FR3038802A1 - Systeme de communication par sources d'impulsions lumineuses entre un vehicule automobile et une cible - Google Patents

Abstract

Ce système de communication (2) entre un véhicule automobile (4) et au moins une cible (6) comporte un capteur d'imagerie (24) apte à acquérir une pluralité d'images à une fréquence d'acquisition (F2) dont des impulsions lumineuses émises à une fréquence d'émission (F1, F5) par une source d'impulsions lumineuses (16, 48, 52X, 62, 64X) de la cible (6, 46), un module de détection de pixels générateurs d'information (32), un calculateur (34) apte à détecter une information en fonction des pixels générateurs d'information. La fréquence d'émission est comprise entre un tiers et la moitié de la fréquence d'acquisition.

Description

Système de communication par sources d’impulsions lumineuses entre un véhicule automobile et une cible L’invention concerne un système et un procédé de communication entre un véhicule automobile et une cible.

Etant donnée l’évolution actuelle du contexte routier, qui assiste à une multiplication des réseaux autoroutiers et à une augmentation du trafic de véhicules automobiles, la nécessité d’améliorer la sécurité du conducteur d’un véhicule automobile en réduisant l’impact de ses propres erreurs d’appréciation sur l’état de la circulation se fait ressentir. En particulier, les erreurs d’appréciation concernant la position, la vitesse et l’accélération des autres véhicules peuvent aisément être corrigées en fournissant une communication entre les véhicules automobiles ou entre les véhicules automobiles et d’autres objets, tels que des infrastructures routières.

Dans cette demande, le terme « communication » doit être entendu dans un sens large, c’est-à-dire comme englobant des actions d’élaboration d’un signal à émettre par un émetteur -la cible- en fonction d’un message à transmettre, d’émission dudit signal, de réception de ce signal par le récepteur -le véhicule suiveur- et de traitement du signal reçu, en vue de la reconstitution de l’information. La communication peut se faire dans un sens depuis la cible jusqu’au suiveur, dans le sens inverse, ou dans les deux. A cette fin, on connaît des véhicules de l’art antérieur équipés de radars permettant de mesurer la vitesse et le positionnement d’une cible par effet Doppler. Toutefois, ces radars ne permettent d’effectuer des mesures que sur des points de balayage correspondant à un champ d’environ l°xl°. Il en résulte que les radars actuellement utilisés ne permettent pas des mesures assez résolues angulairement pour améliorer significativement la sécurité du conducteur. En outre, les radars sont incapables de détecter les objets en arrêt, tels que des véhicules arrêtés sur la chaussée ou des piétons immobiles. D’autres véhicules sont équipés de lidars permettant de scanner la scène point par point et de détecter la réception d’un signal. Ce faisant, le lidar est capable d’estimer la position, la vitesse et l’accélération d’une cible. Toutefois, le signal utilisé est généralement un signal lumineux infrarouge, de sorte que la généralisation de tels véhicules pourrait poser des problèmes de sécurité oculaire pour les usagers de la route, et en particulier pour les piétons et les cyclistes.

De manière générale, on constate que les radars et les lidars sont mal adaptés pour identifier des objets à cause de leur résolution angulaire qui est trop faible. En outre, ces dispositifs sont trop onéreux pour être incorporés sur la plupart des véhicules automobiles. En outre, les radars et les lidars ne peuvent pas être utilisés pour communiquer des informations autres que la position, la vitesse ou l’accélération relatives du véhicule par rapport à la cible.

Pour pallier cet inconvénient, on connaît grâce au document FR 2 961 141 un système de communication dans lequel la cible comprend un dispositif lumineux apte à émettre une pluralité d’impulsions lumineuses, le véhicule automobile comprenant un capteur électronique photosensible. En choisissant d’émettre ou non une impulsion lumineuse au moyen du dispositif lumineux, il est possible de transmettre une information depuis la cible au véhicule automobile. Cette solution n’est cependant pas pleinement satisfaisante, car la cadence d’imagerie du capteur électronique photosensible doit être calquée sur les émissions d’impulsions lumineuses par le dispositif lumineux. Par ailleurs, les impulsions lumineuses ne sont pas toujours détectées, compte tenu du grand nombre d’informations contenues dans les images intégrées par le capteur photosensible.

Au vu de ce qui précède, l’invention a pour but de permettre la communication entre un véhicule et une cible au moyen d’un dispositif peu onéreux et fiable. En particulier, il est un objet de l’invention de fournir un système de communication dans lequel la réception et le traitement du signal par le véhicule sont plus aisés. A cet effet, il est proposé un système de communication entre un véhicule automobile et au moins une cible, comportant un capteur d’imagerie apte à acquérir une pluralité d’images à une fréquence d’acquisition dont des impulsions lumineuses émises à une fréquence d’émission par une source d’impulsions lumineuses de la cible, un module de détection de pixels générateurs d’information, un calculateur apte à détecter une information en fonction des pixels générateurs d’information. Selon une caractéristique générale de ce système, la fréquence d’émission est comprise entre un tiers et la moitié de la fréquence d’acquisition.

