FR3036498A1

FR3036498A1 - Procede et systeme de localisation en ligne d'un vehicule automobile

Info

Publication number: FR3036498A1
Application number: FR1554615A
Authority: FR
Inventors: Thomas Heitzmann; Benazouz Bradai
Original assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Current assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority date: 2015-05-22
Filing date: 2015-05-22
Publication date: 2016-11-25

Abstract

L'invention a pour objet un procédé de localisation en ligne d'un véhicule automobile (V) comportant une phase initiale de mémorisation, à bord dudit véhicule automobile (V), d'une base d'amers géo référencés comportant, pour chaque amer de la base, une information de localisation de l'amer dans une carte globale, et une phase de localisation, lorsque le véhicule automobile est en utilisation, dudit véhicule, ladite phase de localisation comportant les étapes suivantes : on détecte, par traitement d'images captées par un capteur d'images embarqué sur le véhicule automobile (V), la présence d'un amer dans l'environnement extérieur du véhicule ; on génère une première estimation (C) grossière de la distance séparant l'amer détecté du véhicule automobile ; on détecte la présence d'objets dans l'environnement dudit véhicule par traitement d'échos (R1 - R4) reçus par un second capteur de type capteur d'ondes embarqué sur le véhicule; on associe (O) la détection de l'amer à une détection d'un objet réalisée par le second capteur de manière à générer une seconde estimation de la distance séparant l'amer détecté du véhicule automobile ; on détermine la position du véhicule (V) dans ladite carte globale à partir de la seconde estimation de distance et de l'information de localisation de l'amer contenue dans la base d'amers.

Description

1 PROCEDE ET SYSTEME DE LOCALI SATI ON EN LIGNE D'UN VEHI CULE AUTOMOBI LE La présente invention concerne de manière générale le domaine des 5 véhicules automobiles, et plus précisément un procédé et un système permettant à un système embarqué sur un véhicule automobile d'estimer de façon précise et en temps réel la position de ce véhicule. On conçoit aisément qu'il est important de connaître avec la meilleure précision possible la position d'un véhicule sur une carte globale. Cela est 10 d'autant plus vrai pour les véhicules complètement automatisés dans la mesure où aucune décision concernant l'adaptation de la conduite à une situation donnée (freinage, dépassement, navigation...) n'est laissée à l'occupant du véhicule. Les systèmes de localisation basés sur l'utilisation seule du GPS ne 15 sont pas suffisamment précis. Il est ainsi connu d'utiliser une base précise d'amers (panneaux de signalisation, feux tricolores, lignes de marquage routiers...) géo-référencés à grande échelle, établie au préalable et stockée en mémoire dans un système embarqué sur le véhicule automobile, associée à une détection en ligne de ces amers à partir d'un algorithme de traitement 20 d'images captées par une caméra. En effet, suite à la détection d'un amer particulier par un système de détection utilisant une caméra, il est possible d'estimer en trois dimensions la distance séparant le véhicule de l'amer détecté. Connaissant la position précise de l'amer d'après la base pré-mémorisée, on utilise cette distance estimée pour calculer la position du 25 véhicule dans la carte globale. Néanmoins, un système de détection utilisant une caméra ne permet pas des mesures assez précises en distance. Pour tenter d'améliorer la précision d'une caméra, il est connu d'utiliser des méthodes de calibration. Ces méthodes reposent sur l'hypothèse du monde plan, et utilisent les paramètres 30 de calibration intrinsèques (focale, taille des pixels) et extrinsèques (angle de visée par rapport à l'horizontale) de la caméra pour estimer la distance à un objet à partir de la position verticale de la limite inférieure d'une boîte englobante issue du détecteur d'objet. La précision en distance reste 3036498 2 cependant insuffisante. L'invention a pour but de pallier les inconvénients des techniques précitées. Pour ce faire, la présente invention a pour objet un procédé de 5 localisation en ligne d'un véhicule automobile comportant une phase initiale de mémorisation, à bord dudit véhicule automobile, d'une base d'amers géo référencés comportant, pour chaque amer de la base, une information de localisation de l'amer dans une carte globale, et une phase de localisation, lorsque le véhicule automobile est en utilisation, dudit véhicule, ladite phase 10 de localisation comportant les étapes suivantes : - on détecte, par traitement d'images captées par un capteur d'images embarqué sur le véhicule automobile, la présence d'un amer dans l'environnement extérieur du véhicule ; - on génère une première estimation grossière de la distance séparant 15 l'amer détecté du véhicule automobile ; - on détecte la présence d'objets dans l'environnement dudit véhicule par traitement d'échos reçus par au moins un second capteur de type capteur d'ondes embarqué sur le véhicule; - on associe la détection de l'amer à une détection d'un objet réalisée par 20 le second capteur de manière à générer une seconde estimation de la distance séparant l'amer détecté du véhicule automobile ; - on détermine la position du véhicule dans ladite carte globale à partir de la seconde estimation de distance et de l'information de localisation de l'amer contenue dans la base d'amers.

