FR3050711A1 - Dispositif d’aide a la conduite d’un vehicule, a capteurs de flux - Google Patents

Abstract

Un dispositif d'aide à la conduite (DA) équipe un véhicule (V) et comprend : - au moins deux capteurs de flux (C1-C10) installés dans des endroits différents du véhicule (V) et agencés chacun, en cas de déplacement relatif par rapport à un objet ou un corps (CP), pour déterminer un flux optique représentatif d'un défilement visuel produit par ce déplacement relatif en fonction de photons reçus, et - des premiers moyens de traitement (MT1) agencés pour déterminer au moins une première information d'aide à la conduite en fonction au moins des flux optiques déterminés.

Description

DISPOSITIF D’AIDE À LA CONDUITE D’UN VÉHICULE, À CAPTEURS DE FLUX L’invention concerne les dispositifs d’aide à la conduite qui équipent certains véhicules, éventuellement de type automobile.

Dans ce qui suit, on entend par « dispositif d’aide à la conduite >> un dispositif embarqué dans un véhicule, éventuellement de type automobile, et chargé de générer des informations destinées à permettre d’aider à conduire ce véhicule, notamment en fonction de son environnement. Cette aide peut être destinée au conducteur du véhicule et/ou à un système d’assistance embarqué dans le véhicule et destiné à contrôler au moins partiellement la dynamique de ce dernier. Il est important de noter qu’un tel système d’assistance peut éventuellement « conduire » son véhicule sans que le conducteur n’agisse sur le volant (on parle alors de conduite autonome).

La plupart des dispositifs d’aide à la conduite utilisent des informations qui sont représentatives de l’environnement et de la dynamique de leur véhicule. Ces informations sont généralement fournies ou déduites de mesures effectuées par des capteurs extéroceptifs (comme par exemple des capteurs à ultrasons, des caméras, des radars ou des lidars) et/ou des capteurs proprioceptifs (comme par exemple des capteurs de position par données satellitaires (GPS), des unités de mesures inertielles (ou IMUs (« Inertial Measurement Units »)) ou des encodeurs de roues). Tous ces capteurs présentent et/ou induisent des inconvénients.

Les capteurs à ultrasons font partie de dispositifs de détection à ultrasons qui s’avèrent lents, doivent générer de façon permanente des ultrasons qui peuvent être absorbés par certains matériaux (notamment des vêtements), et sont destinés à analyser un environnement proche selon un secteur angulaire réduit.

Les caméras standards font partie de dispositifs de détection qui s’avèrent lents, doivent acquérir des images de façon permanente, nécessitent des traitements de données lourds, et présentent une forte sensibilité au niveau de luminosité.

Les radars font partie de dispositifs de détection qui s’avèrent très onéreux, doivent générer des ondes de façon permanente, et dont les performances sont réduites lorsque les mouvements relatifs à détecter sont perpendiculaires à la direction radiale.

Les lidars font partie de dispositifs de détection qui s’avèrent très onéreux, doivent générer des ondes de façon permanente, et comportent un système mécanique qui est sensible aux vibrations et qui s’use relativement rapidement.

Les capteurs de position par données satellitaires classiques ne peuvent fonctionner que lorsque leur véhicule est vu des satellites et ont une mauvaise résolution et/ou précision (typiquement de l’ordre du mètre).

Les capteurs de position par données satellitaires de type différentiel ont une meilleure résolution et/ou précision (typiquement de l’ordre du centimètre), mais ils ne peuvent fonctionner que lorsque leur véhicule est vu des satellites et ont un coût très élevé.

Les unités de mesures inertielles (ou IMU) permettent d’estimer des vitesses linéaires et des positions, mais doivent réaliser pour ce faire des mesures d’accélération qui sont sensibles aux vibrations et font l’objet de dérives.

Les encodeurs de roues fournissent des mesures qui dépendent du gonflage et sont erronées en présence de glissements. L’invention a notamment pour but de permettre à un dispositif d’aide à la conduite de fonctionner (très) rapidement, et pour un coût réduit.

