FR3022038A1 - DEVICE FOR DETECTING AN OBLIQUE OBLIQUE PLAN AND DETECTION METHOD USING SUCH A DEVICE - Google Patents

DEVICE FOR DETECTING AN OBLIQUE OBLIQUE PLAN AND DETECTION METHOD USING SUCH A DEVICE Download PDF

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FR3022038A1
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FR1455100A
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Inventor
Bruno Maisonnier
Jorg Ziegler
Vincent Clerc
Nicolas Garcia
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Softbank Robotics SAS
Original Assignee
Aldebaran Robotics SA
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    • G01S17/93Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S17/931Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles

Abstract

L'invention concerne un dispositif de détection (10) d'obstacles destiné à équiper un véhicule mobile (11) ayant un sens de déplacement privilégié dans un premier sens selon un axe X parallèlement à un plan de référence (12), caractérisé en ce qu'il comprend : • un émetteur dit pelle (32) d'un faisceau électromagnétique dit pelle (27) s'étendant dans un plan virtuel dit pelle (26) configuré pour s'intersecter avec le plan de référence (12) selon une droite perpendiculaire à l'axe X, • un premier capteur d'image (5) apte à produire une image de la droite, • un moyen d'analyse d'image apte à déterminer la présence d'un obstacle par détection d'une déformation de la droite. L'invention concerne également un procédé de détection mettant en œuvre un tel dispositif.The invention relates to an obstacle detection device (10) for equipping a mobile vehicle (11) having a preferred direction of movement in a first direction along an axis X parallel to a reference plane (12), characterized in that it comprises: • a transmitter called shovel (32) of an electromagnetic beam called shovel (27) extending in a virtual plane called shovel (26) configured to intersect with the reference plane (12) in a manner perpendicular to the X axis, • a first image sensor (5) capable of producing an image of the line, • an image analysis means capable of determining the presence of an obstacle by detecting an image. deformation of the line. The invention also relates to a detection method implementing such a device.

Description

DISPOSITIF DE DETECTION A PLAN OBLIQUE D'OBSTACLES ET PROCEDE DE DETECTION METTANT EN OEUVRE UN TEL DISPOSITIF L'invention concerne un dispositif de détection d'obstacles disposé sur un véhicule mobile et s'applique notamment au domaine de la navigation. L'invention concerne également un procédé de détection d'obstacles mettant en oeuvre un tel dispositif.The invention relates to an obstacle detection device disposed on a mobile vehicle and applies in particular to the field of navigation. The invention also relates to an obstacle detection method using such a device.

Lors d'un déplacement d'un véhicule mobile tel un robot, il est souhaitable d'éviter toute collision entre le véhicule mobile et un obstacle situé dans l'environnement dans lequel le véhicule mobile se déplace, par exemple pour ne pas endommager le véhicule mobile et/ou l'obstacle.When moving a mobile vehicle such as a robot, it is desirable to avoid any collision between the mobile vehicle and an obstacle in the environment in which the moving vehicle moves, for example to avoid damaging the vehicle mobile and / or the obstacle.

Pour tout véhicule mobile, et donc aussi pour un robot apte à se mouvoir, il est très important de prendre en compte la sécurité du véhicule mobile et des éléments de son environnement. La sécurité du véhicule et des éléments de son environnement passe notamment par la détection d'obstacles dans l'environnement et l'évitement de collision avec ces obstacles. Il existe différentes techniques permettant d'éviter les collisions. La plupart de ces techniques implique des coûts d'implémentation importants et nécessitent une puissance de calcul significative pour, par exemple, déterminer la position du robot dans un certain référentiel. D'autres techniques existantes sont très coûteuses, et ne sont donc pas adaptées pour une mise en oeuvre dans un robot. Par ailleurs, certaines techniques permettent de détecter la présence d'un obstacle mais pas de le localiser avec exactitude.For any mobile vehicle, and therefore also for a robot able to move, it is very important to take into account the safety of the mobile vehicle and the elements of its environment. The safety of the vehicle and elements of its environment includes the detection of obstacles in the environment and the avoidance of collision with these obstacles. There are different techniques to avoid collisions. Most of these techniques involve significant implementation costs and require significant computing power to, for example, determine the position of the robot in a certain repository. Other existing techniques are very expensive, and are therefore not suitable for implementation in a robot. In addition, certain techniques make it possible to detect the presence of an obstacle but not to locate it exactly.

L'invention vise à pallier tout ou partie des problèmes cités plus haut en proposant un dispositif de détection d'obstacles situé dans l'environnement d'un véhicule mobile permettant à la fois de détecter la présence d'un obstacle et de le localiser. L'invention propose également un procédé mettant en oeuvre un tel dispositif.The invention aims to overcome all or part of the problems mentioned above by providing an obstacle detection device located in the environment of a mobile vehicle for both detecting the presence of an obstacle and to locate it. The invention also proposes a method implementing such a device.

A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de détection d'obstacles destiné à équiper un véhicule mobile ayant un sens de déplacement privilégié dans un premier sens selon un axe X parallèlement à un plan de référence, caractérisé en ce qu'il comprend : - un émetteur dit pelle d'un faisceau électromagnétique dit pelle s'étendant dans un plan virtuel dit pelle configuré pour s'intersecter avec le plan de référence selon une droite perpendiculaire à l'axe X, - un premier capteur d'image est apte à produire une image de la droite, - un moyen d'analyse d'image apte à déterminer la présence d'un obstacle par détection d'une déformation de la droite. Selon un mode de réalisation, le véhicule a un sens de déplacement privilégié dans un premier sens selon un axe X et le dispositif comprend en outre un premier émetteur dit oblique d'un premier faisceau oblique s'étendant dans un premier plan virtuel oblique dans le premier sens selon l'axe X et sécant au plan de référence, et un second émetteur dit oblique d'un second faisceau oblique s'étendant dans un second plan virtuel oblique dans le premier sens selon l'axe X et sécant au plan de référence. Le dispositif comprend aussi un premier capteur d'image apte à produire une image autour de l'intersection des premier et second plans virtuels obliques avec le plan de référence. Selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif comprend un premier émetteur dit horizontal d'un premier faisceau horizontal s'étendant dans un premier plan virtuel sensiblement parallèle au plan de référence et le premier capteur d'image est apte à produire une image de l'intersection du premier plan virtuel et de l'obstacle.For this purpose, the subject of the invention is an obstacle detection device intended to equip a mobile vehicle having a preferred direction of movement in a first direction along an axis X parallel to a reference plane, characterized in that it comprises: - a transmitter called shovel of an electromagnetic beam called shovel extending in a virtual plane said shovel configured to intersect with the reference plane along a line perpendicular to the X axis, - a first image sensor is capable of producing an image of the line, - an image analysis means capable of determining the presence of an obstacle by detecting a deformation of the line. According to one embodiment, the vehicle has a preferred direction of movement in a first direction along an axis X and the device further comprises a first transmitter said oblique of a first oblique beam extending in a first oblique virtual plane in the first direction along the axis X and secant to the reference plane, and a second transmitter said oblique of a second oblique beam extending in a second oblique virtual plane in the first direction along the axis X and secant to the reference plane . The device also includes a first image sensor capable of producing an image around the intersection of the first and second oblique virtual planes with the reference plane. According to one embodiment of the invention, the device comprises a first said horizontal transmitter of a first horizontal beam extending in a first virtual plane substantially parallel to the reference plane and the first image sensor is able to produce a image of the intersection of the first virtual plane and the obstacle.

