FR2815134A1

FR2815134A1 - Vehicle occupant photo-sensor matrix by which an image of monitored space recorded and compared with a reference image, uses several micro-lasers for space illumination

Info

Publication number: FR2815134A1
Application number: FR0012987A
Authority: FR
Inventors: Serge Boverie; Alain Giralt; Quellec Jean Michel Le; Michel Fraces; Bruno Duchenne
Original assignee: Siemens Automotive SA
Current assignee: Continental Automotive France SAS
Priority date: 2000-10-11
Filing date: 2000-10-11
Publication date: 2002-04-12
Anticipated expiration: 2020-10-11
Also published as: FR2815134B1

Abstract

Sensor detects presence and position of object or person inside vehicle. It has light source (6) designed to illuminate space monitored. A photo-sensor (10) is designed to record image of monitored space, and processor (4) compares recorded image with at least a reference image. The light source includes several micro-lasers independently driven and each associated with an optical system (6) so as to transmit a beam (18) in a predetermined direction. The processor (4) records partial images visualized by the photo-sensor (10) and reconstitutes, by active triangulation, from these partial images a global three dimensional image. The parallel luminous sources and the photo-sensor matrix are placed on the same support in the same housing (12). The light source drive (8) and synchronizing unit are integrated on the same support as the light sources and photo-sensors. The illuminator (6) emits a beam in a field about 90 by 90 degrees, with a solid angle of pi radians. Each of the light sources is associated with a convergent lens of corresponding size.

Description

La présente invention concerne un dispositif permettant la détection d'un objet ou d'une personne placé (e) dans un local, par exemple dans un habitacle d'un véhicule automobile. The present invention relates to a device for detecting an object or a person placed in a room, for example in a passenger compartment of a motor vehicle.

De plus en plus de véhicules automobiles sont équipés de coussins gonflables de sécurité tels ceux connus sous la marque déposée airbag . En cas de choc violent, un dispositif déclenche le gonflage rapide de ces coussins afin d'amortir sensiblement la projection en avant du conducteur ou d'un passager. More and more motor vehicles are equipped with airbags such as those known under the trademark airbag. In the event of a violent impact, a device triggers the rapid inflation of these cushions in order to substantially dampen the projection in front of the driver or a passenger.

Toutefois, il s'est avéré que dans certains cas il était préférable, même en cas de choc, que le coussin gonflable de sécurité ne se gonfle pas. Ainsi par exemple, lorsqu'un siège enfant fait face à un coussin gonflable, il est recommandé de désarmer ce coussin afin d'éviter son gonflage. De même, si une personne se trouve trop près du coussin gonflable au moment où celui-ci se gonfle, ceci peut être plus dangereux pour la personne que le choc ayant déclenché le gonflage du coussin. However, it has been found that in some cases it is better, even in the event of an impact, for the airbag not to inflate. For example, when a child seat faces an airbag, it is recommended to disarm the airbag to prevent it from inflating. Similarly, if a person is too close to the airbag when it inflates, this can be more dangerous for the person than the shock that triggered the inflation of the airbag.

Il est déjà connu de placer dans un habitacle de véhicule un dispositif permettant de détecter la présence et la position d'un conducteur ou d'un passager. Ces dispositifs ne donnent cependant pas entière satisfaction. It is already known to place in a vehicle interior a device making it possible to detect the presence and the position of a driver or a passenger. However, these devices are not entirely satisfactory.

Le document DE-198 09 210 décrit un procédé permettant de surveiller un espace. Dans ce procédé, l'espace est éclairé avec une source lumineuse et une caméra enregistre l'image de l'espace éclairé. A l'aide des informations enregistrées, on détermine la position des objets se trouvant dans l'espace surveillé, l'enregistrement étant comparé avec au moins une image de référence. Document DE-198 09 210 describes a method for monitoring a space. In this process, the space is illuminated with a light source and a camera records the image of the illuminated space. Using the recorded information, the position of the objects in the monitored space is determined, the recording being compared with at least one reference image.

La source lumineuse peut être ici une source infrarouge ou un laser. The light source can be here an infrared source or a laser.

L'inconvénient d'un tel procédé réside dans le fait que la totalité de la scène doit être éclairée par une source de lumière diffuse. La caméra qui enregistre la scène, transmet à chaque fois une image totale de la scène. Ensuite seules les parties de l'image qui sont nécessaires à la surveillance de l'espace, sont traitées. The disadvantage of such a method lies in the fact that the entire scene must be illuminated by a diffuse light source. The camera which records the scene, transmits each time a total image of the scene. Then only the parts of the image that are necessary for monitoring the space are processed.

Ce procédé de surveillance est long et ne peut donner en temps réel des informations sur l'occupation de l'espace surveillé. This monitoring process is long and cannot give real-time information on the occupation of the monitored space.