Grâce à cette caractéristique générale, la détection des impulsions lumineuses est facilitée sans qu’il soit nécessaire d’avoir recours à l’utilisation d’un capteur d’imagerie synchronisé avec le signal émis par la cible. Par ailleurs, on évite que le signal se produise systématiquement pendant la période aveugle du capteur d’imagerie.

Selon un mode de réalisation, la fréquence d’émission est égale au produit de la fréquence d’acquisition par un coefficient compris entre 0,47 et 0,4999.

On peut également prévoir au moins une autre source d’impulsions lumineuses émettant à une autre fréquence d’émission, la cible comprenant un capteur d’imagerie apte à acquérir une pluralité d’images à la fréquence d’acquisition, un module de détection de pixels générateurs d’information et un calculateur apte à détecter une information en fonction des pixels générateurs d’information, l’autre fréquence d’émission étant comprise entre un tiers et la moitié de la fréquence d’acquisition.

Dans un mode de réalisation avantageux, la cible est un autre véhicule automobile.

Avantageusement, le capteur d’imagerie est une caméra à stéréovision, le calculateur étant apte à détecter la distance entre le véhicule automobile et la cible.

Dans un mode de réalisation, la cible comprend une source d’impulsions lumineuses de référence émettant à la fréquence d’émission et au moins une source d’impulsions lumineuses supplémentaire apte à émettre ou non en même temps que la source d’impulsions lumineuses de référence.

Dans un tel mode de réalisation, le véhicule automobile peut comprendre une autre source d’impulsions lumineuses de référence émettant à une autre fréquence d’émission et au moins une autre source d’impulsions lumineuses supplémentaire apte à émettre ou non en même temps que l’autre source d’impulsions lumineuses de référence.

Dans ce cas, les autres sources d’impulsions lumineuses peuvent être réparties sur le véhicule automobile, de manière à représenter une forme choisie parmi un carré, un triangle, un cercle, le choix de la forme étant déterminé en fonction du type du véhicule automobile.

Dans un mode de réalisation, les impulsions lumineuses sont émises dans le domaine du visible ou du proche infrarouge. En choisissant de telles longueurs d’onde, on préserve la sécurité oculaire des autres usagers de la route.

Selon un autre aspect, il est proposé un procédé de communication entre un véhicule automobile et au moins une cible, la cible comprenant au moins une source d’impulsions lumineuses, le véhicule automobile comportant un capteur d’imagerie apte à acquérir une pluralité d’images à une fréquence d’acquisition, dans lequel on réalise l’acquisition d’une pluralité d’images au moyen du capteur d’imagerie, on émet des impulsions lumineuses au moyen de la source d’impulsions lumineuses à une fréquence comprise entre un tiers et la moitié de la fréquence d’acquisition, on détecte des pixels générateurs d’information et on détermine une information en fonction des pixels générateurs d’information. D’autres buts, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 illustre schématiquement un système de communication selon un premier exemple de réalisation de l’invention, - la figure 2 est un chronogramme illustrant l’évolution temporelle des acquisitions d’images et des impulsions lumineuses échangées par les composants du système de la figure 1, - la figure 3 illustre schématiquement un système de communication selon un deuxième exemple de réalisation de l’invention, et - la figure 4 illustre diverses dispositions des sources d’impulsions lumineuses du système de communication ou de la cible du système de communication de la figure 3.

On a représenté sur la figure 1 un système de communication 2 entre un véhicule automobile suiveur 4, et une cible 6 étant en l’espèce un autre véhicule automobile. Le système de communication 2 a pour fonction de fournir au véhicule suiveur 4 une information concernant le véhicule cible 6. En l’espèce, cette information est la distance à laquelle le véhicule cible 6 se situe devant le véhicule suiveur 4.

Les véhicules automobiles 4 et 6 sont schématiquement représentés par deux trapèzes, dont les petits côtés respectifs 8 et 10 représentent la face avant du véhicule, et dont les grands côtés respectifs 12 et 14 représentent la face arrière du véhicule.

Le véhicule cible 6 comprend une source d’impulsions lumineuses 16, placée sur la face arrière 14 de manière à émettre des impulsions lumineuses vers l’arrière par rapport au véhicule 6. La source 16 comprend un émetteur de lumière 18 tel qu’une ampoule ou une diode électroluminescente contrôlée par un dispositif de modulation 20. L’émetteur de lumière 18 est contrôlé de telle sorte que la source 16 puisse émettre une pluralité d’impulsions lumineuses de manière périodique, chaque impulsion lumineuse étant émise pendant un intervalle d’émission constant. Le dispositif de modulation 20 peut contrôler la fréquence d’émission des impulsions lumineuses et l’intervalle d’émission.

La source d’impulsions lumineuses 16 émet dans le domaine du visible, à une longueur d’onde comprise entre 420 nm et 680 nm. En d’autres termes, la source d’impulsions lumineuses 16 peut être une source blanche, une source verte, une source rouge... Alternativement, la source d’impulsions lumineuses 16 peut émettre des impulsions lumineuses dans le domaine du proche infrarouge, à une longueur d’onde comprise entre 680 nm et 1500 nm.

