Les bombes en bordure de route sont des tueurs sournois et efficaces. Ils sont faciles à fabriquer et à cacher, ce qui en fait l'arme de choix des insurgés et des terroristes du monde entier. Trouver et désactiver ces dispositifs mortels est très difficile. L'ingénieur électricien Dennis van de Wouw de l'Université de technologie d'Eindhoven (TU/e) a, en étroite collaboration avec l'industrie et les experts du ministère néerlandais de la Défense, développé un système d'alerte précoce en temps réel. Lorsqu'il est monté sur un véhicule militaire, il peut détecter automatiquement la présence de ces bombes en enregistrant les changements suspects dans l'environnement. Il soutiendra sa thèse de doctorat le 11 décembre à TU/e.

Des bombes en bordure de route, ou engins explosifs improvisés (IED), constituent une menace sérieuse à la fois pour les troupes et les civils dans les zones de conflit. Ils sont facilement fabriqués à l'aide d'articles ménagers courants, et, avec des instructions largement disponibles en ligne, leur construction ne nécessite plus de formation militaire. En raison de leur impact élevé (plus de 66% des pertes de la coalition dans la guerre en Afghanistan sont le résultat d'engins explosifs improvisés), facilité de construction et relative indétectabilité, ils sont devenus l'arme préférée des insurgés et des terroristes dans les zones de conflit à travers le monde.

Afin de réduire les pertes lors des transports militaires, une surveillance fréquente des itinéraires à haut risque est requise. Les patrouilles au sol sont une méthode efficace de surveillance, qui localisent les menaces potentielles en recherchant des modèles suspects dans l'environnement. C'est une tâche très exigeante, parce que les humains ont des difficultés à se concentrer sur une tâche plus longtemps dans un environnement inconnu. Par conséquent, un besoin urgent émerge pour un système qui peut aider le personnel militaire à trouver des menaces potentielles pendant la conduite.

N'importe quelle taille, forme ou couleur

Dennis van de Wouw et ses partenaires du projet ont développé un système d'alerte précoce en temps réel pour les EEI qui est monté sur un véhicule. Ce système est capable de détecter automatiquement les objets inconnus et les changements suspects dans l'environnement. La détection automatisée de tels objets inconnus est très difficile en utilisant les techniques de détection conventionnelles, car on ne sait tout simplement pas à quoi ressemble l'IED. Il peut avoir n'importe quelle taille, forme et couleur.

Au lieu, ils sont partis de l'hypothèse que la pose d'un EEI provoque des changements subtils dans l'environnement, comme creuser des pistes ou des objets nouvellement apparus, comme les déclencheurs utilisés par les insurgés ou les terroristes pour faire exploser l'IED. Par conséquent, Van de Wouw a équipé un véhicule militaire d'un système vidéo intelligent capable de détecter automatiquement les changements suspects dans l'environnement pendant la conduite. Ce système se compose d'une caméra stéréo (une caméra avec deux objectifs qui génère des images 3-D), un système de positionnement GPS et une plateforme d'analyse d'images.

Le système enregistre automatiquement l'environnement et le compare aux images enregistrées précédemment, par exemple lors d'une opération de dépollution antérieure (voir exemple ci-dessus). Tous les changements sont ensuite analysés par le système. Seuls les changements qui indiquent la présence possible d'un IED sont présentés à l'opérateur militaire via une interface utilisateur graphique interactive. « Cela permet à un opérateur militaire de prendre les mesures appropriées, comme s'arrêter à temps pour une inspection plus approfondie de la menace potentielle, ou pour l'éviter complètement, " dit Van de Wouw.

Défi

Son principal défi était de concevoir un système capable de comparer avec précision des images historiques et en direct de l'environnement. Ce n'est pas anodin :le point de vue des enregistrements peut différer, ainsi que les conditions météorologiques et l'heure de la journée, créant des changements déroutants dans la perspective et l'éclairage. Utilisation de caméras stéréo, modélisation 3D avancée et analyse d'images automatisée, Van de Wouw a pu créer un système robuste capable de détecter avec succès les changements suspects dans l'environnement. De plus, il a mené des premières expériences exploratoires avec l'Intelligence Artificielle, qui montrent des capacités de détection prometteuses même dans des conditions d'éclairage sévères.

Le système développé a été démontré avec succès au ministère néerlandais de la Défense, montrant ses capacités de détection sur un terrain militaire. Là, il était capable de détecter tous les objets de test « inconnus » et les changements avec au moins un contraste moyen. Le Ministère est donc très satisfait du travail de Van de Wouw et de ses partenaires, surtout avec la vitesse à laquelle le nouveau système traite les signaux d'avertissement.

"L'avertissement de menace doit arriver à temps, afin que le véhicule militaire puisse s'arrêter à une distance sécuritaire de la bombe de bord de route. Cela met une grande pression sur la gestion du temps pour le traitement parallèle. Jusqu'à présent, tous les résultats semblent très prometteurs, " dit Silvester de Bruin, conseiller innovation au ministère.

Selon Van de Wouw, le nouveau système d'alerte précoce est l'un des rares systèmes de détection de changement fonctionnel pour contrer les EEI, capable de trouver de petits changements suspects dans l'environnement en temps réel. Il travaille maintenant pour ViNotion, spin-off du groupe de recherche Video Coding and Architectures de la TU/e, où il poursuit le développement de cette technologie en étroite collaboration avec le ministère de la Défense.