La présente invention a pour but de fournir un dispositif permettant l'acquisition rapide d'une image tridimensionnelle. Avantageusement, le dispositif The present invention aims to provide a device for the rapid acquisition of a three-dimensional image. Advantageously, the device

selon l'invention peut aussi s'affranchir des perturbations environnementales d'illumination et sera de préférence d'un prix de revient peu élevé. according to the invention can also overcome environmental lighting disturbances and will preferably be of a low cost price.

A cet effet, elle propose un dispositif de détection de la présence et de la position d'un objet ou d'une personne dans un espace, par exemple un habitacle de véhicule, comportant un illuminateur destiné à éclairer l'espace à surveiller, un dispositif photodétecteur destiné à enregistrer une image de l'espace à surveiller, ainsi que des moyens permettant de comparer l'image enregistrée à au moins une image de référence. To this end, it provides a device for detecting the presence and the position of an object or a person in a space, for example a passenger compartment of a vehicle, comprising an illuminator intended to illuminate the space to be monitored, a photodetector device for recording an image of the space to be monitored, as well as means making it possible to compare the recorded image with at least one reference image.

Selon l'invention, l'illuminateur comporte plusieurs sources lumineuses de taille réduite, pilotables indépendamment et associées chacune à un dispositif optique pour émettre un faisceau dans une direction prédéterminée, le dispositif photodétecteur comprend une matrice de photodétecteurs à lecture directe et une optique adaptée, et le dispositif de détection comporte en outre d'une part des moyens permettant de piloter chaque source lumineuse de taille réduite et d'autre part des moyens de synchronisation entre le pilotage des sources lumineuses de taille réduite et la détection d'une image partielle par le dispositif photodétecteur. According to the invention, the illuminator comprises several light sources of reduced size, independently controllable and each associated with an optical device for emitting a beam in a predetermined direction, the photodetector device comprises a matrix of direct reading photodetectors and a suitable optic, and the detection device further comprises on the one hand means making it possible to control each light source of reduced size and on the other hand means of synchronization between the control of light sources of reduced size and the detection of a partial image by the photodetector device.

Le fait de prévoir plusieurs sources lumineuses indépendantes les unes des autres permet de mieux gérer l'allumage des sources lumineuses et permet ainsi d'adapter cet allumage à une situation donnée. Pour obtenir rapidement une image, il est envisageable de n'allumer que certaines des sources lumineuses pour obtenir une image de moindre qualité de tout l'espace observé ou bien pour obtenir une image d'une seule zone bien définie. The fact of providing several light sources independent of each other makes it possible to better manage the lighting of the light sources and thus makes it possible to adapt this lighting to a given situation. To quickly obtain an image, it is possible to turn on only some of the light sources to obtain a lower quality image of all the space observed or else to obtain an image of a single well-defined area.

Les sources lumineuses sont de préférence des micro-lasers. Leur spectre étroit permet de s'affranchir de la lumière ambiante par un filtrage approprié au niveau du dispositif de détection (caméra). Leur cohérence spatiale et temporelle confère par ailleurs une brillance élevée à leurs images dans la scène. The light sources are preferably micro-lasers. Their narrow spectrum makes it possible to get rid of ambient light by appropriate filtering at the level of the detection device (camera). Their spatial and temporal coherence also gives high brightness to their images in the scene.

Dans une forme de réalisation avantageuse, le dispositif de détection selon l'invention comporte en outre un processeur dans lequel sont enregistrées et/ou traitées les images partielles visualisées par le dispositif photodétecteur et qui reconstitue à partir des ces images partielles une image globale tridimensionnelle. Le traitement des images par le processeur utilise le principe dit In an advantageous embodiment, the detection device according to the invention further comprises a processor in which the partial images displayed by the photodetector device are recorded and / or processed and which reconstitutes from these partial images a global three-dimensional image. The processing of images by the processor uses the so-called principle

de la triangulation active. Selon ce principe un motif lumineux (lignes, points, motifs spécifiques) est projeté sur une scène, et une caméra enregistre les déformations de ce motif lumineux, par les éléments se trouvant sur la scène observée. A partir de l'analyse de ces déformations, on reconstitue une image tridimensionnelle de la scène. of active triangulation. According to this principle a light pattern (lines, points, specific patterns) is projected onto a scene, and a camera records the deformations of this light pattern, by the elements found on the observed scene. From the analysis of these deformations, we reconstitute a three-dimensional image of the scene.

On rappelle par ailleurs que le principe dit"de triangulation passive", nécessite quant à lui que la scène soit éclairée par une lumière diffuse et que deux caméras enregistrent la scène éclairée. It should also be remembered that the so-called "passive triangulation" principle requires that the scene be lit by diffuse light and that two cameras record the lit scene.