Le véhicule suiveur 4 comprend un capteur d’imagerie 24. Le capteur d’imagerie 24 est une caméra à stéréovision constituée d’une première caméra 26 placée sur la gauche du véhicule, et d’une deuxième caméra 28 placée sur la droite du véhicule. Par rapport au véhicule suiveur 4, les caméras 26 et 28 sont disposées à la même position selon l’axe longitudinal et selon l’axe vertical. Elles sont distancées l’une par rapport à l’autre selon l’axe transversal, d’une distance de base B. Les caméras 26 et 28 sont chacune apte à acquérir une image, pendant un intervalle d’acquisition, de manière périodique à une fréquence d’acquisition.

Le capteur d’imagerie 24 comprend un module de commande 30 pilotant l’acquisition d’images par les caméras 26 et 28. En particulier, les caméras 26 et 28 sont pilotées de telle sorte que leurs intervalles d’acquisition respectifs soient confondus. En d’autres termes, les caméras 26 et 28 acquièrent des images simultanément. En conséquence, la fréquence d’acquisition des caméras 26 et 28 est la même. Après chaque acquisition, le module de commande 30 recueille puis transmet les deux images acquises respectivement par les caméras 26 et 28 à un module de détection de pixels générateurs d’information 32.

Le module de détection 32 est dûment programmé pour traiter les images intégrées par les caméras 26 et 28. En particulier, le module de détection 32 est capable de détecter sur une image intégrée le pixel correspondant à l’endroit d’une impulsion lumineuse émise par la source 16, lorsque ladite source 16 a émis une impulsion lumineuse pendant l’intervalle d’acquisition de l’image. Le module de détection 32 transmet les coordonnées du pixel à un calculateur 34, pour les deux images simultanément intégrées par les caméras 26 et 28 respectives. Le calculateur 34 calcule la disparité, définie comme le décalage entre les positions respectives du pixel sur l’une ou l’autre desdites images, et en déduit la distance à laquelle se situe le véhicule cible 6 devant la face avant 8 du véhicule suiveur 4 par triangulation.

On a représenté en figure 2 un chronogramme illustrant le fonctionnement temporel du capteur d’imagerie 24 et de la source d’impulsions lumineuses 16. Sur ce chronogramme, cinq impulsions lumineuses 17 sont émises par la source lumineuse 16, chacune de durée égale à l’intervalle d’émission Δι. Les impulsions lumineuses sont émises de manière périodique, à une fréquence d'émission :

Fl= — , Toujours selon ce chronogramme, neuf images 25 sont ^1 acquises par chacune des caméras 26 et 28. En d’autres termes, dix-huit images sont acquises par le capteur d’imagerie 24 le temps du chronogramme de la figure 2. A l’instant correspondant à chaque acquisition 25, deux images sont simultanément acquises, l’une par la caméra 26, l’autre par la caméra 28. Les acquisitions 25 sont périodiques, à une fréquence d'acquisition : F2 = —. Par ailleurs, il est

A représenté sur le chronogramme l’intervalle d’acquisition A2, égal à la durée d’acquisition d’une image par l’une des caméras 26 et 28. On en déduit que le temps mort entre deux acquisitions d’images, correspondant à une période d’aveuglement du capteur d’imagerie 24, est de durée P2- A2.

Comme cela est visible sur le chronogramme, l’intervalle d’acquisition Δ2 est prépondérant par rapport à l’intervalle d’émission Δι. De préférence, on choisira un intervalle Δ2 compris entre cent fois et mille fois l’intervalle Δι. Par ailleurs, la période d’émission Pi est calculée en fonction de la période d’acquisition P2 selon la relation : Pl = 2xP2 +ε, où ε est négligeable devant P2. En pratique, on entend par « négligeable devant P2 » que ε est inférieur à un centième de P2. Par exemple, on pourra prendre une valeur de ε égale à la valeur de Δι. Une telle valeur de ε est avantageuse, en ce qu’elle garantit un chevauchement unique de l’intervalle d’émission Δι avec l’intervalle aveugle de la caméra. En d’autres termes, la fréquence d’émission est proche de, mais inférieure à, la moitié de la fréquence d’acquisition.

Dans cet exemple de réalisation, on utilise les valeurs suivantes : F2=50 Hz (fréquence d’acquisition d’une image), Δ2=19,980 ms (durée d’intégration d’une image),

Fi=24,93766 Hz (fréquence de l’impulsion lumineuse), et Δι=0,1 ms = 100 ps (durée de l’impulsion lumineuse).

On en déduit que : P2=20 ms (période d’acquisition des images),

Pi=40,l ms = 100 ps (période d’émission des impulsions lumineuses), ε=0. lms (Pi-2*P2), et la période d’aveuglement dure 0,020 ms = 20 ps.

Au moyen d’un tel système de communication, il est possible de mettre en œuvre le procédé de communication suivant, depuis le véhicule cible 6 jusqu’au véhicule suiveur 4, afin de détecter la distance entre les deux véhicules automobiles.

Dans ce procédé, le véhicule 6 émet par sa source d’impulsions lumineuses 16 une pluralité d’impulsions lumineuses à la fréquence Fi. Le véhicule 4 acquière par sa caméra 26 une pluralité d’images à la fréquence F2. La fréquence Fi étant proche par valeurs inférieures de la moitié de la fréquence F2, les impulsions lumineuses n’apparaissent que sur une image acquise sur deux. En référence à la figure 2, des impulsions lumineuses apparaissent sur les troisième, cinquième, septième et neuvième images acquises. En d’autres termes, la caméra 26 voit des points lumineux d’intensité constante « clignoter ».

