Measurement of local contrast in images, Application to the measurement of visibility distance through use of an onboard camera

Starting from the definition of the meteorological visibility distance, we define the mobilized and mobilizable visibility distances. This leads to propose a generic method for estimating the atmospheric visibility distance using a camera mounted onboard a moving vehicle. It consists in estimating the most distant object on the road surface having at least a contrast of 5%. In this article, we detail how the contrast is estimated. With this intention, a precise, robust and fast method inspired from the binarization technique of Köhler is presented. We present how this technique was adapted to our needs. To justify our approach, our technique is compared with those of Gordon and Beghdadi. We apply the resulting technique to the measurement of visibility distance by merging our measurement of local contrast with a distance information obtained by stereovision. We finish by giving some examples of measurement of mobilized visibility distance under various meteorological conditions.À partir de la définition de la distance de visibilité météorologique, nous définissons les distances de visibilité mobilisée et mobilisable. Cela nous conduit à proposer une méthode générique de mesure de la distance de visibilité atmosphérique par caméra embarquée à bord d'un véhicule. Celle-ci consiste à rechercher l'objet le plus éloigné ayant un contraste d'au moins 5 %. Nous détaillons dans cet article comment estimer le contraste. Pour ce faire, nous présentons une méthode précise, robuste et rapide issue de la technique de segmentation d'images de Köhler. Nous montrons comment nous avons adapté cette méthode à nos besoins. Pour justifier nos propos, nous comparons notre approche aux techniques de Gordon et Beghdadi. Nous appliquons le résultat à la mesure de distance de visibilité en fusionnant notre mesure de contraste local avec une information de distance obtenue par stéréovision. Nous finissons par donner des exemples de mesure de distance de visibilité mobilisée sous différentes conditions météorologiques

Daytime visibility range monitoring through use of a roadside camera

Tra le innumerevoli opere digitalizzate disponibili sul sito della Biblioteca digitale francese Gallica merita una menzione speciale la collezione dei dizionari biografici: si tratta di opere enciclopediche di dimensioni talvolta monumentali, sicuramente ben note ai frequentatori delle sale di consultazione delle biblioteche. Elenco dei dizionari biografici digitalizzati attualmente disponibili su Gallica in formato immagine (riproduzione facsimilare): Biographie des 750 représentants à l'As..

Daytime visibility range monitoring through use of a roadside camera

Based on a road meteorology standard, we present a roadside camera-based system able to detect daytime fog and to estimate the visibility range. Two detection algorithms, both based on a daytime fog model, are presented along with a process to combine their outputs. Unlike previous methods, the system takes into account the 3-D scene structure and filters the moving objects from the region of interest through use of a background modelling approach and detects the cause of the visibility reduction. The study of the system accuracy with respect to the camera characteristics leads to a specification of the characteristics of the camera required for the system. Some results obtained using a reduced-scale prototyping of the system are presented. Finally, an outlook to future works is given

Advisory speed for Intelligent Speed Adaptation in adverse conditions

In this paper, a novel approach to compute advisory speeds to be used in an adaptive Intelligent Speed Adaptation system (ISA) is proposed. This method is designed to be embedded in the vehicles. It estimates an appropriate speed by fusing in real-time the outputs of ego sensors which detect adverse conditions with roadway characteristics transmitted by distant servers. The method presents two major novelties. First, the 85 th percentile of observed speeds (V 85 ) is estimated along a road, this speed profile is considered as a reference speed practised and practicable in ideal conditions for a lonely vehicle. In adverse conditions, this reference speed is modulated in order to account for lowered friction and lowered visibility distance (top-down approach). Second, this method allows us taking into account the potential seriousness of crashes using a generic scenario of accident. Within this scenario, the difference in speed that should be applied in adverse conditions is estimated so that global injury risk is the same as in ideal conditions

Guidelines for the implementation of SMARTI: Sustainable Multifunctional Automated Resilient Transport Infrastructure

The World's transport infrastructures (TI) network is facing fast changes due to population growth, mobility, business trades and globalization. More challenges are coming from unforeseen natural and human-induced hazards, including climate change's effects. Meanwhile, technology development continues apace, and new solutions from multi-disciplinary sectors could help solve the main challenges faced by the TI industry. This work presents “SMARTI”, a vision that aims at engineering and implementing concepts such as Sustainability, Multifunctionality, Automation and Resilience within the design, construction and management of TI. As a result, the paper provides roadmaps for each of the above-mentioned pillars, identifying aims, current practices and stepping stones that infrastructure managers, policymakers and governors should consider toward more sustainable TI within 2030

Détection des conditions de visibilité et estimation de la distance de visibilité par vision embarquée