Pour obtenir un dispositif plus compact, l'ensemble des sources lumineuses de taille réduite et la matrice de photodétecteurs prennent avantageusement place sur un même support dans un même boîtier. Dans ce même but, les moyens de pilotage des sources lumineuses de taille réduite et les moyens de synchronisation peuvent être intégrés également sur le même support que les sources lumineuses de taille réduite et la matrice de photodétecteurs. To obtain a more compact device, all the light sources of reduced size and the array of photodetectors advantageously take place on the same support in the same housing. For this same purpose, the means for controlling the light sources of reduced size and the synchronization means can also be integrated on the same support as the light sources of reduced size and the photodetector array.

La source lumineuse émet par exemple des faisceaux lumineux dans un champ d'environ 900 par 90 , soit un angle solide d'environ 7t stéradians. The light source emits, for example, light beams in a field of approximately 900 by 90, that is to say a solid angle of approximately 7 t steradians.

Les faisceaux lumineux émis par les sources lumineuses de taille réduite sont par exemple des faisceaux divergents. A chaque source élémentaire est associée une micro lentille diffractive calculée de préférence : - pour focaliser le faisceau émis par chaque source à la distance moyenne de la scène, et - pour assurer la déflexion du faisceau incident dans une direction prédéfinie de sorte à assurer une couverture matricielle de la scène. The light beams emitted by light sources of reduced size are for example divergent beams. Each elementary source is associated with a diffractive micro lens preferably calculated: - to focus the beam emitted by each source at the average distance from the scene, and - to ensure the deflection of the incident beam in a predefined direction so as to provide coverage scene matrix.

Bien entendu les pas des micro lasers et des micro lentilles sont les mêmes. Of course, the steps of micro lasers and micro lenses are the same.

Pour éviter d'avoir des angles de déflexion trop importants, ce qui conduirait à des systèmes optiques complexes et coûteux, les sources lumineuses sont par exemple réparties sur les faces d'une pyramide éventuellement tronquée. Dans ce cas, la pyramide est par exemple une pyramide tronquée à quatre faces. To avoid having too large deflection angles, which would lead to complex and expensive optical systems, the light sources are for example distributed over the faces of a possibly truncated pyramid. In this case, the pyramid is for example a truncated pyramid with four faces.

Au lieu de prévoir un support pyramidal, on peut plus généralement prévoir que les sources lumineuses sont réparties à la surface d'un support Instead of providing a pyramid support, one can more generally provide that the light sources are distributed on the surface of a support

convexe. Il s'agit alors par exemple d'un support se présentant sous la forme d'une calotte sphérique.

convex. It is then for example a support in the form of a spherical cap.

Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront par ailleurs de la description qui suit, donnée à titre d'exemples non limitatifs, en référence au dessin annexé sur lequel :
Figure 1 est une vue schématique d'un dispositif permettant la détection de l'occupation d'un habitacle d'une automobile selon l'invention,
Figure 2 est un schéma de principe montrant une matrice de sources lumineuses et leurs optiques associés,
Figure 3 montre une matrice de sources lumineuses et une matrice de micro lentilles associée,
Figure 4 montre un support sur lequel sont disposées plusieurs matrices telles celle de la figure 3,
Figure 5 montre en vue de dessus le support et les matrices de la figure 4,
Figure 6 est une variante de réalisation d'un support de sources lumineuses,
Figure 7 représente schématiquement les impulsions envoyées à une source lumineuse correspondant à une zone de sécurité,
Figure 8 est un schéma comparable à celui de la figure 7 pour une source lumineuse ne se trouvant pas dans la zone de sécurité, et
Figure 9 montre une application du dispositif selon l'invention dans un véhicule automobile. The characteristics and advantages of the invention will become more apparent from the following description, given by way of nonlimiting examples, with reference to the appended drawing in which:
FIG. 1 is a schematic view of a device allowing the detection of the occupancy of a passenger compartment of an automobile according to the invention,
FIG. 2 is a block diagram showing a matrix of light sources and their associated optics,
Figure 3 shows a matrix of light sources and an associated micro-lens matrix,
FIG. 4 shows a support on which several matrices such as that of FIG. 3 are placed,
Figure 5 shows a top view of the support and the dies of Figure 4,
FIG. 6 is an alternative embodiment of a support for light sources,
FIG. 7 diagrammatically represents the pulses sent to a light source corresponding to a safety zone,
FIG. 8 is a diagram comparable to that of FIG. 7 for a light source not located in the safety zone, and
Figure 9 shows an application of the device according to the invention in a motor vehicle.

Le dispositif de la figure 1 comporte d'une part un système opto- électronique 2 et d'autre part un processeur 4. Le système opto-électronique 2 est destiné à émettre des faisceaux lumineux et à capter en retour une image tandis que le processeur 4 est destiné à traiter l'image reçue par le système opto- électronique 2. The device of FIG. 1 comprises on the one hand an opto-electronic system 2 and on the other hand a processor 4. The opto-electronic system 2 is intended to emit light beams and to capture an image in return while the processor 4 is intended to process the image received by the opto-electronic system 2.

