EP3899859A1 - Procédé de pilotage de module de projection pixélisé pour véhicule automobile - Google Patents

Procédé de pilotage de module de projection pixélisé pour véhicule automobile

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EP3899859A1
EP3899859A1 EP19813022.1A EP19813022A EP3899859A1 EP 3899859 A1 EP3899859 A1 EP 3899859A1 EP 19813022 A EP19813022 A EP 19813022A EP 3899859 A1 EP3899859 A1 EP 3899859A1
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EP
European Patent Office
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image
road
projection
projection module
reference image
Prior art date
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Application number
EP19813022.1A
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German (de)
English (en)
Inventor
Ali Kanj
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Valeo Vision SAS
Original Assignee
Valeo Vision SAS
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T3/00—Geometric image transformations in the plane of the image
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/26—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network
    • G01C21/34—Route searching; Route guidance
    • G01C21/36—Input/output arrangements for on-board computers
    • G01C21/3626—Details of the output of route guidance instructions
    • G01C21/365—Guidance using head up displays or projectors, e.g. virtual vehicles or arrows projected on the windscreen or on the road itself
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/12—Picture reproducers
    • H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3179—Video signal processing therefor
    • H04N9/3185—Geometric adjustment, e.g. keystone or convergence
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q—ARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q2400/00—Special features or arrangements of exterior signal lamps for vehicles
    • B60Q2400/50—Projected symbol or information, e.g. onto the road or car body
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T3/00—Geometric image transformations in the plane of the image
    • G06T3/40—Scaling of whole images or parts thereof, e.g. expanding or contracting
    • G06T3/4092—Image resolution transcoding, e.g. by using client-server architectures