Toutes les deux acquisitions d’image 25, le capteur d’imagerie transmet les deux images acquises précédemment par la caméra 26 au module de détection des pixels générateurs d’information 32. Ainsi, le module de détection 32 reçoit deux images, dont seule une comporte un pixel lumineux correspondant à une impulsion émise par la source 16.

La fréquence d’acquisition F2 est suffisamment élevée pour que deux images acquises successivement par la caméra 26 soient quasiment identiques, à la présence d’une impulsion lumineuse près. Par exemple, en référence à la figure 2, en faisant une différence entre deux images successives, on obtient une image « noire » comprenant seulement un pixel lumineux. Le pixel lumineux repère sur l’image acquise par la caméra 26 la position de la source 16. Ainsi, grâce à ce « clignotement » de points lumineux sur les images acquises par la caméra 26, le module de détection 32 peut facilement déterminer la position de la source 16 par rapport à la caméra 26.

La fréquence d’émission Fi étant inférieure strictement à la moitié de la fréquence d’acquisition F2, l’écart de temps entre deux impulsions est supérieur à la durée d’acquisition de deux images. Les impulsions lumineuses se décalent donc légèrement entre trois acquisitions d’images. En d’autres termes, l’impulsion lumineuse apparaît un peu plus tard par rapport au début de l’image N+l que par rapport au début de l’acquisition de l’image N-l. On évite ainsi que les impulsions lumineuses se produisent systématiquement dans la période d’aveuglement de la caméra. Ce décalage temporel se poursuit jusqu’à ce que l’impulsion lumineuse soit émise pendant un intervalle d’aveuglement de la caméra 26. Lorsque ce phénomène se produit, le module de détection 32 est incapable de déterminer la position de la source 16 par rapport à la caméra 26. Ce phénomène n’est toutefois pas trop problématique, car il se produit très rarement compte tenu de la proximité des valeurs des fréquences Fi et F2 ou, en d’autres termes, de la prépondérance de P2 devant ε. Par ailleurs, on peut réduire la fréquence d’apparition de ce phénomène en adaptant la longueur de l’intervalle d’émission Δι par rapport à l’intervalle d’aveuglement de la caméra 26, par exemple en augmentant l’intervalle d’émission ou en diminuant la période d’aveuglement. Dans l’exemple particulier et avec les valeurs numériques qui ont été précisées précédemment, une séquence de paires d’images n’est pas exploitable, après que cent séquences de paires d’images ont été acquises. Les conséquences de cet inconvénient sont toutefois sans gravité, si l’on considère que le système peut prévoir le phénomène d’apparition d’une paire d’images sans clignotement. Pour continuer de détecter la position du pixel lumineux lors d’une acquisition d’images pendant l’intervalle d’aveuglement de la caméra, on peut utiliser des méthodes classiques de suivi des zones d’intérêt dans une séquence d’images successives.

De même que la caméra 26, la caméra 28 acquiert une pluralité d’images sur lesquelles se distingue un pixel lumineux « clignotant ». Chaque fois que deux images sont acquises, le capteur d’imagerie 24 les transmet au module de détection 32. Comme pour la caméra 26, le module de détection 32 détermine aisément les coordonnées du pixel correspondant à la position de la source 16 par rapport à la caméra 28.

Grâce à ce dispositif, le module de détection 32 détermine les coordonnées de la position de la source 16 sur les images acquises simultanément respectivement par la caméra 26 et la caméra 28. Cette double détection est actualisée de manière périodique, de période égale à deux fois la période d’acquisition P2. Le module de détection 32 transmet périodiquement les coordonnées de ce pixel au calculateur 34. En référence à la figure 2, deux couples de coordonnées sont fournies par le module de détection 32 au calculateur 34 à trois reprises, respectivement après l’acquisition des quatrième, sixième et huitième images.

Les caméras 26 et 28 étant décalées l’une par rapport à l’autre sur l’axe transversal du véhicule 4, les coordonnées du pixel lumineux sont différentes. Dans l’exemple de réalisation illustré en figure 1, le pixel lumineux est situé sur la partie droite des images acquises par la caméra 26 et sur la partie gauche des images acquises par la caméra 28. Connaissant les coordonnées du pixel lumineux détecté par l’une et par l’autre des caméras 26 et 28, le calculateur peut calculer le décalage entre la position du pixel sur l’une et la position du pixel sur l’autre. En d’autres termes, le calculateur détermine la « disparité », qui correspond à la distance entre la position de la source 16 vue par la caméra 26 et la position de la source 16 vue par la caméra 28. Connaissant la distance de base B, le modèle des optiques des caméras 26 et 28 et leurs distances focales, le calculateur 34 déduit aisément de la disparité la distance du véhicule 6 par rapport au véhicule 4.