Le système opto-électronique comporte un illuminateur 6, une unité électronique de pilotage 8 et un dispositif photodétecteur 10. Ces trois éléments sont disposés sur un support commun, décrit ci-après, et sont disposés dans un même boîtier 12 représenté schématiquement par un trait pointillé. The opto-electronic system comprises an illuminator 6, an electronic control unit 8 and a photodetector device 10. These three elements are arranged on a common support, described below, and are arranged in the same housing 12 represented schematically by a line dotted.

L'illuminateur 6 comporte plusieurs sources lumineuses constituant une matrice de sources lumineuses. Un tel illuminateur est représenté schématiquement sur la figure 2. Chaque source est un micro laser 14. Il s'agit par exemple d'un laser connu sous les abréviations VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser). Le faisceau émis par ce micro laser 14 est un faisceau légèrement divergent. The illuminator 6 comprises several light sources constituting a matrix of light sources. Such an illuminator is shown diagrammatically in FIG. 2. Each source is a micro laser 14. It is for example a laser known by the abbreviations VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser). The beam emitted by this micro laser 14 is a slightly divergent beam.

Comme le montre la figure 2, le faisceau émis par le micro laser 14 passe par une lentille 16 de taille adaptée. Il s'agit d'une lentille convergente et de déflexion qui permet de faire converger le faisceau initialement divergent et de le défléchir afin de l'orienter dans une direction prédéterminée choisie. Au-delà de la lentille 16, on trouve donc un faisceau convergent défléchi 18. As shown in Figure 2, the beam emitted by the micro laser 14 passes through a lens 16 of suitable size. It is a converging and deflection lens which makes it possible to converge the initially divergent beam and to deflect it in order to orient it in a predetermined direction chosen. Beyond the lens 16, there is therefore a deflected convergent beam 18.

Les micro lasers 14 sont regroupés sur un support 20, par exemple plan rectangulaire tel que représenté sur la figure 3, et forment alors une matrice de micro lasers. A cette dernière, est associée une matrice de micro lentilles, chaque micro lentille 16 correspondant à un micro laser 14. Les faisceaux divergents émanant de chaque micro laser 14 et disposés sur un même support 20 sont des faisceaux parallèles. Par contre, les faisceaux convergents défléchis 18 sont orientés dans des directions différentes de manière que l'ensemble d'un espace devant être surveillé par le dispositif selon l'invention soit couvert. The micro lasers 14 are grouped on a support 20, for example a rectangular plane as shown in FIG. 3, and then form an array of micro lasers. Associated with the latter is an array of micro lenses, each micro lens 16 corresponding to a micro laser 14. The diverging beams emanating from each micro laser 14 and arranged on the same support 20 are parallel beams. On the other hand, the deflected convergent beams 18 are oriented in different directions so that the whole of a space to be monitored by the device according to the invention is covered.

Il est possible d'utiliser un seul support plan rectangulaire tel que montré sur la figure 3. Toutefois, pour des déflexions importantes (supérieures ou égales à 30 ) que l'on trouve notamment en bord de matrice, l'efficacité diffractive des lentilles devient de plus en plus faible. Pour augmenter cette efficacité, il faut coder les lentilles 16 concernées sur un plus grand nombre de niveaux de phases (8 par exemple), c'est-à-dire réaliser une gravure plus fine des lentilles et donc donner une forme particulière aux lentilles 16 concernées. Ceci entraîne un surcoût important pour ces lentilles. Une solution éventuellement envisageable consiste alors à réaliser une première déflexion à l'aide d'une première lentille 16 et d'accentuer cette déflexion à l'aide d'une lentille divergente qui, par rapport à la source lumineuse (micro laser 14) serait disposée en aval de la première micro lentille. Cette solution présente les inconvénients suivants : - un encombrement supérieur, et It is possible to use a single rectangular planar support as shown in FIG. 3. However, for large deflections (greater than or equal to 30) which are found in particular at the edge of the matrix, the diffractive efficiency of the lenses becomes more and more weak. To increase this efficiency, it is necessary to code the lenses 16 concerned on a greater number of phase levels (8 for example), that is to say to achieve a finer etching of the lenses and therefore give a particular shape to the lenses 16 concerned. This results in a significant additional cost for these lenses. A possible solution then consists in carrying out a first deflection using a first lens 16 and accentuating this deflection using a diverging lens which, relative to the light source (micro laser 14) would be arranged downstream of the first micro lens. This solution has the following drawbacks: - a larger size, and

- un accroissement notable de la distorsion de la matrice de points et surtout de la taille de ses points lumineux. - a notable increase in the distortion of the dot matrix and especially in the size of its light points.

Les figures 4 à 6 proposent deux solutions pour pouvoir couvrir une large plage angulaire sans avoir de déflexion importante. Figures 4 to 6 offer two solutions to be able to cover a wide angular range without having significant deflection.