Elle propose notamment à cet effet un dispositif destiné à aider à conduire un véhicule et comprenant : - au moins deux capteurs de flux propres à être installés dans des endroits différents du véhicule et agencés chacun, en cas de déplacement relatif par rapport à un objet ou un corps, pour déterminer un flux optique représentatif d’un défilement visuel produit par ce déplacement relatif en fonction de photons reçus, et - des premiers moyens de traitement agencés pour déterminer au moins une première information d’aide à la conduite en fonction au moins des flux optiques déterminés.

Un tel dispositif s’avère peu onéreux du fait qu’il ne nécessite pas de générateur d’ondes ou de caméra et fournit très rapidement des informations d’aide à la conduite du fait que les traitements qu’il réalise sont peu nombreux et/ou peu complexes.

Le dispositif selon l’invention peut comporter d’autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment : - ses premiers moyens de traitement peuvent être agencés pour générer une première information d’aide à la conduite en fonction également de secondes informations de référence représentatives de l’environnement du véhicule et/ou représentatives d’une dynamique du véhicule ; > chaque source d’informations d’environnement peut être choisie parmi (au moins) des moyens d’analyse de l’environnement et des moyens d’aide à la navigation ; > ses premiers moyens de traitement peuvent être agencés pour déterminer certaines des premières informations en fonction de comparaisons entre certains au moins des flux optiques déterminés et/ou entre des flux optiques déterminés et des secondes informations de référence ; - chaque première information peut être représentative d’une aide à la conduite qui est choisie parmi (au moins) une alerte de risque de collision, une consigne de vitesse de déplacement pour le véhicule, une consigne de direction de déplacement pour le véhicule, une consigne d’accélération pour le véhicule, une consigne de freinage pour le véhicule, une estimée de position du véhicule, une estimée de vitesse de déplacement en cours du véhicule, et une estimée de direction de déplacement en cours du véhicule ; - chaque capteur de flux peut comprendre au moins deux photorécepteurs propres à délivrer chacun un signal représentatif de photons reçus et ayant des axes de réception de photons qui se croisent, et des seconds moyens de traitement agencés, en cas de déplacement relatif des photorécepteurs par rapport à un objet ou un corps, pour déterminer le flux optique représentatif d’un défilement visuel produit par le déplacement relatif en fonction des signaux délivrés dans un intervalle de temps choisi et d’un angle prédéfini entre les axes ; > il peut comprendre des lentilles associées respectivement à chacun des capteurs de flux et propres chacun à être placés en amont des capteurs de flux par rapport au sens de propagation des photons et à induire une défocalisation de ces derniers sur les capteurs pour rendre leurs signaux sensibles angulairement ; • chaque lentille peut être propre à induire une défocalisation des photons sur les capteurs de flux pour qu’ils présentent chacun une réponse angulaire de forme gaussienne centrée sur leur axe ; > les seconds moyens de traitement peuvent être agencés pour estimer un décalage temporel entre des signaux similaires délivrés par leur capteur de flux dans l’intervalle de temps choisi, et pour déterminer le flux optique en divisant l’angle prédéfini par le décalage temporel estimé. L’invention propose également un véhicule, éventuellement de type automobile, et comprenant un dispositif d’aide à la conduite du type de celui présenté ci-avant. D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à l’examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 illustre schématiquement un exemple de véhicule équipé d’un exemple de réalisation d’un dispositif d’aide à la conduite selon l’invention, - la figure 2 illustre schématiquement et fonctionnellement, dans une vue en coupe, une partie d’un bloc optique comprenant un exemple de réalisation d’un capteur de flux associé à une lentille, et des exemples de réponse (ou sensibilité) angulaire des photorécepteurs, - la figure 3 illustre schématiquement, dans une vue en coupe, une partie de la glace et une partie d’un capteur de flux d’un bloc optique, et - la figure 4 illustre schématiquement au sein d’un diagramme deux exemples de courbes d’évolution temporelle des signaux délivrés par deux photorécepteurs d’un capteur de flux du type de celui illustré sur la figure 2. L’invention a notamment pour but de proposer un dispositif d’aide à la conduite DA destiné à équiper un véhicule V.

Dans ce qui suit, on considère, à titre d’exemple non limitatif, que le véhicule V est de type automobile. Il s’agit par exemple d’une voiture. Mais l’invention n’est pas limitée à ce type de véhicule. Elle concerne en effet tout véhicule, qu’il soit terrestre, maritime (ou fluvial), ou aérien.