Selon un autre mode de réalisation, le premier plan virtuel forme un secteur angulaire autour de l'axe X, et le dispositif comprend en outre un deuxième émetteur dit horizontal d'un deuxième faisceau horizontal s'étendant dans un deuxième plan virtuel dans un premier sens, formant un secteur angulaire autour d'un axe Y perpendiculaire à l'axe X et sensiblement parallèle au plan de référence. Le dispositif comprend un deuxième capteur d'image apte à produire une image de l'intersection du deuxième plan virtuel et de l'obstacle. Le dispositif comprend un troisième émetteur dit horizontal d'un troisième faisceau horizontal s'étendant dans un troisième plan virtuel dans un deuxième sens, opposé au premier sens, formant un secteur angulaire autour de l'axe Y et sensiblement parallèle au plan de référence, un troisième capteur d'image apte à produire une image de l'intersection du troisième plan virtuel et de l'obstacle. Avantageusement, le secteur angulaire formé par le premier 5 faisceau horizontal est espacé des secteurs angulaires formés par les deuxième et troisième faisceaux horizontaux d'un angle prédéfini. Avantageusement, le secteur angulaire est de 120°. 10 Selon un autre mode de réalisation, le dispositif comprend en outre des moyens de positionnement d'un plan virtuel dit horizontal destinés à positionner ledit plan virtuel dit horizontal de manière à ce qu'il n'intersecte pas le plan de référence. Les moyens de positionnement peuvent être constitués par une 15 boucle d'asservissement apte à déterminer une position angulaire du plan virtuel dit horizontal par rapport au plan de référence et à transmettre une nouvelle position angulaire à l'émetteur dit horizontal formant le plan virtuel dit horizontal. Les moyens de positionnement peuvent aussi être constitués par 20 un angle positif entre le plan virtuel dit horizontal et le plan de référence. Avantageusement, le ou les faisceaux sont des faisceaux laser. Avantageusement, le dispositif comprend des moyens de 25 commande configurés pour désactiver sélectivement des émetteurs et des capteurs en fonction du sens de déplacement du véhicule. Avantageusement, le dispositif comprend en outre un circuit de traitement configuré pour cadencer les émissions de faisceaux par les 30 émetteurs et synchroniser les émissions de faisceaux avec les prises de vue par les capteurs. L'invention a aussi pour objet un véhicule mettant en oeuvre un tel dispositif. 35 L'invention a aussi pour objet un procédé de détection d'obstacles mettant en oeuvre un tel dispositif, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : - émission d'un faisceau apte à former un plan virtuel pouvant s'intersecter avec l'obstacle, - prise de vues et production d'une image de l'intersection du plan virtuel et de l'obstacle, - analyse de l'image et détermination de l'obstacle.According to another embodiment, the first virtual plane forms an angular sector around the X axis, and the device further comprises a second said horizontal transmitter of a second horizontal beam extending in a second virtual plane in a first direction, forming an angular sector around a Y axis perpendicular to the X axis and substantially parallel to the reference plane. The device includes a second image sensor adapted to produce an image of the intersection of the second virtual plane and the obstacle. The device comprises a third said horizontal transmitter of a third horizontal beam extending in a third virtual plane in a second direction, opposite the first direction, forming an angular sector around the axis Y and substantially parallel to the reference plane, a third image sensor capable of producing an image of the intersection of the third virtual plane and the obstacle. Advantageously, the angular sector formed by the first horizontal beam is spaced from the angular sectors formed by the second and third horizontal beams by a predefined angle. Advantageously, the angular sector is 120 °. According to another embodiment, the device further comprises means for positioning a so-called horizontal virtual plane intended to position said so-called horizontal virtual plane so that it does not intersect the reference plane. The positioning means may consist of a servo loop capable of determining an angular position of the so-called horizontal virtual plane relative to the reference plane and of transmitting a new angular position to the so-called horizontal emitter forming the so-called horizontal virtual plane. . The positioning means may also be constituted by a positive angle between the so-called horizontal virtual plane and the reference plane. Advantageously, the beam or beams are laser beams. Advantageously, the device comprises control means configured to selectively deactivate transmitters and sensors depending on the direction of movement of the vehicle. Advantageously, the device further comprises a processing circuit configured to clock beam transmissions by the transmitters and to synchronize the beam transmissions with the images taken by the sensors. The invention also relates to a vehicle implementing such a device. The invention also relates to an obstacle detection method using such a device, characterized in that it comprises the following steps: - emission of a beam capable of forming a virtual plane that can intersect with the obstacle, - shooting and producing an image of the intersection of the virtual plane and the obstacle, - image analysis and determination of the obstacle.

Selon un mode de réalisation, le procédé de détection d'obstacles selon l'invention peut comporter les étapes suivantes : - mémorisation d'une première image de l'intersection du plan virtuel formé par le faisceau avec le plan de référence, - mémorisation d'une seconde image de l'intersection du plan virtuel 15 formé par le faisceau avec l'obstacle, - comparaison de la première et la seconde images de manière à définir la localisation de l'obstacle. Le véhicule mobile est par exemple un robot. Ce robot peut 20 disposer de roues pour permettre son déplacement sur un plan de référence. L'invention s'applique également à un robot à caractère humanoïde se déplaçant au moyen de jambes. Alternativement, le véhicule mobile peut être tout type de véhicule, se déplaçant parallèlement à un plan de référence, soit en contact avec le 25 plan de référence par l'intermédiaire de roues, soit sur coussins d'air. L'invention a également pour objet un robot à caractère humanoïde comprenant un dispositif de détection selon l'invention. On entend par robot à caractère humanoïde, un robot présentant 30 des similitudes avec le corps humain. Il peut s'agir du haut du corps, ou uniquement d'un bras articulé se terminant par une pince assimilable à une main humaine. Dans la présente invention, le haut du corps du robot est similaire à celui d'un tronc humain. Un dispositif de détection conforme à l'invention permet de déterminer des obstacles dans l'environnement du 35 robot.According to one embodiment, the obstacle detection method according to the invention can comprise the following steps: storage of a first image of the intersection of the virtual plane formed by the beam with the reference plane, storage of a second image of the intersection of the virtual plane formed by the beam with the obstacle, comparing the first and the second images so as to define the location of the obstacle. The mobile vehicle is for example a robot. This robot can have wheels to allow its movement on a reference plane. The invention also applies to a humanoid robot moving by means of legs. Alternatively, the mobile vehicle can be any type of vehicle, moving parallel to a reference plane, either in contact with the reference plane by means of wheels, or on air cushions. The invention also relates to a humanoid robot comprising a detection device according to the invention. By humanoid robot is meant a robot with similarities to the human body. It may be the upper body, or only an articulated arm ending in a clamp comparable to a human hand. In the present invention, the upper body of the robot is similar to that of a human trunk. A detection device according to the invention makes it possible to determine obstacles in the environment of the robot.

L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée d'un mode de réalisation donné à titre d'exemple, description illustrée par le dessin joint dans lequel : - la figure 1 représente des plans virtuels formés par deux faisceaux, - la figure 2a représente une vue de dessus d'un dispositif selon l'invention montrant des plans virtuels des faisceaux parallèles au plan de référence, - la figure 2b représente une vue en coupe d'un dispositif selon l'invention montrant un plan virtuel d'un faisceau sensiblement parallèle au plan de référence, - la figure 2c représente une boucle d'asservissement permettant d'ajuster une position angulaire d'un plan virtuel par rapport au plan de 15 référence, - la figure 3 représente un plan virtuel formé par un faisceau, et des plans virtuels formés par deux faisceaux, - les figures 4a, 4b, 4c représentent une intersection d'un plan virtuel avec un obstacle selon l'invention, 20 - la figure 5 représente des plans virtuels formés par des faisceaux ainsi qu'un champ couvert par un appareil de prise de vues, - la figure 6 représente un émetteur de faisceau apte à former un plan virtuel, - la figure 7 représente un robot à caractère humanoïde mettant 25 en oeuvre un dispositif de détection d'obstacles selon l'invention, - la figure 8 représente un exemple d'un socle comprenant des roues pour un robot à caractère humanoïde mettant en oeuvre un dispositif de détection d'obstacles selon l'invention, - la figure 9 représente schématiquement un processeur 30 assurant les fonctions de traitement et de synchronisation des émissions de faisceaux et des prises de vue, - la figure 10 illustre schématiquement les étapes d'un procédé de détection d'obstacles selon l'invention, - les figures 11a et 11b représentent deux configurations de 35 détection d'obstacles, - la figure 12 illustre schématiquement une vue de profil d'un dispositif selon l'invention montrant des plans virtuels horizontaux, oblique et pelle.The invention will be better understood and other advantages will appear on reading the detailed description of an embodiment given by way of example, a description illustrated by the attached drawing in which: FIG. 1 represents virtual planes formed by two beams, - Figure 2a shows a top view of a device according to the invention showing virtual planes parallel beams to the reference plane, - Figure 2b shows a sectional view of a device according to the invention showing a virtual plane of a beam substantially parallel to the reference plane; FIG. 2c represents a servo loop for adjusting an angular position of a virtual plane with respect to the reference plane, FIG. a virtual plane formed by a beam, and virtual planes formed by two beams, - Figures 4a, 4b, 4c represent an intersection of a virtual plane with an obstacle according to the invention, 2 FIG. 5 represents virtual planes formed by beams and a field covered by a camera, FIG. 6 represents a beam transmitter capable of forming a virtual plane, FIG. with a humanoid character implementing an obstacle detection device according to the invention, - Figure 8 shows an example of a base comprising wheels for a humanoid robot implementing an obstacle detection device according to the invention FIG. 9 schematically represents a processor 30 providing the functions of processing and synchronizing beam transmissions and images, FIG. 10 schematically illustrates the steps of an obstacle detection method according to FIG. FIGS. 11a and 11b show two obstacle detection configurations; FIG. 12 schematically illustrates a profile view of a device according to the inventi showing horizontal virtual planes, oblique and shovel.