Une première solution présentée sur les figures 4 et 5 consiste à disposer quatre supports 20 tels que représenté sur la figure 3 sur quatre faces d'un tronc de pyramide à base carrée. On a alors un support pyramidal 22 qui permet d'obtenir un vaste champ d'éclairement 24, comme montré sur la figure 5, sans avoir au niveau de chaque micro laser 14 de déflexion importante. Pour s'adapter à un espace donné, il suffit de choisir un angle au sommet de la pyramide appropriée. Un support adapté non représenté est également prévu pour les micro lentilles 16 associées aux micro lasers 14. A first solution presented in FIGS. 4 and 5 consists in placing four supports 20 as shown in FIG. 3 on four sides of a trunk of a pyramid with a square base. There is then a pyramidal support 22 which makes it possible to obtain a large field of illumination 24, as shown in FIG. 5, without having at each micro laser 14 significant deflection. To adapt to a given space, just choose an angle at the top of the appropriate pyramid. A suitable support, not shown, is also provided for the micro lenses 16 associated with the micro lasers 14.

La seconde solution est représentée schématiquement sur la figure 6. The second solution is shown schematically in Figure 6.

Ici, au lieu d'utiliser un support pyramidal 22, on utilise un support 26 en forme de calotte sphérique. Sur cette figure, seul le support 26 convexe des micro lasers 14 est représenté. Ici aussi, comme pour le support pyramidal, on retrouve un support de micro lentilles, à chaque micro laser 14 étant associée une micro lentille 16. Here, instead of using a pyramidal support 22, a support 26 in the form of a spherical cap is used. In this figure, only the convex support 26 of the micro lasers 14 is shown. Here also, as for the pyramid support, there is a support for micro lenses, with each micro laser 14 being associated a micro lens 16.

Selon la zone surveillée, la calotte sphérique sera de taille plus ou moins importante. On peut par exemple avoir une calotte hémisphérique. Les micro lasers 14 peuvent être équi-répartis sur la surface convexe du support 26. Il est également possible de concentrer des sources lumineuses en certaines zones du support 26. Ces zones de concentration correspondent alors à des zones de l'espace à surveiller plus particulièrement. Depending on the area monitored, the spherical cap will be more or less large. One can for example have a hemispherical cap. The micro lasers 14 can be evenly distributed on the convex surface of the support 26. It is also possible to concentrate light sources in certain areas of the support 26. These areas of concentration then correspond to areas of the space to be monitored more particularly .

Le dispositif photodétecteur 10 est constitué d'une matrice de photodétecteurs à lecture directe équipée d'une optique permettant d'observer l'espace dans lequel les faisceaux émis par les micro lasers 14 de l'illuminateur 6 sont répartis. Ce dispositif photodétecteur 10 permet de connaître les trois coordonnées dans l'espace d'un point d'impact d'un faisceau 18 issu, à travers une lentille 16, d'un micro laser 14. De même que les micro lasers 14, les photodétecteurs sont des éléments connus de l'homme du métier. The photodetector device 10 consists of a matrix of direct reading photodetectors equipped with optics making it possible to observe the space in which the beams emitted by the micro lasers 14 of the illuminator 6 are distributed. This photodetector device 10 makes it possible to know the three coordinates in space of a point of impact of a beam 18 coming, through a lens 16, from a micro laser 14. Like the micro lasers 14, the photodetectors are elements known to those skilled in the art.

La matrice de photodétecteur peut être par exemple montée sur le The photodetector array can for example be mounted on the

même support 20, 22 ou 26 que la matrice de micro lasers. same support 20, 22 or 26 as the array of micro lasers.

L'unité électronique de pilotage 8 permet de commander les micro lasers 14 et de synchroniser la prise de vue par le dispositif photodétecteur 10. The electronic control unit 8 makes it possible to control the micro lasers 14 and to synchronize the shooting by the photodetector device 10.

Elle est par exemple placée sur le même support que les micro lasers 14 et la matrice de photodétecteurs 10. Une mémoire de l'unité électronique de pilotage 8 stocke toutes les équations des faisceaux pouvant être émis par les micro lasers 14. A chaque allumage d'un micro laser 14, la matrice de photodétecteur observe l'impact du faisceau 18 émis dans l'espace surveillé. De cette manière, la position en trois dimensions du point d'impact dans l'espace surveillé est reconstituée. En utilisant le principe dit de"triangulation active"on reconstitue alors une image tridimensionnelle. It is for example placed on the same support as the micro lasers 14 and the photodetector matrix 10. A memory of the electronic control unit 8 stores all the beam equations that can be emitted by the micro lasers 14. Each time the 'A micro laser 14, the photodetector matrix observes the impact of the beam 18 emitted in the monitored space. In this way, the three-dimensional position of the point of impact in the monitored space is reconstructed. Using the so-called "active triangulation" principle, a three-dimensional image is then reconstructed.