Definitions

  • the invention relates to the field of vehicle lighting devices
  • the invention relates to a method for controlling a pixelated projection module.
  • the so-called “Road Writing” technology which consists in perfectly projecting patterns and / or scenes on the road, requires high resolution projection modules.
  • the high resolution projection modules have a step of LED ("Light Emitting Diode”) which is very small to allow a display on the road of an image with maximum details.
  • An object of the present invention is to respond to the drawbacks of the art
  • the subject of the invention is therefore a method of piloting a projection module.
  • pixelated for a host vehicle comprising the following steps: - a pattern and / or a reference image that one wishes to project on the road is determined;
  • projection is determined from the vertical angle of the projection module relative to the road;
  • reference is relative to the height of the host vehicle, the projection distance and the geometric position of each projection module in space;
  • the height of the projection module relative to the road is predetermined by the steering device depending on the type and brand of the host vehicle on which the projection module is installed ;
  • the inverse deformation matrix is configured so as to anticipate the deformation of the image projected on the road, and have the same perspective as the driver with regard to the image projected on the road. relative to the reference image;
  • the change of scale of the distorted image is carried out by an interpolation from the nearest neighbor
  • the change of scale of the distorted image is carried out by bi-cubic interpolation;
  • the selection of the type of interpolation depends either on the resolution of the projection module, or on the shape of the pattern to be projected.
  • FIG. 1 is a representation of a diagram illustrating the method according to the invention.
  • Figure 2 is a schematic representation of a pattern and / or a reference image that the device for controlling the projection modules seeks to project onto the road according to the invention
  • Figure 3 is a schematic representation of the pattern and / or of an image following a deformation step according to an embodiment of the invention
  • Figure 4 is a schematic representation of a pattern and / or an image following an interpolation step according to a first embodiment of the invention.
  • Figure 5 is a schematic representation of a pattern and / or an image following an interpolation step according to a second embodiment of the invention
  • Figure 6 is a schematic representation of a pattern and / or an image projected on the road according to the first embodiment of the invention
  • Figure 7 is a schematic representation of a pattern and / or an image projected on the road according to the second embodiment
  • a motor vehicle comprises at least one device for piloting light beam projection modules, said pilot device which is not the subject of this invention, is connected to the control unit of the vehicle.
  • the motor vehicle comprising such a control device will be considered in the following description as being a host vehicle.
  • a projection module is a pixelated light projector which can be at high or low resolution. In other words, when the projection module has a resolution greater than 1000 pixels, it is a high resolution projection module and conversely at low resolution when said resolution is less than or equal to 1000 pixels. However, there are no restrictions attached to the technology used for the production of high or low resolution projection modules.
  • the high-resolution projection modules allow images and / or patterns to be displayed on the road in road writing mode with an impressive level of detail.
  • such high resolution modules are thermally very difficult to cool, complex and expensive to implement.
  • the invention aims to overcome all of these problems by using lower resolution projection modules in order to perform the road writing function.
  • a monolithic source is called a matrix of monolithic electroluminescent elements (in English "monolithic array") arranged in at least two columns by at least two lines.
  • the electroluminescent elements can be grown from a common substrate and can be electrically connected so as to be selectively activatable, individually or by subset of electroluminescent elements.
  • the substrate can mainly be made of semiconductor material.
  • the substrate may include one or more other materials, for example non-semiconductors (metals and insulators).
  • each electroluminescent element or group of electroluminescent elements can form a light pixel and can emit light when its or their material is supplied with electricity.
  • the configuration of such a monolithic matrix allows the arrangement of selectively activatable pixels very close to each other, with respect to conventional light-emitting diodes intended to be soldered on printed circuit boards.
  • the monolithic matrix may include electroluminescent elements, one main dimension of which is elongation, namely the height, is substantially perpendicular to a common substrate, this height being equal to a micrometer.
  • control device can be coupled to the previously described control device so as to control the generation and / or projection of a pixelated light beam by the projection module.
  • the steering device according to the invention is thus able to control
  • Figure 1 is a schematic representation of the diagram relating to the method 100 of piloting a projection module according to the invention. Such a process is a computer program or software embedded in a
  • said method comprises a set of steps so that:
  • This image 200 can be at low or high resolution and / or of any size, in order to be able to adapt to any type of projection module.
  • This image 200 can be selected by the driver of the host vehicle or configured by default by the manufacturer of said vehicle.
  • the height of the projection module is determined 120, which is predefined as a function of the type and make of the host vehicle on which the projection module is installed;
  • a projection distance of the modules is determined 130 according to the driver's preferences or set by default by the manufacturer. This distance is relative to the starting point of the projection; this projection distance is determined from the vertical angle of the projection module by compared to route 300;
  • the potential deformation of the reference image 200 is determined 140, as a function of the height of the host vehicle, the projection distance and the geometric position of each module in space;
  • An inverse deformation matrix 150 is applied to the reference image 200, in order to anticipate the deformation of the image projected on the road, and have the same perspective of the driver with regard to the image projected on the road 300 relative to the reference image 200 (see [Figure 3]);
  • the scale of the distorted image 210 is changed 160, in order to reach the same resolution as the projection module mounted on the host vehicle.
  • There are several methods in order to carry out the change of scale of the distorted image 210 such as a nearest neighbor interpolation (known as “nearest interpolation”) see [ Figure 4], or a linear interpolation, or a bi-cubic interpolation, see [ Figure 5].
  • the selection of the type of interpolation depends either on the resolution of the projection module, or on the shape of the pattern and / or image, i.e. it is simple or complex.
  • the projection module control device wishes to project simple shapes, such as horizontal and / or vertical lines, it is preferable to select a nearest neighbor interpolation in order to maintain a certain sharpness at the level of the projected image 231, 232.
  • a nearest neighbor interpolation in order to maintain a certain sharpness at the level of the projected image 231, 232.
  • the shape of the pattern and / or image is more complex, such as oblique lines, curves, or circles, it is preferable to select a bi-cubic or linear interpolation, in order to blur the edges of the shape of the projected pattern and / or add a gray level on the contours of the projected pattern 231, 232.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

L'invention concerne un procédé de pilotage de module de projection pixélisé pour un véhicule automobile, ledit procédé comportant les étapes suivantes: - on détermine (110), un motif et/ou une image de référence (200) que l'on souhaite projeter sur la route (300); - on détermine (120) la hauteur du module de projection par rapport à la route; - on détermine (130) un point de départ de la projection desdits modules; - on détermine (140) une déformation potentielle de l'image de référence (200); - on applique (150) une matrice de déformation inverse à l'image de référence (200) afin d'obtenir une image déformée (210); - on change (160) l'échelle de l'image déformée (210), afin d'atteindre la même résolution que le module de projection monté sur le véhicule hôte; - on projette (170) sur la route (300) l'image résultante (231, 232) des différentes transformations des étapes précédentes.