Dans cet exemple de réalisation, la cible 6 est un véhicule automobile, distinct du véhicule automobile 4. On pourrait, sans sortir du cadre de l’invention, envisager une cible 6 n’étant pas un véhicule automobile, tel que par exemple un panneau de signalisation, un obstacle, un péage routier, un tunnel...

Dans cet exemple de réalisation, la fréquence d’émission Fi est très légèrement inférieure à la moitié de la fréquence d’acquisition F2. On ne sort toutefois pas du cadre de l’invention en choisissant une fréquence d’émission Fi différente, comprise entre un tiers et la moitié de la fréquence d’acquisition F2. En choisissant une fréquence d’émission Fi proche de la moitié de la fréquence d’acquisition F2, par exemple supérieure à 99,75 % de la moitié de la fréquence F2, on évite que les impulsions lumineuses soient émises trop souvent pendant l’intervalle d’aveuglement des caméras 26 et 28.

Dans cet exemple de réalisation, grâce au système de communication 2, le véhicule 4 peut déterminer la distance qui le sépare du véhicule 6. Cette information est actualisée de manière périodique, de période 40 ms. En dérivant cette information par rapport au temps, le calculateur 34 peut aisément déterminer la vitesse relative du véhicule 4 par rapport à la vitesse relative du véhicule 6. En dérivant la vitesse relative, l’accélération relative d’un véhicule par rapport à l’autre peut être déterminée.

Pour améliorer encore la sécurité des passagers des véhicules 4 et 6, on peut ajouter sur le véhicule 4 une autre source d’impulsions lumineuses (non représentée) et sur le véhicule 6 un autre capteur d’imagerie (non représenté) du type caméra à stéréovision. L’autre capteur d’imagerie est avantageusement programmé pour acquérir des images à la fréquence d’acquisition F2, de telle sorte que la fréquence d’acquisition soit commune à tous les véhicules automobiles compatibles avec ce système de communication. La source d’impulsions lumineuses du véhicule 4 peut émettre des impulsions lumineuses à une fréquence d’émission F3 avantageusement comprise entre un tiers et la moitié de la fréquence d’acquisition F2. La fréquence d’émission F3 peut être égale à la fréquence d’émission Fi. Le capteur d’imagerie du véhicule 6 est relié à un module de détection de pixels générateurs d’information semblable au module 32 en relation avec un calculateur semblable au calculateur 34. En procédant ainsi, le système de communication 2 permet au véhicule 6 de connaître la distance qui le sépare du véhicule 4. Le système de communication 2 fournit ainsi une communication d’information à double sens.

Grâce au système de communication 2, le calculateur 34 peut détecter une décélération relative excessive du véhicule 6 par rapport au véhicule 4. L’ordinateur de bord du véhicule 4 peut ainsi détecter avant le conducteur une situation dangereuse telle qu’un freinage intempestif du véhicule 6. Il s’ensuit une meilleure sécurité des passagers des véhicules 4 et 6.

De manière avantageuse, on peut associer à la détection par clignotement des sources lumineuses sur l’image des méthodes de suivi des zones d’intérêt, telles que celles qui ont été présentées précédemment, dans la mesure où la puissance de calcul du système le permet. Ces méthodes permettent non seulement de suivre la position des sources lumineuses même lorsque l’intervalle d’émission de l’impulsion lumineuse chevauche l’intervalle d’aveuglement de la caméra, mais aussi d’assurer les analyses d’images nécessaires pour valider que l’image des sources lumineuses est bien associée aux cibles recherchées, et non à des reflets sur des objets de la scène à ne pas prendre en compte.

On a représenté sur la figure 3 un système de communication selon un deuxième exemple de réalisation.

Le système de communication, référencé 42 dans son ensemble, a pour fonction d’établir une communication d’informations entre un véhicule suiveur 44 et un véhicule cible 46. Dans cet exemple de réalisation, la communication d’informations est à double sens et peut concerner tout type d’informations, relatives à l’un des véhicules 44 et 46. Comme dans l’exemple de réalisation de la figure 1, les véhicules 44 et 46 sont schématiquement représentés par un trapèze, dont le petit côté représente l’avant du véhicule et le grand côté représente l’arrière du véhicule.

Le véhicule suiveur 44 comprend sur sa face avant une source d’impulsions lumineuses de référence 48 pilotée par un dispositif de modulation 50. La source 48 émet une pluralité d’impulsions lumineuses de manière périodique à la fréquence F4=24.8Hz, chaque impulsion lumineuse étant émise pendant un intervalle de durée A4=0.1ms. Le véhicule suiveur 44 comprend par ailleurs sur sa face avant six sources d’impulsions lumineuses supplémentaires 52X, X étant un entier compris entre 1 et 6. Chaque source d’impulsions lumineuses supplémentaire 52X est pilotée par le dispositif de modulation 50, de manière à pouvoir émettre une impulsion lumineuse en même temps que la source d’impulsions lumineuses de référence 48. En d’autres termes, chaque source d’impulsions lumineuses supplémentaire 52X peut émettre ou non une impulsion lumineuse supplémentaire, en même temps qu’est émise une impulsion lumineuse de référence par la source 48. En conséquence, les impulsions lumineuses supplémentaires émises par les sources 52X sont émises pendant des intervalles d’émission de durée Δ4. Le dispositif de modulation 50 est par ailleurs apte à choisir si, au cours d’un intervalle d’émission, une impulsion lumineuse doit être émise ou non par une source supplémentaire 52X.