The adverse weather conditions, in particular the fog, pose a problem for the drivers, who tend to overestimate distances, but also to the exteroceptive sensors which work less well. The detection and the quantification of the visibility conditions thus constitute a strong stake in terms of road safety. We propose two complementary methods onboard a vehicle aiming to estimate the visibility distance by using real time image analyses techniques. Both are based on the definition of the meteorological visibility distance, which is the greatest distance at which a black object of suitable dimensions can be recognized by day against the horizon sky. The first technique, using a model of atmospheric diffusion, detects and estimates the density of daytime fog by using a single camera. The second technique, using a generic property of the atmosphere, is able to estimate day and night the visibility distance under all meteorological conditions by using a stereoscopic sensor. On one hand, we evaluate our methods, thanks to several video sequences grabbed under different meteorological conditions, what constitutes a qualitative evaluation of the work done. On the other hand, we evaluate the methods, thanks to actual images of a specific site equipped with reference targets, which has been conceived and realized on the test facilities of Satory, what constitutes a quantitative evaluation.Les conditions météorologiques dégradées, en particulier le brouillard, posent un problème à la fois aux automobilistes qui ont tendance à surestimer les distances intervéhiculaires, mais aussi aux capteurs extéroceptifs qui fonctionnent de manière dégradée. La détection et la quantification des conditions de visibilité constituent donc un enjeu fort en termes de sécurité routière. Nous proposons deux techniques complémentaires permettant d'effectuer une mesure embarquée de la distance de visibilité par des techniques d'analyse d'images effectuées en temps réel. Elles reposent sur une définition de la distance de visibilité météorologique, distance au delà de laquelle un objet noir de dimensions suffisantes ne peut être reconnu de jour sur le ciel à l'horizon. La première technique, fondée sur un modèle de diffusion atmosphérique, détecte et estime la densité du brouillard diurne en utilisant une seule caméra. La deuxième technique, mettant à profit une propriété générale de l'atmosphère, est capable d'estimer la distance de visibilité par toutes conditions météorologiques, de jour et de nuit, en utilisant, pour sa part, un capteur stéréoscopique. Nous évaluons, d'une part, les méthodes à l'aide d'images réelles acquises sur véhicule sous différentes conditions météorologiques, ce qui constitue une évaluation qualitative du travail réalisé. Nous évaluons d'autre part les méthodes à l'aide d'images acquises sur un site spécifique équipé de mires de référence, conçu et réalisé sur les pistes d'essai de Satory, ce qui constitue une évaluation quantitative

Détection des conditions de visibilité et estimation de la distance de visibilité par vision embarquée

Les conditions météorologiques dégradées, en particulier le brouillard, posent un problème à la fois aux automobilistes qui ont tendance à surestimer les distances intervéhiculaires, mais aussi aux capteurs extéroceptifs qui fonctionnent de manière dégradée. La détection et la quantification des conditions de visibilité constituent donc un enjeu fort en termes de sécurité routière. Nous proposons deux techniques complémentaires permettant d'effectuer une mesure embarquée de la distance de visibilité par des techniques d'analyse d'images effectuées en temps réel. Elles reposent sur une définition de la distance de visibilité météorologique, distance au delà de laquelle un objet noir de dimensions suffisantes ne peut être reconnu de jour sur le ciel à l'horizon. La première technique, fondée sur un modèle de diffusion atmosphérique, détecte et estime la densité du brouillard diurne en utilisant une seule caméra. La deuxième technique, mettant à profit une propriété générale de l'atmosphère, est capable d'estimer la distance de visibilité par toutes conditions météorologiques, de jour et de nuit, en utilisant, pour sa part, un capteur stéréoscopique. Nous évaluons, d'une part, les méthodes à l'aide d'images réelles acquises sur véhicule sous différentes conditions météorologiques, ce qui constitue une évaluation qualitative du travail réalisé. Nous évaluons d'autre part les méthodes à l'aide d'images acquises sur un site spécifique équipé de mires de référence, conçu et réalisé sur les pistes d'essai de Satory, ce qui constitue une évaluation quantitativeThe adverse weather conditions, in particular the fog, pose a problem for the drivers, who tend to overestimate distances, but also to the exteroceptive sensors which work less well. The detection and the quantification of the visibility conditions thus constitute a strong stake in terms of road safety. We propose two complementary methods onboard a vehicle aiming to estimate the visibility distance by using real time image analyses techniques. Both are based on the definition of the meteorological visibility distance, which is the greatest distance at which a black object of suitable dimensions can be recognized by day against the horizon sky. The first technique, using a model of atmospheric diffusion, detects and estimates the density of daytime fog by using a single camera. The second technique, using a generic property of the atmosphere, is able to estimate day and night the visibility distance under all meteorological conditions by using a stereoscopic sensor. On one hand, we evaluate our methods, thanks to several video sequences grabbed under different meteorological conditions, what constitutes a qualitative evaluation of the work done. On the other hand, we evaluate the methods, thanks to actual images of a specific site equipped with reference targets, which has been conceived and realized on the test facilities of Satory, what constitutes a quantitative evaluationST ETIENNE-BU Sciences (422182103) / SudocSudocFranceF

A solution for multiple response function image acquisition

Les capteurs CCD ont une réponse linéaire et produisent des images de bonne qualité, ce qui les rend encore incontournables pour certaines applications de vision. En revanche, leur dynamique est limitée par rapport aux capteurs CMOS dont la réponse est logarithmique. Pour contourner cette limitation, nous proposons une solution logicielle permettant d'exploiter une caméra CCD dépourvue d'objectif auto-iris en toutes conditions d'éclairage naturel. La méthode proposée est fondée sur la détermination du temps d'exposition optimal et sa régulation temporelle par un correcteur proportionnel. Le temps d'exposition optimal déterminé et régulé est utilisé pour construire des images à la dynamique souhaitée en fusionnant des images acquises à différents temps d'exposition. Nous disposons ainsi d'une solution d'acquisition d'images à multiples fonctions de réponse permettant d'alimenter différentes types d'applications de vision

Mesure robuste de la visibilité météorologique par caméra : une approche empirique

La mesure de la visibilité météorologique est un élément important pour la sécurité des transports routiers et aériens. Nous proposons dans cet article un estimateur de la visibilité météorologique par une caméra fixe, basé sur le module du gradient pris dans des zones dont le comportement suit une loi de Lambert vis à vis des changements des conditions d'éclairage. La réponse de cet estimateur est calibrée par une régression linéaire avec des données provenant de visibilimètres installés sur un site d'expérimentation que nous avons instrumenté avec une caméra. Nous donnons une estimation de la visibilité météorologique avec une précision de 30 % pour 150 images prises dans différentes conditions d'éclairage de jour (10 à 8000 cd/m²) et de visibilité (jusqu'à 15 km)