Par souci de clarté, les mêmes éléments porteront les mêmes repères dans les différentes figures. Dans la description, l'invention est décrite avec l'exemple d'une mise en oeuvre sur un robot, et plus particulièrement sur un robot se déplaçant au moyen de roues. Cependant, l'invention est applicable à tout véhicule mobile. Un véhicule mobile 11 a un sens de déplacement privilégié dans un premier sens selon un axe X. La figure 1 représente une vue du dispositif 10 selon l'invention.For the sake of clarity, the same elements will bear the same references in the different figures. In the description, the invention is described with the example of an implementation on a robot, and more particularly on a robot moving by means of wheels. However, the invention is applicable to any mobile vehicle. A moving vehicle 11 has a preferred direction of movement in a first direction along an axis X. FIG. 1 represents a view of the device 10 according to the invention.

Le dispositif 10 de détection d'obstacles destiné à équiper le véhicule mobile 11 parallèlement à un plan de référence 12 comprend au moins deux émetteurs 34, 35 de faisceau électromagnétique aptes à former deux plans virtuels dans deux directions différentes pouvant s'intersecter avec un éventuel obstacle, au moins un capteur d'image 5 (non représenté sur la figure 1) apte à produire une image de l'intersection des plans virtuels et de l'obstacle, un moyen d'analyse d'image 66 (non représenté sur la figure 1) apte à déterminer l'obstacle, configuré pour comparer l'image avec une image de référence. Autrement dit, les plans virtuels formés intersectent le plan de référence 12 et forment ainsi une ligne droite. En présence d'un obstacle, la ligne est alors déformée, et c'est la déformation de la ligne qui révèle la présence d'un obstacle. Ainsi, on projette un plan virtuel, on regarde l'image obtenue et la détection d'un obstacle est obtenue par la déformation de la ligne d'intersection entre le plan virtuel et l'obstacle.The obstacle detection device 10 intended to equip the mobile vehicle 11 parallel to a reference plane 12 comprises at least two emitters 34, 35 of electromagnetic beam capable of forming two virtual planes in two different directions that can intersect with a possible obstacle, at least one image sensor 5 (not shown in FIG. 1) capable of producing an image of the intersection of the virtual planes and the obstacle, an image analysis means 66 (not represented on FIG. FIG. 1) capable of determining the obstacle, configured to compare the image with a reference image. In other words, the formed virtual planes intersect the reference plane 12 and thus form a straight line. In the presence of an obstacle, the line is then deformed, and it is the deformation of the line that reveals the presence of an obstacle. Thus, we project a virtual plane, we look at the image obtained and the detection of an obstacle is obtained by the deformation of the line of intersection between the virtual plane and the obstacle.

La figure 1 représente des plans virtuels 28, 29 formés par des émetteurs dit obliques 34, 35. Le dispositif 10 comprend un premier émetteur dit oblique 34 d'un premier faisceau oblique 30 s'étendant dans un premier plan virtuel oblique 28 dans le premier sens selon l'axe X et sécant au plan de référence 12. Le dispositif 10 comprend un second émetteur dit oblique 35 d'un second faisceau oblique 31 s'étendant dans un second plan virtuel oblique 29 dans le premier sens selon l'axe X et sécant au plan de référence 12. Le premier capteur d'image 5 est apte à produire une image autour de l'intersection des plans virtuels obliques 28, 29 avec le plan de référence 12.FIG. 1 represents virtual planes 28, 29 formed by so-called oblique transmitters 34, 35. The device 10 comprises a first so-called oblique transmitter 34 of a first oblique beam 30 extending in a first oblique virtual plane 28 in the first direction along the X axis and secant to the reference plane 12. The device 10 comprises a second transmitter said oblique 35 of a second oblique beam 31 extending in a second oblique virtual plane 29 in the first direction along the X axis and secant to the reference plane 12. The first image sensor 5 is able to produce an image around the intersection of the oblique virtual planes 28, 29 with the reference plane 12.

La figure 2a une vue de dessus d'un dispositif selon l'invention montrant des plans virtuels des faisceaux parallèles au plan de référence 12. Le dispositif 10 comprend un premier émetteur dit horizontal 14 d'un premier faisceau horizontal 15 s'étendant dans un premier plan virtuel 22 sensiblement parallèle au plan de référence 12 et le premier capteur d'image 5 apte à produire une image de l'intersection du premier plan virtuel 22 et de l'obstacle. Le véhicule mobile 11 ayant un sens de déplacement privilégié dans le premier sens selon l'axe X, le premier plan virtuel 22 forme un secteur angulaire autour de l'axe X, et le dispositif 10 comprend en outre un deuxième émetteur dit horizontal 16 d'un deuxième faisceau horizontal 17 s'étendant dans un deuxième plan virtuel 23 dans un premier sens, formant un secteur angulaire autour d'un axe Y perpendiculaire à l'axe X et sensiblement parallèle au plan de référence 12. Le dispositif 10 comprend un deuxième capteur d'image 6 apte à produire une image de l'intersection du deuxième plan virtuel 23 et de l'obstacle. Le dispositif comprend un troisième émetteur dit horizontal 19 d'un troisième faisceau horizontal 20 s'étendant dans un troisième plan virtuel 24 dans un deuxième sens, opposé au premier sens, formant un secteur angulaire autour de l'axe Y et sensiblement parallèle au plan de référence 12. Le dispositif 10 comprend un troisième capteur d'image 7 apte à produire une image de l'intersection du troisième plan virtuel 23 et de l'obstacle.FIG. 2a a top view of a device according to the invention showing virtual planes of the beams parallel to the reference plane 12. The device 10 comprises a first said horizontal transmitter 14 of a first horizontal beam 15 extending in a virtual foreground 22 substantially parallel to the reference plane 12 and the first image sensor 5 capable of producing an image of the intersection of the first virtual plane 22 and the obstacle. The mobile vehicle 11 having a preferred direction of movement in the first direction along the X axis, the first virtual plane 22 forms an angular sector around the axis X, and the device 10 further comprises a second said horizontal transmitter 16 d a second horizontal beam 17 extending in a second virtual plane 23 in a first direction, forming an angular sector around a Y axis perpendicular to the axis X and substantially parallel to the reference plane 12. The device 10 comprises a second image sensor 6 capable of producing an image of the intersection of the second virtual plane 23 and the obstacle. The device comprises a third said horizontal transmitter 19 of a third horizontal beam 20 extending in a third virtual plane 24 in a second direction, opposite the first direction, forming an angular sector around the axis Y and substantially parallel to the plane The device 10 comprises a third image sensor 7 capable of producing an image of the intersection of the third virtual plane 23 and the obstacle.

De manière avantageuse, le secteur angulaire 22 formé par le premier faisceau horizontal 15 est espacé des secteurs angulaires 23, 24 formés par les deuxième et troisième faisceaux horizontaux 17, 20 d'un angle prédéfini.Advantageously, the angular sector 22 formed by the first horizontal beam 15 is spaced from the angular sectors 23, 24 formed by the second and third horizontal beams 17, 20 of a predefined angle.