On a schématiquement représenté sur la figure 1 un exemple de véhicule V équipé d’un exemple de réalisation non limitatif d’un dispositif d’aide à la conduite DA selon l’invention.

Comme illustré, un dispositif d’aide à la conduite DA, selon l’invention, comprend au moins deux capteurs de flux Cj et des premiers moyens de traitement MT1.

Les différents capteurs de flux Cj sont propres à être installés dans des endroits différents du véhicule V de manière à observer l’environnement du véhicule V selon différents points de vue. Chaque capteur de flux Cj est agencé, en cas de déplacement relatif par rapport à un objet ou un corps CP (voir figure 2), pour déterminer un flux optique FOj qui est représentatif d’un défilement visuel produit par ce déplacement relatif en fonction de photons reçus.

On notera que dans l’exemple illustré non limitativement sur la figure 1, le dispositif (d’aide à la conduite) DA comprend dix capteurs de flux C1 à C10 (j = 1 à 10). Mais il peut comprendre n’importe quel nombre de capteurs de flux Cj, dès lors que ce nombre est supérieur ou égal à deux.

Par exemple, et comme illustré non limitativement sur la figure 2, chaque capteur de flux Cj peut comprendre au moins deux photorécepteurs Pjk et des seconds moyens de traitement MT2j. Ces photorécepteurs Pjk sont propres à délivrer chacun un signal Sjk qui est représentatif de photons reçus et ont des axes Ajk privilégiés de réception de photons qui se croisent selon un angle Δφ prédéfini, comme illustré schématiquement sur la figure 2.

Chaque signal Sjk est par exemple une tension. Mais il pourrait également s’agir d’un courant.

Les photorécepteurs Pjk peuvent, par exemple, être similaires à ceux qui sont utilisés dans les détecteurs qui sont parfois appelés LMS (« Local Motion Sensor », par exemple décrits dans l’article de Expert, F., Viollet, S., and Ruffier, F., « Outdoor field performances of insect-based Visual motion sensors », Journal of Field Robotics (2011) et dans l’article de Mafrica, S., Servel, A., and Ruffier, F., « Towards an automatic parking System using bio-inspired 1-D optical flow sensors », ICVES 2015). Mais il pourrait s’agir de tout type de composant optoélectronique capable de fournir un signal proportionnel à la luminosité reçue ou au flux photonique reçu. Typiquement, il s’agit d’une photodiode qui fournit un courant proportionnel à la luminosité, qui est ensuite traité par un circuit électronique analogique (par exemple à base de transistors) qui fait la conversion en tension et, par exemple, une compression logarithmique ou une normalisation (adaptation) au niveau moyen temporel et/ou local pour capturer une grande gamme de luminosité (comme cela est par exemple décrit dans l’article de Mafrica, S., Godiot, S., Menouni, M., Boyron, M., Expert, F., Juston, R., Marchand, N., Ruffier, F., and Viollet, S., « A bio-inspired analog Silicon retina with michaelis-menten auto-adaptive pixels sensitive to small and large changes in light », Optics Express (2015)). Ces photorécepteurs Pjk sont notamment peu onéreux, d’une technologie simple, faciles à implanter car ils n’ont pas besoin d’être nombreux en chaque zone de détection (ou analyse), et peuvent délivrer des signaux Sjk pour une très large gamme de luminosité (de la pénombre à la pleine lumière).

On notera que dans l’exemple illustré non limitativement sur la figure 2, le capteur de flux Cj ne comprend que deux photorécepteurs Pjl et Pj2 (k = 1 ou 2). Mais il pourrait en comprendre plus de deux, par exemple trois ou quatre, voire plus encore. L’utilisation de plus de deux photorécepteurs Pjk permet de mesurer un flux optique local (entre chaque couple de photorécepteurs adjacents) suivant différentes directions).