Le véhicule suiveur 44 comprend un capteur d’imagerie 53 comportant un module de commande 54 et une caméra 56. Le module de commande 54 commande la caméra 56 de la même manière que le module de commande 30 commande l’une des caméras 26 et 28 du système de communication de la figure 1. En conséquence, la caméra 56 acquiert une pluralité d’images de manière périodique à la fréquence F2 -c’est-à-dire 50 Hz-, chaque image étant acquise pendant un intervalle de durée Δ2 -durant 19,6 ms. Le véhicule suiveur 44 comprend également un module de détection des pixels générateurs d’information 58 et un calculateur 60.

Le véhicule cible 46 comprend sur sa face arrière une source d’impulsions lumineuses de référence 62 et six sources d’impulsions lumineuses supplémentaires 64X, X étant un entier compris entre 1 et 6. La source 62 est pilotée par un dispositif de modulation 66 de manière à émettre une pluralité d’impulsions lumineuses de manière périodique à la fréquence Fs=24.9Hz, chaque impulsion lumineuse étant émise pendant un intervalle d’émission de durée A5=0.3ms. Le dispositif de modulation 66 pilote les sources supplémentaires 64X de telle sorte que celles-ci émettent ou non une impulsion lumineuse supplémentaire en même temps que la source de référence 62.

Le véhicule cible 46 comprend un capteur d’imagerie 68 apte à acquérir une pluralité d’images à la fréquence F2 avec un intervalle d’acquisition de durée Δ2, un module de détection des pixels générateurs d’information 70 et un calculateur 72.

Les sources d’impulsions 48 et 52X, 62 et 64X sont disposées respectivement sur les véhicules 44 et 46 selon une disposition connue des calculateurs 60 et 72. Cette disposition peut être par exemple une disposition commune à tous les véhicules automobiles, ou à tous les véhicules d’un certain type.

Au moyen du dispositif de communication 42, il est possible de mettre en œuvre un procédé de communication qui sera détaillée par la suite avec un exemple non limitatif, dans lequel on suppose que le véhicule cible 46 doive transmettre au véhicule suiveur 44 le message suivant: 010100100111. Ce message contient 12 bits d’information relative à une caractéristique du véhicule, à son chargement, à un problème de fonctionnement...

Ce message est recueilli par le dispositif de modulation 66. Le dispositif de modulation 66 divise le message à transmettre en partitions de message contenant chacune autant de bits d’information qu’il y a de sources d’impulsions lumineuses supplémentaires 64X. Dans cet exemple, le message à transmettre est divisé en deux partitions de message contenant chacune 6 bits d’information : 010100 et 100111. Les partitions de message sont destinées à être chacune envoyées au cours d’un intervalle d’émission distinct. Ainsi, pour chaque intervalle d’émission, le dispositif de modulation 66 commande aux sources supplémentaires 64X d’émettre ou non une impulsion lumineuse en fonction d’un bit qui leur est associé. Dans ce mode de réalisation, on considère que les sources supplémentaires 64X envoient un « 1 » lorsqu’elles émettre une impulsion lumineuse en même temps que la source de référence 62 et qu’elles envoient un « 0 » lorsqu’elles restent éteintes lorsque la source de référence 62 émet une impulsion lumineuse.

Dans cet exemple, au cours d’un premier intervalle d’émission N, seules les sources supplémentaires 642 et 644 reçoivent l’instruction d’émettre une impulsion lumineuse. Les sources supplémentaires 641, 643, 645 et 646 n’émettent pas d’impulsions lumineuses. Au cours d’un second intervalle d’émission N+l, les sources supplémentaires 641, 644, 645 et 646 reçoivent l’instruction d’émettre une impulsion lumineuse, les sources supplémentaires 642 et 643 n’en émettant pas.

La fréquence d’acquisition F2 étant plus de deux fois supérieures à la fréquence d’émission F5 des sources d’impulsions lumineuses 62 et 64X, la caméra 56 fait l’acquisition d’une première image K pendant un intervalle d’acquisition contenant le premier intervalle d’émission N, d’une seconde image K+l moins de 20 ms après le premier intervalle d’émission N, d’une troisième image K+2 pendant un intervalle d’acquisition contenant le second intervalle d’émission N+l et d’une quatrième image K+3 moins de 20 ms après le deuxième intervalle d’émission N+l.

Ces quatre images sont transmises au module de détection 58, qui repère les pixels générateurs d’information par détection du « clignotement » d’un pixel lumineux, selon un procédé qui a été détaillé en référence aux figures 1 et 2. Le module de détection 58 détecte, après réception de l’image K+l, un pixel lumineux à l’endroit de la source de référence 62 et un pixel lumineux à l’endroit de chaque source supplémentaire 642 et 644. Après réception de l’image K+3, le module de détection 58 détecte un pixel lumineux à l’endroit de la source de référence 62 et de chaque source supplémentaire 641, 644, 645 et 646. Les coordonnées des pixels générateurs d’information sont transmises au calculateur 60.