Le secteur angulaire peut être de 60° et l'angle plédéfini de 30°. On peut aussi avoir un secteur angulaire de 90°. A.antageusement, le secteur angulaire est de 120° et l'angle prédéfini est de 0°. Cette configuration permet une couverture totale de l'environnement autour du véhicule mobile 11. Les premier, deuxième et troisième émetteurs dit horizontaux 14, 16, 19 sont positionnés sur le véhicule mobile 11 à une certaine hauteur 25 du plan de référence 12 (visible sur la figure 2b). La hauteur 25 peut être par exemple de 15 cm, ou 10 cm. Afin de détecter de petits obstacles, la hauteur 25 peut être de 5 ou 3 cm. Les plans virtuels 22, 23, 24 formés respectivement par les émetteurs 14, 16, 19 peuvent s'intersecter avec un obstacle situé à une hauteur supérieure à la hauteur 25, ou avec un obstacle dont une partie se situe au niveau des plans virtuels 22, 23 ou 24. Les émetteurs 14, 16, 19 permettent une détection d'obstacle que l'on peut qualifier de détection panoramique. Le capteur d'image 5 peut également être un capteur d'image dit « grand angle » permettant à lui seul une prise de vue des trois plans virtuels 22, 23, 24.The angular sector can be 60 ° and the defined angle 30 °. One can also have an angular sector of 90 °. Advantageously, the angular sector is 120 ° and the predefined angle is 0 °. This configuration allows a total coverage of the environment around the mobile vehicle 11. The first, second and third so-called horizontal transmitters 14, 16, 19 are positioned on the mobile vehicle 11 at a certain height 25 of the reference plane 12 (visible on Figure 2b). The height 25 may be for example 15 cm, or 10 cm. In order to detect small obstacles, the height 25 can be 5 or 3 cm. The virtual planes 22, 23, 24 formed respectively by the emitters 14, 16, 19 can intersect with an obstacle situated at a height greater than the height 25, or with an obstacle part of which is at the level of the virtual planes 22. , 23 or 24. The emitters 14, 16, 19 allow an obstacle detection that can be described as panoramic detection. The image sensor 5 can also be a so-called "wide-angle" image sensor which alone allows one to shoot the three virtual planes 22, 23, 24.

La figure 2b représente une vue en coupe d'un dispositif selon l'invention montrant le plan virtuel 22 du faisceau 15 sensiblement parallèle au plan de référence 12. Nous décrivons ici le plan virtuel 22, mais tout ceci est également valable pour les plans virtuels 23 et 24.FIG. 2b represents a sectional view of a device according to the invention showing the virtual plane 22 of the beam 15 substantially parallel to the reference plane 12. Here we describe the virtual plane 22, but all this is also valid for the virtual planes 23 and 24.

Avantageusement, le dispositif de détection selon l'invention comprend des moyens 67 pour que le plan virtuel 22 soit toujours au dessus du plan de référence 12 dans un champ 36 couvert par le capteur d'image 5. Les moyens 67 pour que le plan virtuel 22 soit toujours au dessus 30 du plan de référence 12 dans un champ 36 peuvent être constitués par une boucle d'asservissement qui permet d'orienter l'émetteur 14 de faisceau 15 de manière à orienter le plan virtuel 22 en fonction de son orientation lorsque le véhicule mobile 11 est en mouvement. Ainsi, si le véhicule mobile 11 se déplace sur un plan de référence comprenant des irrégularités, comme 35 représenté sur la figure 2c, le plan virtuel 22 peut être amené à intersecter le plan de référence 12. Un gyroscope 68 peut capter une position angulaire 73 du plan virtuel 22 par rapport au plan de référence 12. Un moyen d'analyse 69 dans la boucle d'asservissement prend connaissance de cette information, transmet une nouvelle position angulaire 74 à l'émetteur 14 qui 5 est alors orienté de manière à positionner le plan virtuel 22 au dessus du plan de référence 12. Quand le véhicule mobile 11 est de nouveau en déplacement sur une surface complètement plane, le moyen d'analyse 69 transmet à l'émetteur 14 une nouvelle position angulaire de manière à ce que le plan virtuel 22 se repositionne sensiblement parallèlement au plan de 10 référence 12. Selon une autre configuration, les moyens de positionnement sont constitués par un angle 72 entre le plan virtuel dit horizontal 22 et le plan de référence 12. Le plan virtuel 22 peut donc être légèrement orienté vers le 15 haut. Autrement dit, il forme l'angle 72, angle positif, avec le plan de référence 12. Ainsi, le plan virtuel 22 n'intersecte jamais le plan de référence 12, même lorsque le véhicule mobile 11 est en mouvement. Le capteur d'image 5 est apte à produire une image de l'intersection du plan virtuel 22 et d'un éventuel obstacle. 20 On peut ainsi définir une surface 71 de détection qui correspond à l'intersection du plan virtuel 22 et du cône formé par le champ 36 couvert par le capteur d'image 5. Le plan virtuel 22 seul peut s'intersecter avec un éventuel obstacle ayant approximativement une hauteur supérieure ou égale 25 à la hauteur 25 et pouvant être situé à l'infini. Du fait de l'angle positif 72 et du champ 36 du capteur d'image 5, la surface 71 de détection est située à proximité du véhicule mobile 11. Détecter un éventuel obstacle revient donc à détecter une apparition d'une image au niveau de la surface 71 de détection. 30 Les faisceaux obliques 30, 31 peuvent s'intersecter avec de petits obstacles, des trous, ou des obstacles de plus grande taille, avec lesquels les faisceaux horizontaux 15, 17, 20 n'auraient éventuellement pas pu s'intersecter. 35 La figure 3 représente un plan virtuel 26 formé par un faisceau pelle 27 émis par un émetteur dit pelle 32. Le dispositif 10 comprend l'émetteur dit pelle 32 d'un faisceau pelle 27 s'étendant dans un plan virtuel 26 configuré pour s'intersecter avec le plan de référence 12 selon une droite 5 perpendiculaire à l'axe X. Le premier capteur d'image 5 est apte à produire une image de la droite résultant de l'intersection du plan virtuel 26 et du plan de référence 12. Le plan virtuel 26 formé par l'émetteur 32 peut s'intersecter avec un obstacle situé à une hauteur correspondant à la distance 33 entre le plan virtuel 26 et le plan de référence 12. Il peut s'agir d'un obstacle posé sur 10 le plan de référence 12 de grande taille ou de petite taille. Il trouve une application particulièrement intéressante pour les obstacles dont la hauteur est inférieure à la hauteur 25 séparant le plan de référence 12 à un plan virtuel horizontal. On peut notamment citer comme exemple d'obstacles un trou ou un butoir de porte. 15 Les figures 4a, 4b et 4c représentent une intersection du plan virtuel 26 avec un obstacle selon l'invention. Le véhicule 11 est mobile parallèlement au plan de référence 12. L'émetteur pelle 32 du faisceau pelle 27 s'étend dans le plan virtuel 26. Le plan virtuel 26 est configuré pour 20 s'intersecter avec le plan de référence 12 selon une droite 70 perpendiculaire à l'axe X, comme représenté sur la figure 4a. Autrement dit, le plan virtuel 26 formé par le faisceau pelle 27 permet d'effectuer un scan du plan de référence 12. Le capteur d'image 5 25 est apte à produire une image de la droite 70. Un moyen d'analyse d'image est apte à déterminer la présence de l'obstacle, le moyen d'analyse étant configuré pour comparer l'image du capteur 5 avec une image de référence. Il s'agit donc d'effectuer une projection d'une ligne sur le plan de référence 12 dans le champ 36 du capteur d'image 5. L'utilisation du plan virtuel 26 en 30 instantané permet de détecter, en présence d'un obstacle, une déformation de la droite 70. Par ailleurs, il est possible de mémoriser tout ce qui se trouve dans le volume entre le plan virtuel 26 et le plan de référence 12. Ainsi, avec une utilisation couplée au temps (c'est-à-dire aux positions successives du véhicule mobile 11) et à la mémorisation, on sait quand on a un obstacle 35 dans l'environnement du véhicule mobile 11. Autrement dit, il est possible de mémoriser une première image et une seconde image à différents instants de l'intersection du plan virtuel 26 formé par le faisceau pelle 27 avec le plan de référence 12. On procède à une comparaison de la première et la seconde images de manière à définir la localisation de l'obstacle. La localisation de l'obstacle peut se faire dans un repère fixe ou dans un repère lié au véhicule mobile 11. Cette détection et localisation de l'obstacle peut se faire quand le véhicule mobile se déplace dans le premier sens selon l'axe X, mais aussi dans le sens inverse du premier sens (c'est-à-dire en marche avant ou en marche arrière). Il est alors possible de ralentir le véhicule mobile 11, de l'arrêter avant une collision avec l'obstacle ou le faire dévier de sa trajectoire. Enfin, dans le cas extrême d'une disparition de la ligne 70, cela signifie que le véhicule mobile 11 se trouve à proximité d'une falaise ou d'une marche d'escaliers puisque le capteur d'image 5 n'est plus apte à produire une image de la ligne 70 alors en contrebas par rapport au plan de référence 12. Inversement, dès que le capteur d'image 5 est apte à produire une image, c'est-à-dire une cassure du plan virtuel 26, cela signifie soit que le véhicule mobile 11 peut avancer et reculer sur le plan de référence 12, sans risque de tomber dans le vide (falaise, escaliers, ...), soit que le véhicule mobile 11 est en présence d'un obstacle à proximité.Advantageously, the detection device according to the invention comprises means 67 for the virtual plane 22 to always be above the reference plane 12 in a field 36 covered by the image sensor 5. The means 67 for the virtual plane 22 or always above the reference plane 12 in a field 36 may be constituted by a servo loop which is used to orient the beam emitter 14 to orient the virtual plane 22 according to its orientation when the moving vehicle 11 is in motion. Thus, if the moving vehicle 11 moves on a reference plane including irregularities, as shown in FIG. 2c, the virtual plane 22 can be made to intersect the reference plane 12. A gyroscope 68 can pick up an angular position 73 the virtual plane 22 with respect to the reference plane 12. An analysis means 69 in the servo loop acquires this information, transmits a new angular position 74 to the emitter 14 which is then oriented so as to position the virtual plane 22 above the reference plane 12. When the mobile vehicle 11 is again moving on a completely flat surface, the analysis means 69 transmits to the transmitter 14 a new angular position so that the virtual plane 22 is repositioned substantially parallel to the reference plane 12. According to another configuration, the positioning means consist of an angle 72 between the plane The virtual plane 22 may therefore be slightly oriented upwards. In other words, it forms the angle 72, positive angle, with the reference plane 12. Thus, the virtual plane 22 never intersects the reference plane 12, even when the moving vehicle 11 is moving. The image sensor 5 is able to produce an image of the intersection of the virtual plane 22 and a possible obstacle. It is thus possible to define a detection surface 71 which corresponds to the intersection of the virtual plane 22 and the cone formed by the field 36 covered by the image sensor 5. The virtual plane 22 alone can intersect with a possible obstacle having approximately a height greater than or equal to the height 25 and which can be located at infinity. Because of the positive angle 72 and the field 36 of the image sensor 5, the detection surface 71 is located near the moving vehicle 11. Detecting a possible obstacle is therefore to detect an appearance of an image at the level of the detection surface 71. The oblique beams 30, 31 may intersect with smaller obstacles, holes, or larger obstacles with which the horizontal beams 15, 17, 20 could not possibly have intersected. FIG. 3 represents a virtual plane 26 formed by a shovel beam 27 emitted by a so-called shovel transmitter 32. The device 10 comprises the so-called shovel transmitter 32 of a shovel beam 27 extending in a virtual plane 26 configured for FIG. intersect with the reference plane 12 along a straight line 5 perpendicular to the X axis. The first image sensor 5 is able to produce an image of the line resulting from the intersection of the virtual plane 26 and the reference plane 12 The virtual plane 26 formed by the transmitter 32 can intersect with an obstacle located at a height corresponding to the distance 33 between the virtual plane 26 and the reference plane 12. It can be an obstacle placed on 10 reference plane 12 of large or small size. It finds a particularly interesting application for obstacles whose height is less than the height 25 between the reference plane 12 and a horizontal virtual plane. Examples of obstacles include a hole or door stopper. Figures 4a, 4b and 4c show an intersection of the virtual plane 26 with an obstacle according to the invention. The vehicle 11 is mobile parallel to the reference plane 12. The shovel transmitter 32 of the shovel 27 extends in the virtual plane 26. The virtual plane 26 is configured to intersect with the reference plane 12 along a straight line 70 perpendicular to the X axis, as shown in Figure 4a. In other words, the virtual plane 26 formed by the shovel 27 makes it possible to scan the reference plane 12. The image sensor 25 is able to produce an image of the line 70. image is able to determine the presence of the obstacle, the analysis means being configured to compare the image of the sensor 5 with a reference image. It is therefore a matter of projecting a line on the reference plane 12 in the field 36 of the image sensor 5. The use of the instantaneous virtual plane 26 makes it possible to detect, in the presence of a In addition, it is possible to memorize all that is in the volume between the virtual plane 26 and the reference plane 12. Thus, with a use coupled with the time (that is, that is to say at the successive positions of the mobile vehicle 11) and the storage, it is known when there is an obstacle 35 in the environment of the moving vehicle 11. In other words, it is possible to memorize a first image and a second image at different instants of the intersection of the virtual plane 26 formed by the beam shovel 27 with the reference plane 12. A comparison is made between the first and the second images so as to define the location of the obstacle. The location of the obstacle can be done in a fixed reference or in a reference linked to the moving vehicle 11. This detection and location of the obstacle can be done when the moving vehicle moves in the first direction along the X axis, but also in the opposite direction of the first direction (that is to say in forward or reverse). It is then possible to slow down the moving vehicle 11, to stop it before a collision with the obstacle or to deviate from its trajectory. Finally, in the extreme case of a disappearance of the line 70, this means that the mobile vehicle 11 is close to a cliff or stair step since the image sensor 5 is no longer suitable to produce an image of the line 70 then below with respect to the reference plane 12. Conversely, as soon as the image sensor 5 is able to produce an image, that is to say a break of the virtual plane 26, this means either that the mobile vehicle 11 can move forward and back on the reference plane 12, without risk of falling into the void (cliff, stairs, ...), or that the mobile vehicle 11 is in the presence of an obstacle to proximity.