Les seconds moyens de traitement MT2j de chaque capteur de flux Cj sont agencés, en cas de déplacement relatif des photorécepteurs Pjk de ce dernier (Cj) par rapport à un objet ou un corps CP, pour déterminer le flux optique FOj, qui est représentatif d’un défilement visuel produit par ce déplacement relatif, en fonction des signaux Sjk délivrés dans un intervalle de temps FT choisi et d’un angle Δφ prédéfini entre les axes Ajk. Ce défilement visuel est lui-même, en quelque sorte, représentatif de la vitesse angulaire ω\ du capteur de flux Cj par rapport à l’objet CP. En effet, le flux optique FOj est une information mesurée qui est représentative de la vitesse angulaire relative cjüj de l’objet CP par rapport au capteur de flux Cj, et donc à la fois de la vitesse relative de cet objet CP et de la distance capteur de flux Cj / objet CP. Les seconds moyens de traitement MT2j sont capables de le mesurer sans passer par une mesure/estimation de la vitesse relative de cet objet CP ou de la distance capteur de flux Cj / objet CP, ni d’ailleurs par une détection de l’objet CP.

Ce flux optique FOj peut être déterminé (ou mesuré) pour chaque intervalle de temps FT très rapidement, typiquement selon une fréquence de quelques kHz.

Il est important de noter que l’intervalle de temps FT peut être très petit. Il peut même être réduit à un instant t. Par ailleurs, cet intervalle de temps FT peut être glissant. L’objet ou corps CP présentant un certain contraste visuel par rapport à son environnement (ou étant lui-même composé de contrastes), lorsqu’il se déplace par rapport à des photorécepteurs Pjk d’un capteur de flux Cj du véhicule V (flèche F1 de la figure 2), ou inversement, les deux photorécepteurs Pjk délivrent deux signaux Sj1 et Sj2 qui sont sensiblement identiques (ou similaires) mais décalés dans le temps par un décalage temporel (ou retard) τ, comme illustré sur l’exemple de diagramme de la figure 4. Les seconds moyens de traitement MT2j de ce capteur de flux Cj peuvent donc être agencés pour estimer le décalage temporel x(t) entre des signaux Sjk similaires délivrés par les photorécepteurs Pjk dans l’intervalle de temps FT choisi, puis pour déterminer le flux optique FOj, ou ce qui revient au même la vitesse angulaire uj(t), en divisant l’angle Δφ prédéfini par ce décalage temporel x(t) estimé (soit cjoj(t) = Δφ/τ(t)).

Plusieurs techniques ou méthodes peuvent être utilisées pour estimer le décalage temporel x(t). Ainsi, on peut, par exemple, utiliser une méthode dite par « corrélation » (notamment décrite dans le document précité de Mafrica et al., ICVES 2015). Cette méthode consiste à retarder l’un des deux signaux Sjk par différents retards η et à calculer pour chaque retard les coefficients de corrélation croisée entre le signal retardé t, et celui qui n’est pas retardé, puis à prendre comme décalage temporel x(t) le retard t, qui a donné une corrélation maximale. En variante, on peut, par exemple, utiliser une méthode dite par « seuillage » (notamment décrite dans le document précité de Expert et al., JFR 2011). Cette méthode consiste à définir une valeur de signal comme seuil Ss et à calculer à l’aide d’un compteur (ou « timer ») le temps qui passe entre un premier dépassement de ce seuil Ss et un deuxième dépassement de ce seuil Ss. A titre d’exemple, les seconds moyens de traitement MT2j de chaque capteur de flux Cj peuvent être agencés sous la forme de tout composant électronique (ou circuit intégré) numérique et/ou analogique ayant une unité de calcul. Ainsi, il pourra, par exemple, s’agir d’un (micro)processeur, ou d’un (micro)contrôleur, ou d’un DSP, ou d’un FPGA ou encore d’un ASIC.

On notera, comme illustré non limitativement sur la figure 2, que les photorécepteurs Pjk d’un capteur de flux Cj et les seconds moyens de traitement MT2] de ce dernier (Cj) peuvent être éventuellement installés sur une plaque de support PS, comme par exemple une carte à circuits imprimés, éventuellement de type PCB (« Printed Circuit Board »), rigide ou flexible (de type « Flex »).