25 L'invention a également pour objet un système de localisation en ligne d'un véhicule automobile comportant une base pré-mémorisée d'amers géo référencés comportant, pour chaque amer de la base, une information de localisation de l'amer dans une carte globale, 30 - un capteur d'images embarqué sur le véhicule automobile, et des moyens de traitement des images captées aptes à détecter la présence d'un amer dans 3036498 3 l'environnement extérieur du véhicule et à générer une première estimation grossière de la distance séparant l'amer détecté du véhicule automobile ; - au moins un second capteur de type capteur d'ondes embarqué sur le véhicule et des moyens de traitement d'échos reçus par le second capteur 5 embarqué sur le véhicule; - un module de traitement apte à associer la détection de l'amer à une détection d'un objet réalisée par le second capteur de manière à générer une seconde estimation de la distance séparant l'amer détecté du véhicule automobile et à déterminer la position du véhicule dans ladite carte globale à 10 partir de la seconde estimation de distance et de l'information de localisation de l'amer contenue dans la base d'amers. Le second capteur est par exemple un capteur radar, un capteur lidar ou un capteur à ultrasons, ou plus généralement, un capteur permettant 15 d'obtenir des mesures en distances plus précises qu'un système de détection utilisant une caméra. L'invention et les différents avantages qu'elle procure seront mieux compris au vu de la description suivante, faite en référence aux figures 20 annexées, dans lesquelles : - la figure 1, représente sous forme de schéma blocs simplifié, un système de localisation en ligne conforme à l'invention; - la figure 2, illustre schématiquement certaines phases mises en oeuvre par le système de localisation en ligne de la figure 1; 25 - la figure 3 illustre un exemple de détections d'objets utilisées pour une localisation en ligne d'un véhicule, conformément à l'invention. Sur la figure 1, la référence 1 désigne un système de localisation en 30 ligne, embarqué sur un véhicule V (voir figure 3) et reposant sur l'utilisation d'une base de données 2 comprenant une pluralité d'amers géo référencés. Plus précisément, la base de données 2 comprend, pour chaque amer, une 3036498 4 information de localisation de l'amer dans une carte globale. Cette base est constituée au préalable, et mémorisée dans le système de localisation 1 lors d'une phase de mémorisation notée So sur la figure 2. Les données mémorisées dans cette base résultent de préférence de mesures effectuées à l'aide de matériels très précis, tels qu'un Lidar ou un GPS RTK (initiales anglo-saxonnes mises pour Real Time Kinematic) qui permet d'obtenir des précisions centimétriques. La base de données 2 est mise à jour régulièrement afin d'intégrer des changements intervenant sur l'environnement routier. Le système 1 comporte également un système de détection à base de reconnaissance d'objet dans des images, comprenant un capteur 3 d'images, typiquement une caméra, embarqué sur le véhicule automobile V, et des moyens 4 de traitement des images captées aptes à détecter la présence d'un amer dans l'environnement extérieur du véhicule V (étape Si sur la figure 2). Ces moyens 4 de traitement utilisent des algorithmes de reconnaissance classiques et sont aptes à générer, lors d'une étape S2, une première A estimation D1 de la distance séparant l'amer détecté du véhicule automobile V, par un traitement 3D consistant à estimer cette distance dans le repère de la caméra, avec l'hypothèse du monde plan. Cette estimation est grossière compte tenu du manque de précision en distance lié à l'utilisation de la 20 caméra. Le système 1 comporte en outre un deuxième système de détection comprenant un capteur 5 de type radar embarqué sur le véhicule et des moyens 6 de traitement d'échos reçus par le capteur de référence de type radar embarqué sur le véhicule. L'étape S3 de la figure 2 correspond à la 25 détection de présence d'objets par traitement d'échos reçus par le capteur 5. Cette étape a été présentée comme succédant aux étapes Si et S2, mais on comprendra que toutes ces détections sont faites de façon concomitante. Les mesures issues d'une part, des moyens 4 de traitement d'images, et d'autre part, des moyens 6 de traitement d'échos radar, sont fournies à un 30 module 7 de traitement apte à associer la détection de l'amer à une détection d'un objet réalisée par le capteur de type radar et à fusionner les informations 3036498 5 A de façon générer une seconde estimation D2 de la distance séparant l'amer détecté du véhicule automobile V (étape S4 sur la figure 2). Cette seconde estimation est cette fois-ci beaucoup plus précise que la première. Le module 7 de traitement est, par suite, en mesure de déterminer la position Lv du 5 véhicule V dans la carte globale en utilisant la seconde estimation de distance A D2 ainsi que l'information de localisation de l'amer contenue dans la base d'amers (étape S4 sur la figure 2). Un exemple de mesures effectuées par le système 1 de localisation en ligne conforme à l'invention va à présent être explicité à l'aide de la figure 3.