Il est à noter que le faisceau pelle peut être utilisé seul, indépendamment des autres faisceaux obliques et horizontaux. De même, il est tout à fait possible de n'utiliser que les faisceaux obliques. Enfin, il est possible d'utiliser plusieurs faisceaux ensemble, par exemple un faisceau pelle avec un faisceau horizontal, un faisceau pelle avec un faisceau oblique, un faisceau oblique avec un faisceau horizontal ou tout autre combinaison de 2 ou plusieurs faisceaux. Ainsi, les six faisceaux 15, 17, 20, 27, 30, 31 permettent au 30 dispositif 10 de former une intersection avec des plans virtuels et tout obstacle se situant dans un environnement proche. La figure 5 représente sur une vue latérale les plans virtuels 28, 29 formés par les faisceaux obliques 30, 31 ainsi que le champ 36 couvert 35 par le capteur d'image 5. Les plans virtuels 28, 29 formés respectivement par les faisceaux 30, 31 peuvent s'intersecter avec un obstacle. Le capteur d'image 5 peut alors produire une image de l'intersection du ou des plans virtuels 28, 29 avec l'obstacle. Un moyen d'analyse d'image (non représenté sur la figure) est alors apte à déterminer l'obstacle, configuré pour comparer l'image obtenue avec une image de référence. Plus précisément, les plans virtuels 26, 28, 29 intersectent le plan de référence 12 (qui correspond dans la plupart des cas au sol sur lequel le véhicule mobile 11 se déplace) et forment ainsi une ligne droite. En présence d'un obstacle, la ligne ainsi formée est perturbée, et c'est la perturbation de la ligne qui révèle la présence d'un obstacle. Il est important de noter que le capteur d'image 5, une caméra par exemple, est avantageusement synchronisé avec les émetteurs de faisceaux, permettant aux émetteurs de faisceaux de n'être actifs que pendant le temps d'exposition du capteur d'image 5. Il faut également prendre en compte le décalage entre l'instant de la prise de décision de l'exposition (par exemple de la part d'un processeur PROC disposé dans le véhicule mobile 11) et l'instant où le capteur d'image prend effectivement l'image.It should be noted that the shovel beam can be used alone, independently of other oblique and horizontal beams. Similarly, it is quite possible to use only oblique beams. Finally, it is possible to use several beams together, for example a shovel beam with a horizontal beam, a shovel beam with an oblique beam, an oblique beam with a horizontal beam or any other combination of 2 or more beams. Thus, the six beams 15, 17, 20, 27, 30, 31 allow the device 10 to intersect virtual planes and any obstacles in a nearby environment. FIG. 5 represents in a side view the virtual planes 28, 29 formed by the oblique beams 30, 31 as well as the field 36 covered by the image sensor 5. The virtual planes 28, 29 respectively formed by the beams 30, 31 can intersect with an obstacle. The image sensor 5 can then produce an image of the intersection of the virtual plane or planes 28, 29 with the obstacle. An image analysis means (not shown in the figure) is then able to determine the obstacle, configured to compare the image obtained with a reference image. Specifically, the virtual planes 26, 28, 29 intersect the reference plane 12 (which in most cases corresponds to the ground on which the moving vehicle 11 moves) and thus form a straight line. In the presence of an obstacle, the line thus formed is disturbed, and it is the disturbance of the line which reveals the presence of an obstacle. It is important to note that the image sensor 5, for example a camera, is advantageously synchronized with the beam emitters, allowing the beam emitters to be active only during the exposure time of the image sensor 5 It is also necessary to take into account the difference between the instant of the decision making of the exposure (for example on the part of a processor PROC disposed in the mobile vehicle 11) and the moment when the image sensor actually takes the picture.