Description

Description
Titre de l'invention : Procédé de pilotage de module de projection pixélisé pour véhicule automobile
[1 ] L’invention concerne le domaine des dispositifs lumineux pour véhicule
automobile. Plus particulièrement, l’invention a trait à un procédé de pilotage de module de projection pixélisé.
[2] Les véhicules automobiles actuels sont de plus en plus équipés de modules de projection qui servent de système d’éclairage avant. Ces modules de projection ont une configuration matricielle. Il existe à ce jour différente résolution possible de configuration matricielle en fonction de la technologie utilisée. On entend par module de projection à haute résolution ceux qui disposent d’une résolution strictement supérieure à 1000 pixels. Par voie de conséquences, on définit les modules de projection à basse résolution comme étant inférieur ou égal à 1000 pixels.
[3] De manière générale, la technologie dite « Road Writing » qui consiste à projeter de manière parfaite des motifs et/ou scènes sur la route, nécessite des modules de projection à haute résolution. En effet, les modules de projection à haute résolution ont un pas de Led (« Diode Electroluminescente ») qui est très petit pour permettre un affichage sur la route d’une image avec un maximum de détails.
[4] Toutefois, de tels modules de projection à haute résolution sont très onéreux, complexes à mettre en œuvre, et ont comportement thermique difficile à gérer. Par conséquent, de nombreux constructeurs de véhicule sont à la recherche de nouvelles solutions techniques capable de palier à l’ensemble de ces problèmes.
[5] Un but de la présente invention est de répondre aux inconvénients de l’art
antérieur mentionné ci-dessus, en proposant un procédé de pilotage de module de projection selon l’une quelconques des revendications annexées.
[6] L’invention a donc pour objet procédé de pilotage de module de projection
pixélisé pour un véhicule hôte comportant les étapes suivantes: -.on détermine, un motif et/ou une image de référence que l’on souhaite projeter sur la route;
- on détermine la hauteur du module de projection par rapport à la route;
- on détermine un point de départ de la projection desdits modules;
- on détermine une déformation potentielle de l’image de référence;
- on applique une matrice de déformation inverse à l’image de référence afin d’obtenir une image déformée;
- on change l’échelle de l’image déformée, afin d’atteindre la même résolution que le module de projection monté sur le véhicule hôte.
- on projette sur la route l’image résultante des différentes transformations des étapes précédentes ;
[7] Selon un mode de réalisation, la distance relative au point de départ de la
projection est déterminée à partir de l’angle vertical du module de projection par rapport à la route ;
[8] Selon un autre mode de réalisation, la déformation potentielle de l’image de
référence est relative à la hauteur du véhicule hôte, de la distance de projection et de la position géométrique de chaque module de projection dans l’espace ;
[9] Selon un mode de réalisation de l’invention, la hauteur du module de projection par rapport à la route est prédéterminée par le dispositif de pilotage en fonction du type et de la marque du véhicule hôte sur lequel est installé le module de projection ;
[10] Selon un autre mode de réalisation, la matrice de déformation inverse est configurée de sorte à anticiper la déformation de l’image projetée sur la route, et avoir la même perspective que le conducteur au regard de l’image projetée sur la route par rapport à l’image de référence;
[1 1 ] Selon un mode de réalisation, le changement d’échelle de l’image déformée est réalisé par une interpolation de plus proche voisin;
[12] Selon un autre mode de réalisation, le changement d’échelle de l’image
déformée est réalisé par une interpolation linéaire;
[13] Selon un mode de réalisation, le changement d’échelle de l’image déformée est réalisé par une interpolation bi-cubique; [14] Selon un autre mode de réalisation, la sélection du type d’interpolation dépend soit de la résolution du module de projection, ou soit de la forme du motif à projeter.
[15] D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit, de plusieurs modes de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple nullement limitatif et illustrés par les dessins annexés, dans lesquels :
[16] [Figure 1] est une représentation d’un diagramme illustrant le procédé selon l’invention;
[17] [Figure 2] est une représentation schématique d’un motif et/ou d’une image de référence que le dispositif de pilotage des modules de projection cherche à projeter sur la route selon l’invention;
[18] [Figure 3] est une représentation schématique du motif et/ou d’une image suite à une étape de déformation selon un mode de réalisation de l’invention;
[19] [Figure 4] est une représentation schématique d’un motif et/ou d’une image suite à une étape d’interpolation selon un premier mode de réalisation de l'invention.
[20] [Figure 5] est une représentation schématique d’un motif et/ou d’une image suite à une étape d’interpolation selon un deuxième mode de réalisation de l’invention;
[21 ] [Figure 6] est une représentation schématique d’un motif et/ou d’une image projeté sur la route selon le premier mode de réalisation de l’invention;
[22] [Figure 7] est une représentation schématique d’un motif et/ou d’une image projeté sur la route selon le deuxième mode de réalisation;
[23] Un véhicule automobile selon l’invention comporte au moins un dispositif de pilotage de modules de projection de faisceaux de lumière, ledit dispositif de pilotage qui ne fait pas l’objet de cette invention, est connecté à l’unité de contrôle du véhicule. Dans le reste de la description, le véhicule automobile comportant un tel dispositif de pilotage sera considéré dans la suite de la description comme étant un véhicule hôte. [24] Un module de projection est un projecteur de lumière pixélisé qui peut être à haute ou basse résolution. Autrement dit, lorsque le module de projection dispose d’une résolution supérieure à 1000 pixels, il s’agit d’un module de projection à haute résolution et inversement à basse résolution lorsque ladite résolution est inférieure ou égale à 1000 pixels. Toutefois, aucune restriction n’est attachée à la technologie utilisée pour la réalisation des modules de projection à haute ou basse résolution.