De préférence, et comme illustré non limitativement sur la figure 2, le dispositif DA peut comprendre des lentilles Lj qui sont associées respectivement à chacun de ses capteurs de flux Cj et propres chacun à être placés en amont de ses capteurs de flux Cj par rapport au sens de propagation des photons. Chaque lentille L est propre à induire une défocalisation des photons incidents sur les photorécepteurs Pjk pour rendre leurs signaux Sjk sensibles angulairement. Cela signifie que la défocalisation produit un filtrage spatial de type passe-bas qui fait en sorte que les photorécepteurs Pjk ne soient pas sensibles seulement aux photons sur leur axe Ajk mais aussi à ceux qui viennent d’autres directions dans un certain angle ou cône (correspondant par exemple à la « largeur >> de la courbe de réponse ou sensibilité angulaire RAjk des photorécepteurs Pjk (en forme de gaussienne ou analogue)). Pour ce faire, la largeur à mi-hauteur Δρ de la courbe de réponse ou sensibilité angulaire RAjk ne doit pas être bien plus grande que Δφ afin que la bande du filtre spatial ne soit pas trop petite.

On notera que la défocalisation peut résulter de la forme ou du type de la lentille L et/ou de la distance séparant la lentille L des photorécepteurs Pjk.

Par exemple, et comme illustré non limitativement sur la figure 2, la lentille L peut être propre à induire une défocalisation des photons sur les photorécepteurs Pjk pour qu’ils présentent une réponse ou sensibilité angulaire RAjk de forme gaussienne centrée sur leur axe Ajk. Mais d’autres formes peuvent être envisagées dès lors qu’elles sont similaires ou voisines à la forme Gaussienne. Cette sensibilité angulaire RAjk de forme gaussienne correspond à un filtrage spatial de type passe-bas. Mais d’autres formes de réponse ou sensibilité angulaire RAjk peuvent être envisagées, et notamment une fonction de Lorentz (lorentzienne) ou une fonction de Voigt.

On notera que l’utilisation d’une sensibilité angulaire RAjk de forme gaussienne (ou équivalente) permet d’estimer plus facilement le décalage temporel x(t). A titre d’exemples non limitatifs, la lentille L peut être une lentille concave et/ou convexe, une lentille à frange, ou une lentille à changement de phase.

Comme illustré non limitativement sur les figures 2 et 3, l’une au moins des lentilles Lj peut être définie dans un élément GB qui est transparent aux photons et propre à être placé en amont du capteur de flux Cj associé par rapport au sens de propagation des photons.

Dans l’exemple illustré non limitativement sur les figures 2 et 3, l’élément GB dans lequel est définie la lentille Lj est une glace d’un bloc optique BO (projecteur avant). Mais il pourrait s’agir d’un écran en matière plastique d’un bloc optique arrière, comme par exemple un feu arrière BO’ ou un indicateur de changement de direction (ou clignotant), ou d’une lunette arrière, ou d’une partie vitrée d’un hayon arrière, ou d’un pare-brise, ou d’une vitre latérale, ou encore d’un rétroviseur.

Dans d’autres variantes de réalisation, l’un au moins des capteurs de flux Cj peut comprendre sa propre lentille Lj. Dans ce cas, il (Cj) peut être rapporté sur quasiment n’importe quelle partie du véhicule V située en regard de l’environnement de ce dernier (V).

On notera que dans l’exemple illustré non limitativement sur la figure 1, les blocs optiques BO et BO’ comprennent chacun plusieurs (au moins deux) capteurs de flux Cj chargés d’analyser des zones au moins partiellement différentes autour de leur véhicule V. Dans ce cas, la glace GB du bloc optique BO, BO’ peut comprendre autant de lentilles Lj que de capteurs de flux Cj. Ainsi, dans l’exemple illustré non limitativement sur la figure 1, chaque bloc optique BO situé à l’avant comprend trois lentilles Lj associées respectivement à trois capteurs de flux Cj qu’il comprend, et chaque bloc optique BO’ situé à l’arrière comprend deux lentilles Lj associées respectivement à deux capteurs de flux Cj qu’il comprend. Les lentilles Lj et les capteurs de flux Cj associés sont placés dans des zones où ils ne risquent pas de perturber la fonction d’éclairage voisine du bloc optique BO, BO’, et où les capteurs de flux Cj ne risquent pas d’être perturbés par le fonctionnement des sources de lumière assurant les fonctions d’éclairage du bloc optique BO, BO’.