Il est aussi particulièrement avantageux de cadencer tous les appareils émettant les faisceaux entre eux par le biais d'une impulsion commune. Cette synchronisation permet d'éviter des interférences entre différents faisceaux, et qui apporteraient de mauvaises informations à l'appareil de prise de vues et d'analyse d'image.It is also particularly advantageous to clock all the devices emitting the beams together by means of a common pulse. This synchronization makes it possible to avoid interference between different beams, and which would bring bad information to the camera and image analysis apparatus.

Pour ce faire, comme représenté sur la figure 9, le dispositif 10 comprend des moyens de commande 8 configurés pour désactiver sélectivement des émetteurs et des capteurs en fonction du sens de déplacement du véhicule 11. Cela permet de réduire la consommation énergétique du dispositif 10 Le dispositif 10 comprend en outre un circuit de traitement 9 configuré pour cadencer les émissions de faisceaux par les émetteurs et synchroniser les émissions de faisceaux avec les prises de vue par les capteurs. Ainsi, les faisceaux sont émis l'un après l'autre ou simultanément selon la configuration dans laquelle se trouve le véhicule mobile 11. Et à chaque émission de faisceau, le capteur d'image associé effectue une prise de vue. Par exemple, pour obtenir une vision panoramique de l'environnement du véhicule mobile 11, les trois faisceaux horizontaux 15, 17, 20 sont émis simultanément et les trois capteurs d'image 5, 6, 7 produisent chacun une image. Si on souhaite une vision de la direction privilégiée de déplacement selon l'axe X, le premier faisceau horizontal peut être émis avant le faisceau dit pelle, et le capteur d'image 5 correspondant est activé de manière cadencée en faisant une première prise de vue en même temps que l'émission du faisceau horizontal, puis une seconde prise de vue en même temps que l'émission du faisceau dit pelle.To do this, as shown in FIG. 9, the device 10 comprises control means 8 configured to selectively deactivate transmitters and sensors according to the direction of movement of the vehicle 11. This reduces the energy consumption of the device 10. Device 10 further comprises a processing circuit 9 configured to clock beam transmissions by the transmitters and synchronize the beam transmissions with the shots by the sensors. Thus, the beams are emitted one after the other or simultaneously according to the configuration in which the mobile vehicle 11 is located. And at each beam emission, the associated image sensor takes a picture. For example, to obtain a panoramic view of the environment of the moving vehicle 11, the three horizontal beams 15, 17, 20 are emitted simultaneously and the three image sensors 5, 6, 7 each produce an image. If it is desired to see the preferred direction of movement along the X axis, the first horizontal beam may be emitted before the so-called shovel beam, and the corresponding image sensor 5 is activated in a clocked manner by taking a first shot. at the same time as the emission of the horizontal beam, then a second shot at the same time as the emission of the so-called shovel beam.

La figure 6 représente l'émetteur 34 émettant le faisceau 30 apte à former le plan virtuel 28. Avantageusement, les émetteurs de faisceaux sont fixés sur le véhicule mobile 11 afin d'éviter d'avoir des pièces mobiles dans et/ou sur le véhicule mobile 11. La fixation des émetteurs de faisceaux offre ainsi une bonne robustesse pendant le transport du véhicule mobile 11 et contre les vibrations d'une pièce en mouvement. Avantageusement, le ou les faisceaux sont des faisceaux laser.FIG. 6 represents the emitter 34 emitting the beam 30 capable of forming the virtual plane 28. Advantageously, the beam emitters are fixed on the mobile vehicle 11 in order to avoid having moving parts in and / or on the vehicle Mobile 11. The attachment beam transmitters thus offers good robustness during the transport of the mobile vehicle 11 and against the vibrations of a moving part. Advantageously, the beam or beams are laser beams.

