Analyse 3D rapide assistée par IA à partir de vidéos standard en conditions

Les défis en matière de sécurité évoluent rapidement, et disposer d’informations exploitables dans des délais courts, en conditions réelles, est tout aussi crucial que la précision technique. Dans le contexte du développement des capacités numériques, la Société Suisse de Technique de Défense (STA) a lancé une série de défis visant à encourager la collaboration entre les Forces armées suisses, les autorités d’acquisition, l’industrie et la communauté scientifique. Les participants sont invités à présenter des technologies capables d’apporter des solutions innovantes et concrètement applicables. Lors de la Journée de l’innovation « Create the Future! », l’un des défis portait sur l’analyse différentielle avancée d’images, et la STA a sélectionné la proposition d’ELCA pour y répondre.

Un prototype pour l’analyse vidéo par drone en conditions de terrain

Afin de démontrer son approche innovante tout en répondant à ce défi, ELCA s’est concentrée sur les flux vidéo issus de drones, qui présentent des contraintes pratiques telles que les variations d’altitude et de trajectoire de vol, les conditions de visibilité et les capteurs disponibles.

Les data scientists d’ELCA ont développé un prototype conçu pour fonctionner efficacement avec des données vidéo aériennes réalistes et imparfaites, indépendamment de la disponibilité du GPS et sans recourir à des capteurs spécialisés de grande valeur. Le système peut être utilisé aussi bien en extérieur qu’en intérieur, et les travaux futurs porteront sur l’alignement des reconstructions avec des données cartographiques existantes afin de permettre la géolocalisation lorsque nécessaire.

Le système combine les avancées les plus récentes en SLAM (localisation et cartographie simultanées) avec des modèles de vision par ordinateur de pointe, représentant l’état de l’art actuel en matière d’analyse basée exclusivement sur la vidéo. La capture vidéo ne nécessite qu’un matériel simple, robuste et facilement industrialisable, tandis que le traitement s’effectue sur une infrastructure standard équipée de GPU. Grâce à un traitement automatisé, le système est capable de :
 

• Générer des cartes 3D à partir de flux vidéo afin de reconstruire l’environnement
• Détecter, localiser et classifier les objets pertinents dans la scène
• Comparer plusieurs vols pour identifier des changements notables
• Mettre en évidence les différences nécessitant une analyse approfondie

Surmonter les contraintes et progresser vers le déploiement

Même avec des capteurs limités et des conditions de vol ou d’éclairage variables, le prototype démontre que la cartographie 3D automatisée et la détection de changements à partir de flux vidéo en mouvement sont aujourd’hui réalisables. Bien que des travaux supplémentaires soient nécessaires pour un usage en temps réel et une compréhension plus large des objets, le système permet déjà de fournir des informations tactiques pertinentes en quelques minutes.

La solution met en évidence une trajectoire claire vers une automatisation accrue de l’analyse vidéo, soutenant une prise de décision plus rapide et une meilleure connaissance de la situation, sans dépendre d’équipements spécialisés de grande valeur.

À l’avenir, le passage à l’échelle — que ce soit via un traitement centralisé sur GPU ou des déploiements en périphérie (edge) plus efficaces — dépendra des besoins opérationnels. Une collaboration continue renforcera la fiabilité du système et rapprochera cette capacité d’un usage opérationnel sur le terrain.

Applications civiles potentielles

Bien que développée pour des usages de défense, cette approche présente également un intérêt dans des contextes civils où la rapidité de déploiement et la capacité de couverture à grande échelle priment sur la précision de niveau topographique. Parmi les exemples :
 

• Gestion des urgences et des incidents : cartographie rapide sur site et détection de changements lorsque des moyens spécialisés ne sont pas immédiatement disponibles.
• Infrastructures temporaires et gestion d’événements : compréhension rapide de scènes qui évoluent fréquemment ou qui n’existaient pas la veille.
• Inspections distribuées : consolidation de flux vidéo provenant de plusieurs équipes ou plateformes afin de surveiller des zones étendues ou en évolution.

Ces scénarios tirent parti des caméras mobiles déjà disponibles, fournissant des informations exploitables lorsque l’attente de moyens de relevé de haute précision n’est pas une option, tout en permettant une couverture à une échelle que les systèmes de grande valeur ne peuvent pas offrir de manière réaliste.

Nous ne sommes pas en concurrence avec la topographie de haute précision, mais avec le délai. Lorsque la situation évolue et que des décisions doivent être prises rapidement, la connaissance immédiate de la situation est plus importante que l’utilisation d’équipements spécialisés.

L’innovation d’ingénierie au service de l’impact réel

Ce démonstrateur technologique illustre la solide culture d’ingénierie d’ELCA et son engagement à exploiter les technologies les plus récentes pour répondre à des défis concrets à fort impact.