Mesure de Visibilité : les principes

(English version)

Besoin de mesure de la visibilité

La mesure de visibilité est potentiellement utile pour plusieurs familles d'applications :

 - application industrielle au test et au réglage optimal des systèmes automobiles destinés à restaurer la visibilité :
éclairage, essuyage du pare-brise, lavage, désembuage, dégivrage, ...
 - application industrielle au test d'usure et à la validation des marquages au sol destinés à réhausser la visibilité sur les routes.
 - application aux ADAS (systèmes embarqués dans les véhicules pour l'aide à la conduite) : mesure de visibilité embarquée et pilotage des essuie-glaces et autres éléments de restauration de la visibilité
 - mesure de visibilité météo dans les aéroports et plus généralement partout où cela est utile

Principes

Mesurer la visibilité "pour l'être humain" nécessite de "connaître" le système de vision humaine, de manière à disposer d'un modèle prédictif de ce que nous arrivons à "voir" ou pas. La vision humaine a besoin d'un compromis spécifique entre le contraste, la précision de la luminance, et la taille des objets, de manière à détecter.
Il existe de nombreux modèle (Ngan, etc ...) mais qu'il est nécessaire de faire varier en fonction de paramètres tels que la luminosité ambiante, la durée d'observation, les couleurs, les mouvements, etc ...
De même, ces modèles doivent être modulés pour tenir compte de plusieurs types d'observateurs (vision "standard", myope corrigé, personne âgée, etc ...).
De manière simplifiée, on peut dire que plus des objets sont petits (on parle de fréquence angulaire élevée), et plus il faut du contraste pour les distinguer.
Sur ces modèles assez complexes, il est possible de rajouter des critères, tels que les critères de Johnson, par exemple, qui sont prédictifs de l'aptitude d'un observateur humain à détecter, reconnaître, et identifier un objet dans une scène.
Ce type de critères a été utilisé à la base par les militaires pour tester les camouflages des chars, entre autre.

Le graphique ci-dessous montre le schéma ci dessous, plus la fréquence angulaire est élevée (petis objets : ici raie fines), et plus il faut du contraste pour bien détecter les objets. Essayez de compter les bandes, pour vous en assurer.

On peut visualiser ce compromis sur des images réelles : on distingue assez facilement des nuages gris sur fond gris, les objets sont grands, le nombre de niveaux de gris différents est grand, le contraste est faible. A l'inverse, on peut détecter des étoiles dans un ciel noir : les objets sont petits, le nombre de niveaux de gris est très faible (2 niveaux : blanc, et noir), mais le contraste est très fort :

 
contraste très faible (pas de contour et pourtant on                           contraste très fort (formes délimitées par un bord
voit clairement les formes des nuages).Image très                           franc). Image très pauvre en niveaux de gris.
riche en niveaux de gris.

Outils et réalisations pratiques de mesure de la visibilité

La société NEXYAD a développé un outil de mesure de la visibilité. Cet outil, VisiNex (http://www.visinex.net/), est utilisé par l'industrie automobile pour tester l'efficacité des organes destinés à restaurer la visibilité : l'éclairage, l'essuyage du pare-brise, le lavage, le désembuage, le dégivrage, ...
VisiNex est aussi utilisé par des industriels de l'infrastructure routière pour tester l'efficacité des marquages routiers dont le but est de réhausser la visibilité par tout temps.

Cet outil permet de prédire une distance de détection (ou distance de visibilité), et intègre les critères de Johnson pour estimer la distance de reconnaissance (c'est un véhicule, c'est un panneau, ...), et d'identification (mode "lecture" : c'est tel véhicule, le panneau indique ceci ou cela, ...).

NEXYAD a aussi développé un module embarqué de mesure de la visibilité routière, VisiNex Onboard, destiné à servir de brique fondamentale dans les ADAS et les futurs véhicules autonomes. Cette brique a été développée depuis 2003, et fait l'objet de travaux d'amélioration et de durcissement depuis. 

Pour plus d'information : http://www.nexyad.com/Automotive-Transportation

Présentation de  VisiNex : http://nexyad.net/Automotive-Transportation/?page_id=159

Contact : sales@nexyad.net