Le dispositif 10 selon l'invention peut également disposer d'un moyen de contrôle de l'exposition qui peut consister en un algorithme d'amélioration de contraste entre la lumière du faisceau émis et l'environnement. Un tel moyen de contrôle peut notamment permettre au dispositif 10 de ne considérer qu'une zone dite zone de sécurité dans un environnement proche du véhicule mobile 11. La précision dans la détermination de l'obstacle en est ainsi améliorée. Une pièce ne pouvant être réalisée avec une géométrie et des dimensions rigoureusement exactes, et afin que la pièce puisse remplir ses fonctions dans un mécanisme, des tolérances (dimensionnelles, géométriques) sont définies. Ces tolérances peuvent avoir un impact sur la précision de mesures. Le dispositif 10 peut disposer d'un mécanisme de calibration de l'angle d'inclinaison du capteur d'image 5 et de l'angle d'inclinaison des émetteurs 14, 16, 19 des faisceaux 15, 17, 20. Un tel mécanisme de calibration est généralement mis en oeuvre dans un environnement connu et assure une bonne précision de mesures et donc de détermination de l'obstacle. La figure 7 représente un robot 37 à caractère humanoïde mettant 5 en oeuvre le dispositif 10 de détection d'obstacles selon l'invention. La figure 8 représente un exemple d'un socle 50 comprenant des roues 51 pour un robot à caractère humanoïde mettant en oeuvre le dispositif de détection d'obstacles selon l'invention. 10 La figure 9 représente schématiquement un processeur PROC assurant les fonctions de traitement et de synchronisation des émissions de faisceaux et des prises de vue. 15 La figure 10 illustre schématiquement les étapes d'un procédé de détection d'obstacles selon l'invention. Le procédé de détection met en oeuvre le dispositif de détection tel que décrit précédemment. Il comporte les étapes suivantes : - Emission d'un faisceau apte à former un plan virtuel pouvant 20 s'intersecter avec l'obstacle (étape 100), - Prise de vues et production d'une image de l'intersection du plan virtuel et de l'obstacle (étape 110), - Analyse de l'image et détermination de l'obstacle (étape 120). 25 Le procédé comporte en outre les étapes suivantes : - mémorisation d'une première image de l'intersection du plan virtuel (26) formé par le faisceau pelle (27) avec le plan de référence (12) (étape 130), - mémorisation d'une seconde image de l'intersection du plan virtuel 30 (26) formé par le faisceau pelle (27) avec l'obstacle (étape 130), - comparaison de la première et la seconde images (étape 140) de manière à définir la localisation de l'obstacle (étape 150). Les figures 11a et 11b représentent deux configurations de 35 détection d'obstacles. Dans la figure 11a, un seul plan virtuel 60 s'intersecte avec un obstacle. Dans la figure 11b, deux plans virtuels 65, 66 s'intersectent entre eux et avec un obstacle avec un dispositif de détection selon l'invention. Dans les deux configurations sont présents deux obstacles similaires 61, 62 (deux cubes dans l'exemple représenté) : l'un 61 est petit et proche du véhicule mobile 11, le second 62 est grand et plus éloigné du véhicule mobile 11. Dans la figure 11a, le plan virtuel 60 s'intersecte avec le petit cube 61. De même, le plan virtuel 60 s'intersecte avec le grand cube 62. Une intersection 63 entre le plan virtuel 60 et le petit cube 61 et une intersection 64 entre le plan virtuel 60 et le grand cube 62 forment chacune une ligne. Néanmoins, du fait de la différence de taille des deux cubes 61, 62 et de l'éloignement du grand cube 62 comparé au petit cube 61 par rapport au véhicule mobile 11, les deux lignes d'intersection 63, 64 sont perçues identiques par le capteur d'image. Dans la figure 11b, deux plans virtuels 65, 66 s'intersectent entre eux et avec d'une part le petit cube 61 proche du véhicule mobile 11 pour former une ligne d'intersection 67. Les deux plans virtuels 65, 66 s'intersectent aussi entre eux mais pas sur le grand cube 62, trop éloigné pour que l'intersection 68 entre les deux plans virtuels 65, 66 coïncident avec une intersection avec le grand cube 62. Ainsi, la détection d'obstacle avec deux plans virtuels dans des directions différentes et s'intersectant entre eux permet de déterminer plus précisément un obstacle. Après la détermination de l'obstacle (étape 120), il est possible que le véhicule mobile 11 fasse une nouvelle action. On peut citer par exemple une action de navigation avec un changement de trajectoire ou un arrêt. Le dispositif 10 selon l'invention peut aussi disposer d'une bibliothèque d'images de référence. Ces images de référence correspondent à des images prédéfinies permettant, en plus de la détection d'obstacles, la reconnaissance des obstacles par comparaison de l'image produite par le capteur d'images 5 avec les images de référence. L'analyse d'image ainsi effectuée peut notamment permettre au véhicule mobile 11 de reconnaître sa base de rechargement et de s'y diriger pour effectuer la recharge de sa batterie.The device 10 according to the invention may also have an exposure control means which may consist of a contrast enhancement algorithm between the beam light emitted and the environment. Such a control means may in particular allow the device 10 to consider only a so-called safety zone in an environment close to the mobile vehicle 11. The accuracy in the determination of the obstacle is thus improved. Since a part can not be made with strictly exact geometry and dimensions, and in order for the part to fulfill its functions in a mechanism, tolerances (dimensional, geometric) are defined. These tolerances can have an impact on the accuracy of measurements. The device 10 may have a mechanism for calibrating the angle of inclination of the image sensor 5 and the angle of inclination of the emitters 14, 16, 19 of the beams 15, 17, 20. Such a mechanism calibration is generally implemented in a known environment and ensures a good accuracy of measurements and therefore of determining the obstacle. FIG. 7 represents a robot 37 with a humanoid character implementing the obstacle detection device 10 according to the invention. FIG. 8 represents an example of a base 50 comprising wheels 51 for a humanoid robot implementing the obstacle detection device according to the invention. Figure 9 schematically illustrates a PROC processor providing the functions of processing and synchronizing beam transmissions and shots. Figure 10 schematically illustrates the steps of an obstacle detection method according to the invention. The detection method implements the detection device as described above. It comprises the following steps: - emitting a beam capable of forming a virtual plane that can intersect with the obstacle (step 100), - shooting and producing an image of the intersection of the virtual plane and obstacle (step 110), - image analysis and determination of the obstacle (step 120). The method further comprises the steps of: - storing a first image of the intersection of the virtual plane (26) formed by the shovel beam (27) with the reference plane (12) (step 130), - storing a second image of the intersection of the virtual plane 30 (26) formed by the beam shovel (27) with the obstacle (step 130), - comparison of the first and the second images (step 140) so as to define the location of the obstacle (step 150). Figures 11a and 11b show two obstacle detection configurations. In Fig. 11a, only one virtual plane 60 intersects with an obstacle. In FIG. 11b, two virtual planes 65, 66 intersect each other and with an obstacle with a detection device according to the invention. In the two configurations are present two similar obstacles 61, 62 (two cubes in the example shown): one 61 is small and close to the moving vehicle 11, the second 62 is large and farther from the moving vehicle 11. In the 11a, the virtual plane 60 intersects with the small cube 61. Similarly, the virtual plane 60 intersects with the large cube 62. An intersection 63 between the virtual plane 60 and the small cube 61 and an intersection 64 between virtual plane 60 and large cube 62 each form a line. Nevertheless, because of the difference in size of the two cubes 61, 62 and the distance of the large cube 62 compared to the small cube 61 relative to the moving vehicle 11, the two intersecting lines 63, 64 are perceived as identical by the image sensor. In FIG. 11b, two virtual planes 65, 66 intersect each other and, on the one hand, the small cube 61 close to the moving vehicle 11 to form an intersection line 67. The two virtual planes 65, 66 intersect each other. also between them but not on the large cube 62, too far away for the intersection 68 between the two virtual planes 65, 66 to coincide with an intersection with the large cube 62. Thus, the obstacle detection with two virtual planes in different directions and intersecting each other makes it possible to more precisely determine an obstacle. After determining the obstacle (step 120), it is possible for the mobile vehicle 11 to take a new action. For example, a navigation action with a change of trajectory or a stop. The device 10 according to the invention can also have a library of reference images. These reference images correspond to predefined images making it possible, in addition to obstacle detection, to recognize the obstacles by comparing the image produced by the image sensor 5 with the reference images. The image analysis thus carried out may in particular enable the mobile vehicle 11 to recognize its charging base and to go there to recharge its battery.

La figure 12 illustre schématiquement une vue de profil du dispositif 10 selon l'invention montrant les plans virtuels horizontaux (seul le plan 22 est représenté), oblique 28, 29 et pelle 26.FIG. 12 schematically illustrates a profile view of the device 10 according to the invention showing the horizontal virtual planes (only the plane 22 is represented), oblique 28, 29 and the excavator 26.

Avantageusement, après la prise de vue et détermination de l'obstacle (étape 110), la localisation de l'obstacle est communiquée dans des coordonnées cartésiennes dans le repère contenant les axes X et Y. Cela permet une compression des informations transmises.Advantageously, after the shooting and determination of the obstacle (step 110), the location of the obstacle is communicated in Cartesian coordinates in the coordinate system containing the X and Y axes. This allows compression of the transmitted information.

Enfin, il est possible de réduire la résolution des images prises par le capteur d'image afin de réduire les coûts du dispositif 10. Il est également possible de gérer tous les émetteurs de faisceaux et les capteurs d'image avec un seul processeur, toujours dans le but de réduire les coûts du dispositif 10.15Finally, it is possible to reduce the resolution of the images taken by the image sensor to reduce the costs of the device 10. It is also possible to manage all beam transmitters and image sensors with a single processor, always in order to reduce the costs of the device 10.15

Claims (15)