De même, lorsque l’élément GB ne fait pas partie d’un bloc optique, comme c’est par exemple le cas d’une partie vitrée (lunette arrière, hayon, pare-brise, vitre latérale ou rétroviseur), cet élément GB peut comprendre plusieurs (au moins deux) lentilles Lj associées respectivement à des capteurs de flux Cj différents.

Ainsi, il est possible, si on le souhaite, d’observer (ou analyser) l’intégralité de l’environnement du véhicule V.

Les premiers moyens de traitement MT1 du dispositif DA sont agencés pour déterminer au moins une première information 11 d’aide à la conduite en fonction au moins des flux optiques FOj (ou uj(t)) déterminés par les différents capteurs de flux Cj.

On comprendra en effet qu’étant donné que les flux optiques FOj sont représentatifs de l’environnement observé par les capteurs de flux Cj, ils peuvent être utilisés (ensemble ou éventuellement en complément d’autres informations (comme on le verra ci-dessous)) pour déterminer des premières informations 11 d’aide à la conduite.

Par exemple, les premiers moyens de traitement MT1 peuvent être agencés pour générer une première information 11 d’aide à la conduite en fonction également de secondes informations de référence 12 qui sont représentatives de l’environnement du véhicule V et/ou représentatives de la dynamique du véhicule V. Les secondes informations de référence 12 peuvent, par exemple, être fournies par au moins une source d’informations d’environnement SI qui est embarquée dans le véhicule V (il s’agit d’informations connues a priori, comme par exemple un tunnel) et/ou par certains des capteurs de flux qui sont placés dans d’autres endroits que ceux utilisés pour déterminer les premières informations 11 (comme par exemple ceux qui regardent vers le sol et qui mesurent la vitesse du véhicule V). A titre d’exemple, dans un tunnel, on pourrait contrôler le véhicule V en agissant sur lui de sorte que les flux optiques FOj mesurés par les capteurs de flux Cj installés sur ses deux côtés longitudinaux soient sensiblement identiques.

Par exemple, une source d’informations d’environnement SI peut être des moyens d’analyse de l’environnement MA ou des moyens d’aide à la navigation (éventuellement de type GPS) embarqués dans le véhicule V.

Les moyens d’analyse de l’environnement MA peuvent, par exemple, comprendre au moins une caméra et/ou au moins un laser de balayage et/ou au moins un radar ou lidar et/ou au moins un capteur d’ultrasons. Ils sont chargés d’analyser une partie au moins de l’environnement du véhicule V. Ils peuvent, par exemple, signaler la présence d’un bâtiment, d’un objet ou d’un corps en un endroit déterminé de l’environnement et/ou la vitesse relative de déplacement d’un objet ou d’un corps par rapport au véhicule V et/ou la distance entre un objet ou un corps et le véhicule V.

On notera que les premiers moyens de traitement MT1 peuvent effectuer tout type de traitement de flux optiques FOj, ou bien à la fois de flux optiques FOj et de secondes informations de référence 12, pour déterminer des premières informations 11. Ainsi, ils peuvent, par exemple, être agencés pour déterminer certaines des premières informations 11 en fonction de comparaisons entre certains au moins des flux optiques FOj déterminés et/ou en fonction de comparaisons entre des flux optiques FOj déterminés et des secondes informations de référence 12.

Par exemple, une première information 11 peut être représentative d’une aide à la conduite choisie parmi au moins : - une alerte de risque de collision (éventuellement représentative d’un mouvement (ou déplacement) dangereux), - une consigne de vitesse de déplacement vb pour le véhicule V, - une consigne de direction de déplacement (ou d’angle de braquage Φ) pour le véhicule V, - une consigne d’accélération pour le véhicule V, - une consigne de freinage pour le véhicule V (éventuellement destinée à un système d’antiblocage de roues (de type ABS)), - une estimée de position du véhicule V, - une estimée de vitesse de déplacement en cours du véhicule V, et - une estimée de direction de déplacement en cours du véhicule V.