Les micro lasers 14 sont allumés indépendamment les uns après les autres dans un ordre prédéterminé. L'unité électronique de pilotage 8 gère le séquencement de l'allumage de ces micro lasers. The micro lasers 14 are turned on independently one after the other in a predetermined order. The electronic control unit 8 manages the sequencing of the ignition of these micro lasers.

Il est possible d'allumer plusieurs micro lasers en même temps. It is possible to turn on several micro lasers at the same time.

Cependant dans ce cas, de préférence, les images de chacun de ces micro-lasers sont suffisamment distantes les unes des autres pour qu'aucun doute ne puisse exister sur l'emplacement du micro laser à l'origine du point lumineux (image) obtenu. However, in this case, preferably, the images of each of these micro-lasers are sufficiently distant from each other so that there can be no doubt as to the location of the micro-laser at the origin of the light point (image) obtained. .

Lorsque la couverture complète de l'espace à surveiller est achevée, c'est-à-dire lorsque toutes les sources lumineuses se sont allumées au moins une fois, toutes les coordonnées des points d'impact répartis dans l'espace à surveiller sont alors connues. Ces points d'impact donnent une indication approximative de la forme d'un objet ou d'une personne se trouvant dans l'espace à observer. When the complete coverage of the space to be monitored is completed, that is to say when all the light sources have been turned on at least once, all the coordinates of the impact points distributed in the space to be monitored are then known. These impact points give a rough indication of the shape of an object or a person in the space to be observed.

Ces données sont fournies au processeur 4 qui comprend un moyen de stockage de chaque image partielle fournie par le dispositif photodétecteur 10 à chaque allumage d'une source lumineuse ou d'un groupe de sources lumineuses. These data are supplied to processor 4 which comprises means for storing each partial image supplied by the photodetector device 10 each time a light source or a group of light sources is switched on.

En outre, le processeur comprend des moyens d'agrégation de ces images qui permettent de reconstituer par triangulation active une image globale de l'objet ou de la personne se trouvant dans l'espace surveillé. In addition, the processor comprises means for aggregating these images which make it possible to reconstitute by active triangulation an overall image of the object or of the person being in the monitored space.

Il est possible d'allumer toutes les sources lumineuses 14 selon une même fréquence. Toutefois, lorsqu'une zone de l'espace observé doit être It is possible to switch on all the light sources 14 at the same frequency. However, when an area of the observed space must be

surveillée plus particulièrement, les sources lumineuses correspondantes peuvent être allumées avec une fréquence plus élevée, par exemple, dix fois plus élevée. monitored more particularly, the corresponding light sources can be switched on with a higher frequency, for example, ten times higher.

Ceci est illustré par les figures 7 et 8. Ici, une zone de sécurité a été définie. La figure 7 illustre schématiquement l'allumage d'un micro laser 14 destiné à émettre un faisceau 18 dans la zone de sécurité. L'intervalle de temps T séparant deux allumages est relativement restreint. La figure 8 illustre, comme la figure 7, l'allumage d'un micro laser 14 dans le temps, le micro laser 14 concerné ici émettant un faisceau 18 se trouvant hors de la zone de sécurité. Ici, le temps Ta séparant deux allumages successifs du micro laser correspondant est très supérieur au temps T illustré sur la figure 7. On a par exemple Ta sensiblement égal à 10 T. This is illustrated in Figures 7 and 8. Here, a safety zone has been defined. FIG. 7 schematically illustrates the ignition of a micro laser 14 intended to emit a beam 18 in the security zone. The time interval T separating two ignitions is relatively limited. FIG. 8 illustrates, like FIG. 7, the ignition of a micro laser 14 over time, the micro laser 14 concerned here emitting a beam 18 being outside the safety zone. Here, the time Ta separating two successive ignitions of the corresponding micro laser is much greater than the time T illustrated in FIG. 7. For example, Ta has substantially equal to 10 T.

La figure 9 montre un exemple d'application d'un dispositif selon

l'invention tel que décrit ci-dessus. Ici, le dispositif opto-électronique permettant la détection rapide d'un objet ou d'une personne dans un espace à surveiller est appliqué à la détection de l'occupation d'un habitacle d'une automobile et à la reconstitution tridimensionnelle globale de cet habitacle. On reconnaît dans ce véhicule un siège 28 sur lequel est assis un passager 30. Le dispositif selon l'invention permet de connaître la position du passager 30 dans l'habitacle du véhicule automobile. Le dispositif est placé, par exemple, dans un plafonnier au dessus du rétroviseur intérieur principal. Le dispositif de détection selon l'invention couvre alors horizontalement un espace sur un angle d'environ 900 eut dans un plan vertical il couvre également un espace d'environ 90 . L'angle solide surveillé par le dispositif selon l'invention représenté sur la figure 9 est alors d'environ 7t stéradians. Figure 9 shows an example of application of a device according to

the invention as described above. Here, the opto-electronic device allowing the rapid detection of an object or a person in a space to be monitored is applied to the detection of the occupancy of a passenger compartment of an automobile and to the overall three-dimensional reconstruction of this cockpit. We recognize in this vehicle a seat 28 on which sits a passenger 30. The device according to the invention makes it possible to know the position of the passenger 30 in the passenger compartment of the motor vehicle. The device is placed, for example, in a ceiling light above the main interior mirror. The detection device according to the invention then horizontally covers a space at an angle of approximately 900, and in a vertical plane it also covers a space of approximately 90. The solid angle monitored by the device according to the invention shown in Figure 9 is then about 7t steradians.