REVENDICATIONS1. Dispositif de détection (10) d'obstacles destiné à équiper un véhicule mobile (11) ayant un sens de déplacement privilégié dans un premier sens selon un axe X parallèlement à un plan de référence (12), caractérisé en ce qu'il comprend : - un émetteur dit pelle (32) d'un faisceau électromagnétique dit pelle (27) s'étendant dans un plan virtuel dit pelle (26) configuré pour s'intersecter avec le plan de référence (12) selon une droite perpendiculaire à l'axe X, - un premier capteur d'image (5) apte à produire une image de la droite, - un moyen d'analyse d'image apte à déterminer la présence d'un obstacle par détection d'une déformation de la droite.REVENDICATIONS1. An obstacle detection device (10) intended to equip a mobile vehicle (11) having a preferred direction of movement in a first direction along an axis X parallel to a reference plane (12), characterized in that it comprises: - A shovel transmitter (32) of an electromagnetic beam called shovel (27) extending in a virtual plane said shovel (26) configured to intersect with the reference plane (12) along a straight line perpendicular to the X axis, - a first image sensor (5) capable of producing an image of the line, - an image analysis means capable of determining the presence of an obstacle by detecting a deformation of the line. 2. Dispositif (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre : - un premier émetteur dit oblique (34) d'un premier faisceau oblique (30) s'étendant dans un premier plan virtuel oblique (28) dans le premier sens selon l'axe X et sécant au plan de référence (12), - un second émetteur dit oblique (35) d'un second faisceau oblique (31) s'étendant dans un second plan virtuel oblique (29) dans le premier sens 20 selon l'axe X et sécant au plan de référence (12), et en ce que le premier capteur d'image (5) est apte à produire une image autour de l'intersection des premier et second plans virtuels obliques (28, 29) avec le plan de référence (12). 252. Device (10) according to claim 1, characterized in that it further comprises: - a first oblique transmitter (34) of a first oblique beam (30) extending in a first oblique virtual plane (28). ) in the first direction along the axis X and secant to the reference plane (12), - a second transmitter said oblique (35) of a second oblique beam (31) extending in a second oblique virtual plane (29) in the first direction 20 along the X axis and intersecting with the reference plane (12), and in that the first image sensor (5) is capable of producing an image around the intersection of the first and second virtual planes oblique (28, 29) with the reference plane (12). 25 3. Dispositif (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre : - un premier émetteur dit horizontal (14) d'un premier faisceau horizontal (15) s'étendant dans un premier plan virtuel dit horizontal (22) sensiblement parallèle au plan de référence (12), 30 en ce que le premier capteur d'image (5) est apte à couvrir un champ (36) destiné à s'intersecter avec le premier plan virtuel di horizontal (22) pour former une surface (71) de détection,et en ce que le moyen d'analyse d'image est apte à déterminer la présence d'un obstacle par détection d'une présence d'une image sur la surface (71) de détection.3. Device (10) according to claim 1, characterized in that it further comprises: - a first said horizontal transmitter (14) of a first horizontal beam (15) extending in a first horizontal said horizontal plane ( 22) substantially parallel to the reference plane (12), in that the first image sensor (5) is adapted to cover a field (36) intended to intersect with the first horizontal virtual plane (22) for forming a detection surface (71), and in that the image analysis means is adapted to determine the presence of an obstacle by detecting a presence of an image on the detection surface (71). 4. Dispositif (10) selon la revendication 3, caractérisé en ce que le premier plan virtuel (22) forme un secteur angulaire autour de l'axe X, et en ce que le dispositif (10) comprend en outre: - un deuxième émetteur dit horizontal (16) d'un deuxième faisceau horizontal (17) s'étendant dans un deuxième plan virtuel (23) dans un 10 premier sens, formant un secteur angulaire autour d'un axe Y perpendiculaire à l'axe X et sensiblement parallèle au plan de référence (12), - un deuxième capteur d'image (6) apte à produire une image de l'intersection du deuxième plan virtuel (23) et de l'obstacle, - un troisième émetteur dit horizontal (19) d'un troisième faisceau 15 horizontal (20) s'étendant dans un troisième plan virtuel (24) dans un deuxième sens, opposé au premier sens, formant un secteur angulaire autour de l'axe Y et sensiblement parallèle au plan de référence (12), - un troisième capteur d'image (7) apte à produire une image de l'intersection du troisième plan virtuel (24) et de l'obstacle. 204. Device (10) according to claim 3, characterized in that the first virtual plane (22) forms an angular sector around the axis X, and in that the device (10) further comprises: - a second transmitter said horizontal beam (16) of a second horizontal beam (17) extending in a second virtual plane (23) in a first direction, forming an angular sector around a Y axis perpendicular to the X axis and substantially parallel at the reference plane (12), - a second image sensor (6) able to produce an image of the intersection of the second virtual plane (23) and the obstacle, - a third said horizontal transmitter (19) d a third horizontal beam (20) extending in a third virtual plane (24) in a second direction opposite to the first direction, forming an angular sector around the axis Y and substantially parallel to the reference plane (12) a third image sensor (7) capable of producing an image of the intersection of the third virtual year (24) and the obstacle. 20 5. Dispositif (10) selon la revendication 4, caractérisé en ce que le secteur angulaire (22) formé par le premier faisceau horizontal (15) est espacé des secteurs angulaires (23, 24) formés par les deuxième et troisième faisceaux horizontaux (17, 20) d'un angle prédéfini. 255. Device (10) according to claim 4, characterized in that the angular sector (22) formed by the first horizontal beam (15) is spaced from the angular sectors (23, 24) formed by the second and third horizontal beams (17). , 20) of a predefined angle. 25 6. Dispositif (10) selon la revendication 4, caractérisé en ce que le secteur angulaire est de 120°.6. Device (10) according to claim 4, characterized in that the angular sector is 120 °. 7. Dispositif (10) selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisé 30 en ce qu'il comprend en outre des moyens de positionnement d'un plan virtuel dit horizontal (22) destinés à positionner ledit plan virtuel dit horizontal (22) de manière à ce qu'il n'intersecte pas le plan de référence (12).7. Device (10) according to one of claims 3 to 6, characterized in that it further comprises means for positioning a so-called horizontal virtual plane (22) for positioning said virtual said horizontal plane (22). ) so that it does not intersect the reference plane (12). 8. Dispositif (10) selon la revendication 7, caractérisé en ce que 35 les moyens de positionnement sont constitués par une boucle d'asservissement apte à déterminer une position angulaire (73) du planvirtuel dit horizontal (22) par rapport au plan de référence (12) et à transmettre une nouvelle position angulaire (74) à l'émetteur dit horizontal (14) formant le plan virtuel dit horizontal (22).8. Device (10) according to claim 7, characterized in that the positioning means are constituted by a servo loop capable of determining an angular position (73) of the virtual said horizontal plane (22) relative to the reference plane (12) and to transmit a new angular position (74) to the so-called horizontal transmitter (14) forming the so-called horizontal virtual plane (22). 9. Dispositif (10) de positionnement selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens de positionnement sont constitués par une orientation de l'émetteur (14) de faisceau (15) de manière à orienter le plan virtuel dit horizontal (22) de façon à former un angle (72) positif entre le plan virtuel dit horizontal (22) et le plan de référence (12).9. Device (10) for positioning according to claim 7, characterized in that the positioning means are constituted by an orientation of the beam emitter (14) (15) so as to orient the so-called horizontal virtual plane (22) so as to form a positive angle (72) between the so-called horizontal virtual plane (22) and the reference plane (12). 10. Dispositif (10) selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de commande (8) configurés pour désactiver sélectivement des émetteurs (14, 16, 19, 32, 34, 35) et des capteurs (5) en fonction du sens de déplacement du véhicule (11).10. Device (10) according to one of claims 1 to 9, characterized in that it comprises control means (8) configured to selectively disable transmitters (14, 16, 19, 32, 34, 35) and sensors (5) depending on the direction of movement of the vehicle (11). 11. Dispositif (10) selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un circuit de traitement (9) configuré pour cadencer les émissions de faisceaux (15, 17, 20, 27, 30, 31) par les émetteurs (14, 16, 19, 32, 34, 35) et synchroniser les émissions de faisceaux (15, 17, 20, 27, 30, 31) avec les prises de vue par les capteurs (5, 6, 7).11. Device (10) according to one of claims 1 to 10, characterized in that it further comprises a processing circuit (9) configured to clock the beam emissions (15, 17, 20, 27, 30, 31) by the transmitters (14, 16, 19, 32, 34, 35) and synchronize the beam transmissions (15, 17, 20, 27, 30, 31) with the images taken by the sensors (5, 6, 7). 12. Dispositif (10) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le ou les faisceaux (15, 17, 20, 27, 30, 31) sont des 25 faisceaux laser.12. Device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the beam or beams (15, 17, 20, 27, 30, 31) are laser beams. 13. Véhicule (11) caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de détection (10) d'un obstacle selon l'une des revendications précédentes. 3013. Vehicle (11) characterized in that it comprises a device (10) for detecting an obstacle according to one of the preceding claims. 30 14. Procédé de détection d'obstacles mettant en oeuvre un dispositif (10) selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : - émission d'un faisceau (15, 17, 20, 27, 30, 31) apte à former un plan virtuel (22, 23, 24, 26, 28, 29) pouvant s'intersecter avec l'obstacle, 35 - prise de vues et production d'une image de l'intersection du plan virtuel (22, 23, 24, 26, 28, 29) et de l'obstacle, - analyse de l'image et détermination de l'obstacle.14. A method of detecting obstacles using a device (10) according to one of claims 1 to 12, characterized in that it comprises the following steps: - emission of a beam (15, 17, 20, 27, 30, 31) adapted to form a virtual plane (22, 23, 24, 26, 28, 29) intersecting with the obstacle, 35 - shooting and producing an image of the intersection of the virtual plane (22, 23, 24, 26, 28, 29) and obstacle, - image analysis and determination of the obstacle. 15. Procédé de détection selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comporte en outre les étapes suivantes : - mémorisation d'une première image de l'intersection du plan virtuel 5 (26) formé par le faisceau pelle (27) avec le plan de référence (12), - mémorisation d'une seconde image de l'intersection du plan virtuel (26) formé par le faisceau pelle (27) avec l'obstacle, - comparaison de la première et la seconde images de manière à définir la localisation de l'obstacle.15. Detection method according to the preceding claim, characterized in that it further comprises the following steps: - storage of a first image of the intersection of the virtual plane 5 (26) formed by the shovel beam (27) with the reference plane (12), - storing a second image of the intersection of the virtual plane (26) formed by the shovel beam (27) with the obstacle, - comparing the first and the second images so as to define the location of the obstacle.
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