[25] Les modules de projection à haute résolution permettent un affichage sur la route en mode road writing d’images et/ou motifs avec un niveau de détail impressionnant. Toutefois de tels modules hautes résolution sont thermiquement très difficile à refroidir, complexe et onéreux à mettre en œuvre.
[26] L’invention vise à pallier à l’ensemble de ces problèmes en misant sur des modules de projection de plus basse résolution afin de réaliser la fonction road writing.
[27] Parmi ces modules de projection de basse résolution connus, il existe par exemple les sources monolithiques. On appelle source monolithique une matrice d’éléments électroluminescents monolithique (en anglais «monolithic array») agencés selon au moins deux colonnes par au moins deux lignes. Dans une matrice monolithique, les éléments électroluminescents peuvent être crûs depuis un substrat commun et peuvent être connectés électriquement de manière à être activables sélectivement, individuellement ou par sous-ensemble d’éléments électroluminescent. Le substrat peut être majoritairement en matériau semi- conducteur. Le substrat peut comporter un ou plusieurs autres matériaux, par exemple non semi-conducteurs (métaux et isolants). Ainsi, chaque élément électroluminescent ou groupe d’éléments électroluminescents peut former un pixel lumineux et peut émettre de la lumière lorsque son ou leur matériau est alimenté en électricité. La configuration d’une telle matrice monolithique permet l’agencement de pixels activables sélectivement très proches les uns des autres, par rapport aux diodes électroluminescentes classiques destinées à être soudées sur des plaques de circuits imprimés. La matrice monolithique peut comporter des éléments électroluminescents dont une dimension principale d’allongement, à savoir la hauteur, est sensiblement perpendiculaire à un substrat commun, cette hauteur étant égale au micromètre.
[28] La ou les matrices monolithiques, aptes à émettre des rayons lumineux,
peuvent être couplées au dispositif de pilotage précédemment décrit de sorte à commander la génération et/ou la projection d’un faisceau lumineux pixélisé par le module de projection.
[29] Le dispositif de pilotage selon l’invention est ainsi apte à contrôler
individuellement l’émission lumineuse de chaque pixel d’une matrice.
[30] Cependant, l’utilisation de tels modules de projection à basse résolution pour les véhicules automobiles ne permet pas une utilisation de la fonction road writing de manière efficiente. En effet, lors d’une projection de motifs et/ou images avec de tels modules à basse résolution, il apparaît des artéfacts dus à la pixellisation puisque le pas de Led est plus important que celui des modules à haute résolution.
[31 ] La [figure 1] est une représentation schématique du diagramme relatif au procédé 100 de pilotage de module de projection selon l’invention. Un tel procédé est un programme d’ordinateur ou logiciel embarqué dans un
microcontrôleur du dispositif apte à piloter les modules de projection. Ainsi, ledit procédé comprend un ensemble d’étapes de sorte que:
- on détermine 110, un motif et/ou une image de référence 200 que l’on souhaite projeter sur la route 300 (voir [figure 2]). Cette image 200 peut être à basse ou haute résolution et/ou de n’importe qu’elle taille, afin de pouvoir s’adapter à tous type de module de projection. Cette image 200 peut être sélectionnée par le conducteur du véhicule hôte ou paramétrée par défaut par le constructeur dudit véhicule.
- on détermine 120 la hauteur du module de projection, qui est prédéfinie en fonction du type et de la marque du véhicule hôte sur lequel est installé le module de projection;
- on détermine 130 une distance de projection des modules en fonction des préférences du conducteur ou paramétrée par défaut par le constructeur. Cette distance est relative au point de départ de la projection; cette distance de projection est déterminée à partir de l’angle vertical du module de projection par rapport à la route 300;
- on détermine 140 la déformation potentielle de l’image de référence 200, en fonction de la hauteur du véhicule hôte, de la distance de projection et la position géométrique de chaque module dans l’espace;
- on applique 150 une matrice de déformation inverse à l’image de référence 200, afin d’anticiper la déformation de l’image projeté sur la route, et avoir la même perspective du conducteur au regard de l’image projetée sur la route 300 par rapport à l’image de référence 200 (voir [figure 3]);
- on change 160 l’échelle de l’image déformée 210, afin d’atteindre la même résolution que le module de projection monté sur le véhicule hôte. Il existe plusieurs méthodes afin de procéder au changement d’échelle de l’image déformée 210, tel qu’une interpolation de plus proche voisin (connu sous le nom de «nearest interpolation») voir [Figure 4], ou une interpolation linéaire, ou une interpolation bi-cubique, voir [Figure 5]. La sélection du type d’interpolation dépend soit de la résolution du module de projection, soit de la forme du motif et/ou image, c’est-à-dire qu’il soit simple ou complexe. Par exemple, si le dispositif de pilotage des modules de projection souhaite projeter des formes simples, telles que des lignes horizontales et/ou verticales, il est préférable de sélectionner une interpolation de plus proche voisin afin de conserver une certaine netteté au niveau de l’image projetée 231 , 232. Si la forme du motif et/ou image est plus complexe, tel que des lignes obliques, des courbes, ou des cercles, il est préférable de sélectionner une interpolation bi-cubique ou linéaire, afin de flouter les bords de la forme du motif projetée et/ou rajouter un niveau de gris sur les contours du motif projeté 231 , 232.
- on projette sur la route 300 l’image résultante 231 , 232 des différentes transformations des étapes précédentes, voir [Figure 6] et [Figure 7].
[32] On comprendra que diverses modifications et/ou améliorations évidentes pour l'homme du métier peuvent être apportées aux différents modes de réalisation de l’invention décrits dans la présente description sans sortir du cadre de l'invention défini par les revendications annexées. En particulier, l’exemple illustré a trait à un projecteur avant de véhicule mais pourrait s’appliquer à d’autres dispositif lumineux de véhicule, tels que notamment des dispositifs de signalisation, notamment un feu de signalisation arrière, tel qu’un feu stop ou un feu de position arrière.]