Le dispositif installé dans le véhicule permet grâce à l'allumage séquentiel des micro lasers et à une couverture appropriée du dispositif photodétecteur, de reconstituer très rapidement une image tridimensionnelle de l'habitacle de la voiture au niveau de la zone du siège observé. Il peut s'agir ici du conducteur ou d'un autre passager. On peut prévoir autant de dispositifs selon l'invention que de places du véhicule que l'on souhaite surveiller. Les informations recueillies par le dispositif selon l'invention étant destinées à être fournies à un calculateur pilotant un coussin gonflable de sécurité, tel par exemple ceux connus The device installed in the vehicle makes it possible, thanks to the sequential ignition of the micro lasers and an appropriate coverage of the photodetector device, to very quickly reconstruct a three-dimensional image of the passenger compartment of the car at the level of the seat area observed. This can be the driver or another passenger. As many devices according to the invention can be provided as there are spaces in the vehicle that one wishes to monitor. The information collected by the device according to the invention being intended to be supplied to a computer piloting an airbag, such as for example those known

sous la marque airbag, le véhicule sera équipé de préférence d'un dispositif selon l'invention uniquement pour les places équipées d'un tel coussin gonflable de sécurité. La position calculée par le dispositif selon l'invention, et plus particulièrement par son processeur 4, est fournie au calculateur du coussin gonflable de sécurité et lui permet de mieux apprécier l'opportunité d'un gonflage. under the airbag brand, the vehicle will preferably be equipped with a device according to the invention only for places equipped with such an airbag. The position calculated by the device according to the invention, and more particularly by its processor 4, is provided to the airbag computer and allows it to better appreciate the advisability of inflation.

On sait par exemple que si une personne se trouve trop près du coussin gonflable de sécurité, il est parfois préférable de ne pas gonfler celui-ci même en cas de choc. We know for example that if a person is too close to the airbag, it is sometimes better not to inflate it even in the event of an impact.

Le processeur 4 peut également être programmé pour reconnaître un passager 30 ou un objet disposé sur le siège 28. La mémoire du processeur 4 contient par exemple des informations définissant sensiblement la forme d'un siège pour enfant, d'un enfant, d'un adulte, etc... The processor 4 can also be programmed to recognize a passenger 30 or an object placed on the seat 28. The memory of the processor 4 contains, for example, information substantially defining the shape of a child seat, of a child, of a adult, etc ...

Le dispositif selon l'invention permet de reconstituer une scène complexe, tridimensionnelle, sans avoir recours à l'utilisation de deux caméras, comme c'est le cas lorsqu'on applique le principe dit "de triangulation passive". The device according to the invention makes it possible to reconstruct a complex, three-dimensional scene, without resorting to the use of two cameras, as is the case when the principle known as "passive triangulation" is applied.

L'utilisation de faisceau laser permet de s'affranchir des perturbations environnementales d'illumination. The use of a laser beam eliminates environmental disturbances in illumination.

De plus, un dispositif selon l'invention tel que décrit plus haut présente l'avantage de pouvoir être réalisé à un coût relativement faible. De plus, par rapport aux systèmes de détection d'occupant actuellement développés pour les coussins gonflables de sécurité, le système selon l'invention permet de fournir une information beaucoup plus riche, précise et complète, tout en préservant une très grande compacité. Il est possible de faire circuler très rapidement l'information reçue et calculée au niveau du dispositif de détection selon l'invention vers un calculateur approprié pilotant un coussin gonflable de sécurité, ceci notamment par l'utilisation de photodétecteurs à lecture directe. In addition, a device according to the invention as described above has the advantage of being able to be produced at a relatively low cost. In addition, compared to the occupant detection systems currently developed for airbags, the system according to the invention makes it possible to provide much richer, more precise and complete information, while preserving a very large compactness. It is possible to very quickly circulate the information received and calculated at the level of the detection device according to the invention to an appropriate computer piloting an airbag, this in particular by the use of direct reading photodetectors.

L'utilisation de sources lumineuses pilotables indépendamment les unes des autres permet d'obtenir une information rapide sur une zone de sécurité. The use of light sources which can be controlled independently of one another makes it possible to obtain rapid information on a safety zone.

L'intégration sur un même support des micro lasers, des photodétecteurs à lecture directe et de l'unité électronique de pilotage permet de diminuer la connectique et de réduire l'encombrement de l'ensemble. Cette rationalisation contribue au faible prix de revient du dispositif. The integration of micro lasers, direct reading photodetectors and the electronic control unit on the same support makes it possible to reduce the connections and reduce the overall size. This rationalization contributes to the low cost price of the device.