10 Sur cette figure, le véhicule V est équipé des deux systèmes (non représentés) à savoir, d'une part, le système de détection à base de traitement d'images, et d'autre part, le système détection sur la base des échos reçus par le capteur 5 de type radar. La zone d'observation couverte par ces deux systèmes, dans l'exemple, une zone s'étendant à l'avant du véhicule V, est modélisée par une 15 grille 8 s'étendant par exemple sur 90 mètres selon un axe X parallèle à l'axe de la route empruntée par le véhicule V, et sur 30 mètres de part et d'autre du véhicule selon un axe Y perpendiculaire à l'axe X. Sur la figure 3, on considère qu'au cours du déplacement du véhicule V, le capteur d'images 3 et ses moyens de traitement 4 associés ont permis de détecter un amer avec une certaine incertitude quant à la distance, symbolisée par l'ellipse C. Ceci A correspond donc à la première estimation de distance D1 séparant l'amer détecté du véhicule automobile V. En parallèle, le capteur 5 de type radar a recueilli quatre échos notés R1 à R4. L'association réalisée lors de l'étape S4 précitée consiste à identifier, parmi les quatre échos, celui qui se rapproche le mieux de l'amer détecté par la caméra. On peut par exemple considérer qu'un écho est un bon candidat à l'association dès lors qu'il est recouvert par l'ellipse C représentative de l'incertitude liée à la caméra. Dans l'exemple de la figure 3, c'est l'écho R4 qui est retenu comme étant l'écho à associer à la détection de l'amer. Ces deux 3036498 6 données (ellipse C et écho R4) sont ensuite fusionnées par un algorithme de fusion des distances, de façon à donner un objet O dont la distance (deuxième A distance estimée D2 ) présente la précision recherchée. Connaissant d'une part la position précise de l'amer dans le repère lié à la voiture V, et d'autre 5 part, la position de l'amer dans la carte globale avec la base de données 2, il ne reste plus qu'à en déduire la position de la voiture V dans la carte globale. Le capteur 5 n'est pas nécessairement un capteur radar. On peut également utiliser tout type de capteur d'ondes permettant des mesures en distance plus précises qu'un système de traitement d'images issues d'une 10 caméra, tel qu'un capteur Lidar ou un capteur à ultrasons. On peut également fusionner les données provenant de plusieurs de ces capteurs d'ondes pour améliorer encore la précision.

Claims

REVENDICATIONS1. Procédé de localisation en ligne d'un véhicule automobile (V) comportant une phase initiale (S0) de mémorisation, à bord dudit véhicule automobile (V), d'une base (2) d'amers géo référencés comportant, pour chaque amer de la base, une information de localisation de l'amer dans une carte globale, et une phase de localisation, lorsque le véhicule automobile (V) est en utilisation, dudit véhicule, ladite phase de localisation comportant les étapes suivantes : - on détecte (Si), par traitement d'images captées par un capteur d'images (3) embarqué sur le véhicule automobile (V), la présence d'un amer 10 dans l'environnement extérieur du véhicule ; - on génère (S2) une première estimation grossière de la distance séparant l'amer détecté du véhicule automobile ; - on détecte (S3) la présence d'objets dans l'environnement dudit véhicule par traitement d'échos reçus par au moins un second capteur (5) de type 15 capteur d'ondes embarqué sur le véhicule; - on associe (S4) la détection de l'amer à une détection d'un objet réalisée par le second capteur (5) de manière à générer une seconde estimation de la distance séparant l'amer détecté du véhicule automobile ; - on détermine (S5) la position du véhicule (V) dans ladite carte globale à 20 partir de la seconde estimation de distance et de l'information de localisation de l'amer contenue dans la base (2) d'amers.
2. Système de localisation en ligne d'un véhicule automobile (V) comportant une base (2) pré-mémorisée d'amers géo référencés comportant, pour chaque 25 amer de la base, une information de localisation de l'amer dans une carte globale, - un capteur (3) d'images embarqué sur le véhicule automobile (V), et des moyens (4) de traitement des images captées aptes à détecter la présence d'un amer dans l'environnement extérieur du véhicule (V) et à générer une 30 première estimation grossière de la distance séparant l'amer détecté du véhicule automobile ; 3036498 8 - au moins un second capteur (5) de type capteur d'ondes embarqué sur le véhicule et des moyens (6) de traitement d'échos reçus par le second capteur (5) embarqué sur le véhicule; - un module (7) de traitement apte à associer la détection de l'amer à une 5 détection d'un objet réalisée par le second capteur de manière à générer une seconde estimation de la distance séparant l'amer détecté du véhicule automobile et à déterminer la position du véhicule dans ladite carte globale à partir de la seconde estimation de distance et de l'information de localisation de l'amer contenue dans la base (2) d'amers.
3. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que le second capteur est un capteur radar.
4. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que le second capteur est un capteur lidar.
5. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que le second capteur est un capteur à ultrasons.