Claims

Revendications
[Revendication 1 ] [Procédé de pilotage de module de projection pixélisé pour un véhicule hôte, ledit procédé comportant les étapes suivantes:
-.on détermine (110), un motif et/ou une image de référence (200) que l’on souhaite projeter sur la route (300);
- on détermine (120) la hauteur du module de projection par rapport à la route;
- on détermine (130) un point de départ de la projection desdits modules;
- on détermine (140) une déformation potentielle de l’image de référence
(200) ;
- on applique (150) une matrice de déformation inverse à l’image de référence (200) afin d’obtenir une image déformée (210);
- on change (160) l’échelle de l’image déformée (210), afin d’atteindre la même résolution que le module de projection monté sur le véhicule hôte.
- on projette (170) sur la route (300) l’image résultante (231 , 232) des différentes transformations des étapes précédentes
[Revendication 2] Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que, la distance relative au point de départ de la projection est déterminée à partir de l’angle vertical du module de projection par rapport à la route (300).
[Revendication 3] Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que, la déformation potentielle de l’image de référence (200) est relative à la hauteur du véhicule hôte, de la distance de projection et de la position géométrique de chaque module de projection dans l’espace.
[Revendication 4] Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que, la hauteur du module de projection par rapport à la route est prédéterminée par le dispositif de pilotage en fonction du type et de la marque du véhicule hôte sur lequel est installé le module de projection.
[Revendication 5] Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que, la matrice de déformation inverse est configurée de sorte à anticiper la déformation de l’image projetée (231 , 232) sur la route (300), et avoir la même perspective que le conducteur au regard de l’image projetée (231 , 232) sur la route (300) par rapport à l’image de référence (200).
[Revendication 6] Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que, le changement d’échelle (160) de l’image déformée (210) est réalisé par une interpolation de plus proche voisin.
[Revendication 7] Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que, le changement d’échelle (160) de l’image déformée (210) est réalisé par une interpolation linéaire.
[Revendication 8] Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que, le changement d’échelle (160) de l’image déformée (210) est réalisé par une interpolation bi-cubique.
[Revendication 9] Procédé selon l’une quelconque des revendication 7 à 8 caractérisé en ce que, la sélection du type d’interpolation dépend soit de la résolution du module de projection, ou soit de la forme du motif à projeter.
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