Connaissant la disposition des six sources supplémentaires 64X par rapport à la source de référence 62, le calculateur 60 est capable de déterminer lesquelles des sources supplémentaires 64X ont émis une impulsion lumineuse au cours d’un intervalle d’émission. Ainsi, à chaque transmission des coordonnées des pixels générateurs d’information, le calculateur 60 reconstitue une partition du message à transmettre. Après l’acquisition et le traitement de la quatrième image K+3, le message est transmis du véhicule 46 au véhicule 44.

Au moyen du système de communication 42, on peut également transmettre un message depuis le véhicule 44 au véhicule 46. Pour ce faire, on utilise les sources d’impulsions lumineuses 48 et 52X, le dispositif de modulation 50, le capteur d’imagerie 68, le module de détection 70 et le calculateur 72.

Comme chaque véhicule comporte six sources supplémentaires 52X ou 64X, on peut transmettre, dans un sens ou dans l’autre, des partitions de message de 6 bits, toutes les deux périodes d’acquisition. Une période d’acquisition valant 20 ms, le système de communication 42 permet de transmettre une information avec un débit maximal de 150 bits/s dans les deux sens.

On ne sort pas du cadre de l’invention en prévoyant un nombre différent de sources d’impulsions lumineuses supplémentaires. Ainsi, le véhicule 44 et/ou le véhicule 46 peuvent comprendre une, deux, trois, quatre, cinq, sept, ou davantage de sources supplémentaires 52X et 64X.

Le débit d’information maximal est proportionnel au nombre de sources d’impulsions lumineuses supplémentaires, selon la k relationDebit,^ =—*F2, où k est le nombre de sources supplémentaires. Ainsi, si le véhicule cible 46 comprend une seule source supplémentaire 64, le débit d’information maximal est de 25 bits/s pour une fréquence d’acquisition F2 de 50 Hz.

Pour augmenter le débit d’information maximal, on peut modifier la fréquence d’acquisition du capteur d’imagerie 53 et/ou du capteur d’imagerie 68. On peut ainsi envisager une fréquence d’acquisition du capteur d’imagerie 53 et/ou du capteur d’imagerie 68 quelconque comprise entre 10 Hz et 1 kHz.

Dans cet exemple de réalisation, la cible 46 est un véhicule automobile. Toutefois, on ne sort pas du cadre de l’invention en prévoyant une cible différente, tels que par exemple un panneau de signalisation d’un danger, d’un virage, d’une entrée en agglomération, un obstacle...

Pour transmettre davantage d’informations, on peut par ailleurs modifier l’agencement géométrique des sources lumineuses. On a représenté sur la figure 4 trois exemples d’agencement géométrique non limitatifs. Ces trois agencements sont présentés respectivement sur un véhicule de tourisme 80, un véhicule utilitaire 84 et un camion 88. Chacun des véhicules automobiles 80, 84 et 88 peut être utilisé en lieu et place du véhicule 44, dans le système de communication 42.

Sur la figure 4, un véhicule de tourisme 80 comporte sur sa face avant huit sources d’impulsions lumineuses 82. Les sources d’impulsions lumineuses 82 sont réparties en deux cercles chacun situé de chaque côté de la face avant du véhicule 80. Chaque cercle comporte quatre sources lumineuses 82.

Il est également représenté un véhicule utilitaire 84 comportant sur sa face avant seize sources d’impulsions lumineuses 86. Les sources d’impulsions lumineuses 86 sont réparties en deux carrés chacun situé de chaque côté de la face avant du véhicule 84. Chaque carré est constitué de quatre branches de longueurs sensiblement égales, comportant chacune trois sources lumineuses 86 dont deux forment des sommets du carré.

Un camion 88 comporte sur sa face avant douze sources d’impulsions lumineuses 90 réparties en deux triangles chacun situé de chaque côté de ladite face avant. Chaque triangle est constitué de trois branches de longueurs sensiblement égales, comportant chacune trois sources lumineuses 90 dont deux forment des sommets du triangle.

Chacun des véhicules 80, 84 et 88 comporte sur sa face arrière respectivement huit, seize et douze sources d’impulsions lumineuses réparties de la même manière que sur sa face avant.

Les sources lumineuses 82, 86 et 90 sont contrôlées par un dispositif de modulation tel que le dispositif de modulation 50, au moyen duquel la détection par un véhicule doté d’un capteur d’imagerie est rendue plus aisée.

De cette manière, le véhicule 46 peut, à l’aide de son module de détection de pixels générateurs d’information 70 et de son calculateur 72, détecter l’agencement géométrique des sources d’impulsions lumineuses. Le véhicule 46 en déduit aisément si le véhicule suiveur 44 est un véhicule de tourisme, un véhicule utilitaire un camion.

Bien évidemment, on ne sort pas du cadre de l’invention en répartissant les sources d’impulsions lumineuses 62 et 64X du véhicule cible 46 selon une forme géométrique prédéterminée, par exemple l’une de celles de la figure 4, en fonction du type de véhicule qu’est le véhicule automobile 46.