Un risque de collision peut être détecté à partir d’incohérence(s) entre des flux optiques FOj fournis par des capteurs de flux Cj implantés dans des zones différentes ou d’incohérence(s) entre des flux optiques FOj et des secondes informations de référence I2, comme par exemple la vitesse en cours du véhicule V et/ou un objet détecté ou signalé par une source d’informations d’environnement SI. Dans ces cas, les premiers moyens de traitement MT1 peuvent, par exemple, générer une alerte à destination du conducteur du véhicule ou d’un système d’assistance et/ou décider de déclencher une manoeuvre d’urgence (freinage ou virage).

De même, les premiers moyens de traitement MT1 peuvent utiliser les flux optiques FOj pour définir des consignes destinées à guider le véhicule V automatiquement ou en fonction de secondes informations de référence 12 fournies par un calculateur embarqué dans le véhicule V et dépendant de l’environnement. Cela peut notamment permettre de guider le véhicule V sur une autoroute, ou dans un tunnel, ou dans un parking ou le long d’un mur ou d’un trottoir ou d’autres véhicules, ou d’éviter un obstacle.

Ainsi, la vitesse vb et l’angle de braquage Φ du véhicule V peuvent être contrôlés non pas par des mesures de position et de vitesse de ce véhicule V par rapport à son environnement (comme dans ce qui se fait dans l’art antérieur), mais directement à partir des flux optiques FOj déterminés. La trajectoire du véhicule V peut donc être contrôlée sans connaître sa vitesse et sa position, ce qui permet d’éviter d’avoir à faire beaucoup de calculs pour reconstruire l’environnement autour de lui, tout en garantissant un rapport vitesse-distance par rapport aux objets environnants sûr. A titre d’exemple, si un flux optique FOj délivré par un capteur de flux Cj est trop important par rapport à un autre flux optique FOj’ délivré par un autre capteur de flux Cj’ et servant de référence, cela veut dire que la distance du véhicule V par rapport à l’objet environnant est trop petite ou que la vitesse relative entre le véhicule V et cet objet environnant est trop grande et donc qu’il faut réduire la vitesse en cours du véhicule V et/ou virer (notamment si le flux optique est plus important d’un côté du véhicule V).

On notera que la vitesse vb et l’angle de braquage Φ du véhicule V peuvent aussi être estimés par les flux optiques FOj de capteurs de flux Cj qui sont orientés vers le sol (par exemple placés sous le plancher du véhicule V), en connaissant juste leur distance h par rapport au sol. Cette estimation peut être plus précise que celle obtenue avec un capteur de position par données satellitaires (GPS), ou une unité de mesures inertielles (ou IMU), ou des encodeurs de roues, car elle résulte de mesures directes de la vitesse de défilement du sol par rapport au véhicule V, et non pas de dérivées de mesures de position, ou d’intégrations de mesures d’accélération. Par ailleurs, ce type d’estimation de vb et Φ est bien adapté aux aides à l’accélération et au freinage, car il permet d’éviter des glissements (notamment dans le cas d’un système de type ABS) et/ou des dérapages (notamment dans le cas d’un système de type ESP (« Electronic Stability Program >>)).

Par ailleurs, les premiers moyens de traitement MT1 peuvent également utiliser les secondes informations I2 en complément des flux optiques FOj pour reconstruire l’environnement autour du véhicule V en trois dimensions (ou 3D) selon une haute fréquence et avec une précision élevée, ce qui est particulièrement utile dans le cas d’une aide à la conduite.

Par exemple, et comme illustré non limitativement sur la figure 1, les premiers moyens de traitement MT1 peuvent être implantés dans un calculateur CA embarqué dans le véhicule V et assurant éventuellement au moins une autre fonction au sein de ce dernier (V). Par exemple, ce calculateur CA peut être chargé de réguler de façon adaptative la vitesse du véhicule V en fonction de son environnement à l’instant considéré (fonction dite ACC (« Adaptive Cruise Control >>)), ou bien peut être l’ordinateur de bord du véhicule V, ou encore peut-être chargé de l’aide au stationnement. Mais dans une variante de réalisation, le calculateur CA pourrait faire partie du dispositif DA et donc être dédié à l’aide à la conduite. Par conséquent, les premiers moyens de traitement MT1 peuvent être réalisés sous la forme de modules logiciels (ou informatiques ou encore « software >>), ou bien d’une combinaison de circuits électroniques (ou « hardware >>) et de modules logiciels. L’invention offre plusieurs avantages, parmi lesquels : - une haute vitesse de traitement, - une utilisation pour une grande gamme de luminosités (de la pénombre à la pleine lumière), - une vision de l’environnement selon un grand angle, adaptable en fonction des besoins (tout autour du véhicule ou bien concentré dans certaines zones (par exemple des angles morts)), - une précision de mesure de flux optique local plus élevée qu’avec des caméras, - une complémentarité et/ou une redondance d’informations avec d’autres sources d’informations embarquées, - un faible coût.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS

   1. Dispositif (DA) d’aide à la conduite d’un véhicule (V), caractérisé en ce qu’il comprend i) au moins deux capteurs de flux (Cj) propres à être installés dans des endroits différents dudit véhicule (V) et agencés chacun, en cas de déplacement relatif par rapport à un objet ou un corps (CP), pour déterminer un flux optique (FOj) représentatif d’un défilement visuel produit par ledit déplacement relatif en fonction de photons reçus, et ii) des premiers moyens de traitement (MT1) agencés pour déterminer au moins une première information d’aide à la conduite en fonction au moins desdits flux optiques (FOj) déterminés.
2. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits premiers moyens de traitement (MT1) sont agencés pour générer une première information d’aide à la conduite en fonction également de secondes informations de référence représentatives de l’environnement dudit véhicule (V) et/ou représentatives d’une dynamique dudit véhicule (V).
3. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque source d’informations d’environnement (SI) est choisie dans un groupe comprenant des moyens d’analyse de l’environnement (MA) et des moyens d’aide à la navigation.
4. 4. Dispositif selon l’une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que lesdits premiers moyens de traitement (MT1) sont agencés pour déterminer certaines desdites premières informations en fonction de comparaisons entre certains au moins desdits flux optiques (FOj) déterminés et/ou entre des flux optiques (FOj) déterminés et des secondes informations de référence.
5. 5. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que chaque première information est représentative d’une aide à la conduite choisie dans un groupe comprenant une alerte de risque de collision, une consigne de vitesse de déplacement pour ledit véhicule (V), une consigne de direction de déplacement pour ledit véhicule (V), une consigne d’accélération pour ledit véhicule (V), une consigne de freinage pour ledit véhicule (V), une estimée de position dudit véhicule (V), une estimée de vitesse de déplacement en cours dudit véhicule (V), et une estimée de direction de déplacement en cours dudit véhicule (V).
6. 6. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que chaque capteur de flux (Cj) comprend au moins deux photorécepteurs (Pjk) propres à délivrer chacun un signal représentatif de photons reçus et ayant des axes (Ajk) de réception de photons qui se croisent, et des seconds moyens de traitement (MT2j) agencés, en cas de déplacement relatif desdits photorécepteurs (Pjk) par rapport à un objet ou un corps (CP), pour déterminer ledit flux optique (FOj) représentatif d’un défilement visuel produit par ledit déplacement relatif en fonction desdits signaux délivrés dans un intervalle de temps choisi et d’un angle prédéfini entre lesdits axes (Ajk).
7. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu’il comprend des lentilles (Lj) associées respectivement à chacun desdits capteurs de flux (Cj) et propres chacun à être placés en amont desdits capteurs de flux (Cj) par rapport au sens de propagation desdits photons et à induire une défocalisation de ces derniers sur lesdits capteurs (Cj) pour rendre leurs signaux sensibles angulairement.
8. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que chaque lentille (Lj) est propre à induire une défocalisation des photons sur lesdits capteurs de flux (Cj) pour qu’ils présentent chacun une réponse angulaire de forme gaussienne centrée sur leur axe (Ajk).
9. 9. Dispositif selon l’une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que lesdits seconds moyens de traitement (MT2j) sont agencés pour estimer un décalage temporel entre des signaux similaires délivrés par leur capteur de flux (Cj) dans ledit intervalle de temps choisi, et pour déterminer ledit flux optique (FOj) en divisant ledit angle prédéfini par ledit décalage temporel estimé.
10. 10. Véhicule (V), caractérisé en ce qu’il comprend un dispositif d’aide à la conduite (DA) selon l’une des revendications précédentes.