

De fait, l’éclairage IR intégré à LED de la nouvelle caméra AXIS P3935-LR permet de restituer des images nettes dans l’obscurité totale. Cet atout est particulièrement utile pour les véhicules desservant des zones rurales mal éclairées de nuit ou lorsque l’éclairage à l’intérieur du véhicule est synonyme de gêne pour les passagers. Comme les LED IR de la nouvelle caméra émettent une longueur d’onde plus élevée, à 940 nm, elles ne forment pas les points rouges habituels des LED IR standards. La sécurité et le confort du conducteur et des passagers s’en trouvent renforcés. L’intégration d’autres technologies Axis, dont Lightfinder et Forensic WDR, produit des performances optimales par faible luminosité ou en contre-jour, par exemple lorsque la caméra pointe vers une lumière naturelle forte.

Arrêts, redémarrages, secousses et nids-de-poule

Les variations intempestives de luminosité constituent une difficulté pour les caméras embarquées. L’autre problème est bien sûr le mouvement. Un véhicule mobile, en particulier s’il s’arrête et repart souvent, est soumis à ses propres vibrations. Ajoutez-y des routes ou des voies ferrées cahoteuses, et les caméras embarquées pointées vers l’avant du véhicule peuvent avoir du mal à maintenir des images stables et nettes. Pour la première fois, les deux nouvelles caméras intègrent un accéléromètre qui, associé au gyroscope embarqué, assure la stabilisation d’image électronique (EIS), pour restituer des images fluides de l’extérieur du véhicule dans toutes les conditions. De plus, pour les caméras qui pointent vers l’avant dans des véhicules en déplacement rapide, la fréquence d’image variable des caméras est un atout inestimable, autorisant jusqu’à 45 images par seconde. Il s’agit là d’un avantage capital pour capturer des détails à grande vitesse, par exemple si un train percute un obstacle sur une voie ferrée.

Possibilités de fonctions d’analyse en périphérie de réseau

Une fois la qualité d’image garantie quelles que soient les conditions, on peut s’intéresser à l’exploitation des informations transmises. Là encore, la présence du processeur ARTPEC-7 a révolutionné les capacités potentielles d’analyse. Comme le fait remarquer M. Mårtensson, « L’une des améliorations majeures fournies par ARTPEC-7 est sa capacité à prendre en charge des fonctions d’analyse en périphérie de réseau, c’est-à-dire dans la caméra elle-même, plutôt que sur le serveur du datacenter. En pratique, cela signifie que les actions commandées par les fonctions d’analyse peuvent être exécutées beaucoup plus rapidement. Les possibilités pour les applications d’analyse sont dès lors quasiment illimitées. »

Auparavant, la transmission des données depuis une caméra embarquée pour l’analyse était complexe et son coût rédhibitoire. Il était impossible d’envisager après traitement un retour au véhicule sous forme d’alerte avec un temps de latence suffisamment réduit. L’exécution des fonctions d’analyse dans la caméra elle-même ouvre la voie à une multitude de possibilités d’analyse à des fins de sécurité, de protection et opérationnelles. Ces applications seront en grande partie fournies par les membres du programme des partenaires de développement Axis (ADP), dans le cadre de la plateforme d’applications AXIS Camera (ACAP).

Patrik Anderson
Patrik Anderson, Global Business Development Director for Transportation

Patrik Anderson s’attarde sur le potentiel d’analyse : « Par exemple, des fonctions de comptage des personnes ou de catégorisation démographique des passagers peuvent apporter de précieux renseignements sur l’activité et permettre aux opérateurs de transport d’optimiser leurs itinéraires et leurs services. En cette période, elles peuvent également servir à atténuer les risques sanitaires par la détermination de l’occupation des places assises et du respect de la distanciation sociale. On peut aussi imaginer des fonctions d’analyse appropriées, capables de surveiller l’étage supérieur des bus à impériale pour avertir le chauffeur en cas de problème ou diffuser automatiquement une annonce. » 

Le microphone intégré à l’une des nouvelles caméras peut également déclencher des alertes en cas d’agression verbale ou de voix affolées, afin de renforcer la sécurité des passagers. L’agrégation et l’anonymisation des données d’analyse se révèlent également précieuses pour aider les opérateurs de transport à planifier et optimiser leurs services, en les adaptant aux périodes de pointe et creuses de la journée, afin de dégager des synergies tout en améliorant l’expérience client. Au niveau environnemental, les données d’analyse déduites des accéléromètres des caméras pourraient compléter la formation des chauffeurs pour qu’ils adoptent des styles de conduite plus souples et plus écoresponsables. Elles pourraient également apporter des éclairages utiles dans les enquêtes après un accident.

Le potentiel considérable de possibilités d’analyse a pour autre avantage d’accroître le retour sur investissement de ces nouvelles caméras embarquées. « En fin de compte, le but principal des caméras embarquées est axé sur la dissuasion et l’atténuation des risques de sécurité inhérents aux véhicules de tous types. En les complétant par des fonctions d’analyse en périphérie de réseau, il est possible de réduire radicalement le nombre d’incidents », ajoute M. Anderson.

Des fonctionnalités puissantes dans un format compact

De nombreuses nouveautés technologiques et fonctionnelles ont été intégrées aux deux nouvelles caméras, mais sans conséquence sur leur format ou leurs dimensions. Il s’agit là d’une caractéristique cruciale. Car en pratique, les véhicules équipés de caméras embarquées, notamment bus, trains et tramways, représentent des investissements lourds dont l’exploitation doit pouvoir durer plusieurs décennies. De leur côté, les caméras embarquées seront probablement remplacées après quelques années, au fil de leurs progrès en performance. Il est donc particulièrement important que les nouveaux modèles conservent le même format et le même encombrement limité que les modèles antérieurs. 

Les nouvelles caméras sont protégées par un boîtier métallique extrêmement résistant aux chocs, et leur compacité ne limite en rien leurs performances. Comme le fait remarquer Mårtensson en guise de conclusion, « Les nouveaux modèles sont pratiquement identiques à ceux qu’ils remplacent : ce n’est qu’en les soupesant que l’on se rend compte de la quantité de nouvelles technologies qu’ils intègrent ! »

Pour en savoir plus sur les caméras embarquées Axis :
Caméras embarquées
En savoir plus