Ainsi, en équipant une cible d’au moins une source d’impulsions lumineuses et un véhicule d’un capteur d’imagerie, d’un module de détection de pixels générateurs d’information et d’un calculateur, il est possible d’établir une communication d’informations depuis la cible jusqu’au véhicule. La communication d’informations s’entend ici dans un sens large, pouvant signifier la détection de l’occurrence d’émission d’un signal ou de plusieurs signaux, la position de son émetteur par rapport au capteur d’imagerie, la position de son émetteur par rapport à un point de référence de la cible. Ces divers modes de communication permettent de multiples applications, telles que la mesure de la distance séparant le véhicule de la cible ou la transmission d’un message comprenant une quantité d’information de l’ordre de plusieurs dizaines ou centaines de bits.

En utilisant un calculateur approprié, on peut par ailleurs, au moyen d’un seul système de communication tel que décrit précédemment, recevoir et traiter des signaux émis par plusieurs cibles situées à des endroits différents devant ou derrière, voire sur le côté par rapport au véhicule automobile suiveur.

En adaptant la fréquence d’émission à la fréquence d’acquisition, on facilite le procédé de détection de pixels générateurs d’information. Il s’ensuit un gain important en termes de fiabilité et de temps de calcul.

En fournissant une communication plus fiable et plus performante, on peut améliorer la sécurité des passagers du véhicule automobile, des éventuels passagers de la cible, ainsi que d’autres utilisateurs de la route tels que les piétons.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS

   1. Système de communication (2, 42) entre un véhicule automobile (4, 44, 80, 84, 88) et au moins une cible (6, 46), le système de communication (2, 42) comportant un capteur d’imagerie (24, 53) apte à acquérir une pluralité d’images à une fréquence d’acquisition (F2) dont des impulsions lumineuses émises à une fréquence d’émission (Fi, F5) par une source d’impulsions lumineuses (16, 48, 52X, 62, 64X) de la cible (6, 46), un module de détection de pixels générateurs d’information (32, 58), un calculateur (34, 60) apte à détecter une information en fonction des pixels générateurs d’information, caractérisé en ce que la fréquence d’émission (Fi, F5) est comprise entre un tiers et la moitié de la fréquence d’acquisition (F2).
2. 2. Système de communication (2, 42) selon la revendication 1, dans lequel la fréquence d’émission (Fi, F5) est égale au produit de la fréquence d’acquisition (F2) par un coefficient compris entre 0,47 et 0,4999.
3. 3. Système de communication (42) selon l’une des revendications 1 et 2, comprenant au moins une autre source d’impulsions lumineuses (48, 52X) émettant à une autre fréquence d’émission (F4), la cible (46) comprenant un capteur d’imagerie (68) apte à acquérir une pluralité d’images à la fréquence d’acquisition (F2), un module de détection de pixels générateurs d’information (70) et un calculateur (72) apte à détecter une information en fonction des pixels générateurs d’information, l’autre fréquence d’émission (F4) étant comprise entre un tiers et la moitié de la fréquence d’acquisition (F2).
4. 4. Système de communication (2, 42) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la cible (6, 46) est un autre véhicule automobile.
5. 5. Système de communication (2) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le capteur d’imagerie (24) est une caméra à stéréovision, le calculateur (34) étant apte à détecter la distance (D) entre le véhicule automobile (4) et la cible (6).
6. 6. Système de communication (42) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel la cible (46) comprend une source d’impulsions lumineuses de référence (62) émettant à la fréquence d’émission (F5) et au moins une source d’impulsions lumineuses supplémentaire (64X) apte à émettre ou non en même temps que la source d’impulsions lumineuses de référence (62).
7. 7. Système de communication (42) selon la revendication 6, dans lequel le véhicule automobile (44) comprend une autre source d’impulsions lumineuses de référence (48) émettant à une autre fréquence d’émission (F4) et au moins une autre source d’impulsions lumineuses supplémentaire (52X) apte à émettre ou non en même temps que l’autre source d’impulsions lumineuses de référence (48).
8. 8. Système de communication (42) selon la revendication 7, dans lequel les autres sources d’impulsions lumineuses (82, 86, 90) sont réparties sur le véhicule automobile (80, 84, 88), de manière à représenter une forme choisie parmi un carré, un triangle, un cercle, le choix de la forme étant déterminé en fonction du type du véhicule automobile (80, 84, 88).
9. 9. Système de communication (2, 42) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel les impulsions lumineuses sont émises dans le domaine du visible ou du proche infrarouge.
10. 10. Procédé de communication entre un véhicule automobile (4, 44, 80, 84, 88) et au moins une cible (6, 46), la cible (6, 46) comprenant au moins une source d’impulsions lumineuses (16, 62, 64X), le véhicule automobile (4, 44, 80, 84, 88) comportant un capteur d’imagerie (30, 53) apte à acquérir une pluralité d’images à une fréquence d’acquisition (F2), dans lequel on réalise l’acquisition d’une pluralité d’images au moyen du capteur d’imagerie (30, 53), on émet des impulsions lumineuses au moyen de la source d’impulsions lumineuses (16, 62, 64X) à une fréquence (Fi) comprise entre un tiers et la moitié de la fréquence d’acquisition (F2), on détecte des pixels générateurs d’information et on détermine une information en fonction des pixels générateurs d’information.