L'utilisation d'un support présentant une surface convexe ou bien encore la forme de réalisation pyramidale du support, permet d'augmenter l'efficacité du dispositif en limitant les pertes lumineuses. De même, cette forme de réalisation permet de couvrir un champ important en obtenant une image de bonne qualité et avec un unique dispositif. L'affaiblissement de l'intensité du faisceau sur toute l'étendue de l'espace à surveiller est, en effet, limité voire négligeable. The use of a support having a convex surface or even the pyramidal embodiment of the support, makes it possible to increase the efficiency of the device by limiting the light losses. Likewise, this embodiment makes it possible to cover a large field by obtaining a good quality image and with a single device. The weakening of the beam intensity over the entire extent of the space to be monitored is, in fact, limited or even negligible.

La présente invention n'est bien entendue pas limitée aux détails des formes de réalisation qui viennent d'être décrites à titre d'exemples ; diverses variantes étant à la portée de l'homme du métier sans sortir du cadre de l'invention défini par les revendications ci-après. The present invention is of course not limited to the details of the embodiments which have just been described by way of examples; various variants being within the reach of the skilled person without departing from the scope of the invention defined by the claims below.

Ainsi par exemple, les sources lumineuses utilisées pourraient être d'une nature différente de celles décrites. Il pourrait s'agir par exemple de micro lasers d'un type différent ou bien d'une source lumineuse qui ne soit pas un émetteur laser. Ces sources lumineuses pourraient ainsi être constituées par des grilles de Damann. For example, the light sources used could be of a different nature from those described. It could for example be micro lasers of a different type or else a light source which is not a laser emitter. These light sources could thus be constituted by Damann grids.

La position d'un dispositif selon l'invention dans un habitacle d'un véhicule automobile n'est pas limitée en position centrale au niveau du plafonnier. Une position par exemple au niveau de la console centrale peut également être envisagée. The position of a device according to the invention in a passenger compartment of a motor vehicle is not limited in the central position at the level of the ceiling lamp. A position for example at the center console can also be envisaged.

En outre, le dispositif tel que décrit est utilisé en association avec un calculateur pilotant le gonflage d'un coussin gonflable de sécurité. D'autres applications du même dispositif peuvent être envisagées. In addition, the device as described is used in association with a computer controlling the inflation of an airbag. Other applications of the same device can be envisaged.

Des supports distincts peuvent être envisagés pour l'illuminateur, le dispositif photodétecteur et l'unité électronique de pilotage. Separate supports can be envisaged for the illuminator, the photodetector device and the electronic control unit.

Claims

1. Device for detecting the presence and the position of an object or a person (30) in a space, for example a passenger compartment of a vehicle, comprising an illuminator (6) intended to illuminate the space to be monitored, a photodetector device (10) for recording an image of the space to be monitored, as well as means (4) making it possible to compare the recorded image with at least one reference image, characterized in that the illuminator (6) comprises several sources (14) of reduced size, independently controllable and each associated with an optical device (16) for emitting a beam (18) in a predetermined direction, in that the photodetector device (10) comprises a matrix of photodetectors with reading direct and suitable optics, and in that the detection device further comprises on the one hand means (8) making it possible to control each light source (14) of reduced size and on the other hand means (8) of synchron ization between the control of light sources (14) of reduced size and the detection of a partial image by the photodetector device (10).

2. Detection device according to claim 1, characterized in that the light sources are micro-lasers (14).

3. Detection device according to one of claims 1 or 2, characterized in that it further comprises a processor (4) in which are recorded the partial images displayed by the photodetector device (10) and which reconstitutes by active triangulation , from these partial images a three-dimensional global image.

4. Detection device according to one of claims 1 to 3, characterized in that all the light sources (14) of reduced size and the array of photodetectors take place on the same support (20; 22; 26) in the same housing (12).

5. Detection device according to claim 4, characterized in that the control means (8) of the light sources of reduced size and the synchronization means are integrated on the same support (20; 22; 26) as

the light sources (14) of reduced size and the photodetector array (10).

6. Detection device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the illuminator (6) emits light beams in a field of approximately 90 ′ by 90 ′, ie a solid angle of approximately n steradians .

7. Detection device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the light beams emitted by the light sources (14) of reduced size are beams which diverge from each other.

8. Detection device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the light beams emitted by the light sources (14) of reduced size are all parallel.

9. Detection device according to one of claims 7 or 8, characterized in that each light source (14) of reduced size is associated with a lens (16) converging and deflection of corresponding size.

10. Detection device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the light sources (14) are distributed over the faces of a pyramid (22) possibly truncated.

11. Detection device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the light sources (14) are distributed on the surface of a convex support (26).

12. Detection device according to claim 11, characterized in that the support (26) is in the form of a spherical cap.