FR3052568A1 - Systeme embarque et procede de determination d'un cap - Google Patents

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Abstract

Un système embarqué (2) comprend un premier capteur (4) apte à générer une image (IMG) d'un environnement rencontré par un véhicule (V) et un second capteur (6) apte à mesurer une distance libre (di) pour une pluralité de directions dans ledit environnement. Le système embarqué comprend en outre : - un module d'identification conçu pour déterminer la localisation d'un objet (O) dans l'image générée (IMG) ; et - un module de détermination d'un cap (C) de l'objet (O) en fonction des distances libres (di) mesurées pour les directions associées à la localisation déterminée. Un procédé de détermination de cap est également proposé.

Description

Système embarqué et procédé de détermination d’un cap
Domaine technique auquel se rapporte l'invention
La présente invention concerne les systèmes embarqués pour véhicule.
Elle concerne plus particulièrement un système embarqué et un procédé de détermination d’un cap. L’invention s’applique particulièrement avantageusement dans le cas où le système embarqué comprend un capteur d’image et un capteur de temps de vol.
Arriere-plan technologique
On utilise de plus en plus de nos jours des systèmes permettant d’appréhender (au moyen de capteurs) l’environnement routier d’un véhicule et d’analyser cet environnement, dans un but d’assistance à la conduite, voire de pilotage automatique du véhicule.
Parmi les capteurs utilisés dans ce cadre, certains permettent d’obtenir une image de l’environnement ; ils sont toutefois en général assez peu précis lorsqu’il s’agit de déterminer la distance des objets observés. C’est pourquoi on utilise également des capteurs de mesure de distance, par exemple des capteurs d’obstacles, dont les directions de mesure sont toutefois en nombre limité afin de réduire le coût de tels capteurs.
Objet de l’invention
Dans ce contexte, la présente invention propose un système embarqué comprenant un premier capteur apte à générer une image d’un environnement rencontré par un véhicule et un second capteur apte à mesurer une distance libre pour une pluralité de directions dans ledit environnement, caractérisé par un module d’identification conçu pour déterminer la localisation d’un objet dans l’image générée et par un module de détermination d’un cap de l’objet en fonction des distances libres mesurées pour les directions associées à la localisation déterminée.
On combine ainsi astucieusement les informations fournies par deux types de capteur différents pour obtenir une évaluation précise du cap de l’objet, typiquement un autre véhicule, situé devant le véhicule équipé du système embarqué.
Selon d’autres caractéristiques envisageables à titre optionnel (et donc non limitatif) : - le second capteur est un capteur de temps de vol (un tel capteur fonctionnant par mesure du temps de vol d’une onde émise par le capteur, puis réfléchie par l’objet, puis enfin détecté par le capteur après réflexion), ce qui permet une bonne précision dans la mesure des distances libres précitées ; - le second capteur est ainsi par exemple un télémètre laser à balayage, ou un capteur d’obstacle (un tel capteur comprenant par exemple un émetteur et un récepteur pour chaque direction de mesure) ; - le premier capteur est une caméra vidéo, ou un radar, ou encore un un système à ultrasons ; - le système embarqué comprend en outre un module de commande d’un actionneur (tel qu’un système de freinage, un groupe motopropulseur ou un système de commande de direction) en fonction du cap déterminé ; - le module de commande est conçu pour anticiper une trajectoire de l’objet en fonction du cap déterminé et pour émettre une commande destinée à l’actionneur en fonction de la trajectoire anticipée ; - le module de détermination est conçu pour sélectionner, parmi la pluralité de directions, des directions correspondant à la localisation déterminée, et/ou pour déterminer le cap de l’objet en fonction des distances libres mesurées pour les directions sélectionnées. L’invention propose également un procédé de détermination d’un cap d’un objet par un système embarqué dans un véhicule et comprenant un premier capteur apte à générer une image d’un environnement rencontré par le véhicule et un second capteur apte à mesurer une distance libre pour une pluralité de directions dans ledit environnement, le procédé comprenant les étapes suivantes : - localisation d’un objet dans l’image générée ; - détermination du cap de l’objet en fonction des distances libres mesurées pour les directions associées à la localisation déterminée.
Les caractéristiques optionnelles présentées ci-dessus dans le cadre du système embarqué peuvent également s’appliquer à un tel procédé.
Description detaillee d’un exemple de réalisation
La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d’exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l’invention et comment elle peut être réalisée.
Sur les dessins annexés : - la figure 1 représente schématiquement les éléments principaux d’un système embarqué dans un véhicule ; - la figure 2 représente, sous forme de blocs fonctionnels, une unité de traitement du système embarqué de la figure 1.
La figure 1 représente schématiquement les éléments principaux d’un système embarqué 2 dans un véhicule V (ici un véhicule automobile).
Ce système embarqué comprend un capteur d’image 4, un capteur de temps de vol 6, un actionneur 8 et une unité de traitement 10.
Le capteur d’image 4 est par exemple une caméra vidéo. Le capteur d’image 4 est placé dans le véhicule de manière à capturer une image IMG de l’environnement extérieur du véhicule V, situé à l’avant du véhicule (c’est-à-dire rencontré par le véhicule V lorsque ce dernier avance), dans un angle solide A correspondant au champ de vision du capteur d’image 4. Comme représenté schématiquement en figure 1, cet environnement comprend un objet O, ici un autre véhicule automobile.
En variante, le capteur d’image 4 pourrait être un radar ou un système à ultrasons. On remarque que, dans ces cas notamment, l’image capturée par le capteur d’image 4 peut alors être une image (ou représentation) monodimensionnelle de l’environnement situé à l’avant du véhicule V.
Le capteur de temps de vol 6 est par exemple un télémètre laser à balayage (ou "laser scanner selon l’appellation anglo-saxonne parfois utilisée). En variante, il pourrait s’agir d’un capteur d’obstacle (typiquement à infrarouge ou à laser).
Un tel capteur de temps de vol 6 permet de mesurer, pour chacune d’une pluralité de directions dans l’environnement faisant face au véhicule V, la distance libre d, jusqu’au premier obstacle rencontré dans la direction concernée, généralement en décomptant le temps mis par un rayon lumineux (ou plus généralement une onde électromagnétique) émis dans la direction concernée pour être détecté au niveau du capteur de temps de vol 6 après réflexion sur le premier obstacle rencontré (au niveau d’un point d’impact P,).
Du fait de la technique utilisée, les mesures de distance effectuées par le capteur de temps de vol 6 sont précises.
Dans l’exemple décrit ici, le capteur de temps de vol 6 est conçu pour mesurer les distances libres d, respectivement associées à N directions (avec N compris entre 10 et 24, ici N = 16) ; ces N directions sont ici toutes horizontales (ou quasiment horizontales), et correspondent à une pluralité d’angle répartis sur une plage angulaire d’étendue inférieure à 45° située à l’avant du véhicule. L’actionneur 8 permet de commander au moins en partie la trajectoire du véhicule V. Dans l’exemple décrit ici, l’actionneur 8 est un système de freinage. Il pourrait s’agir en variante d’un groupe motopropulseur ou d’un système de commande de direction.
Comme expliqué plus bas, l’unité de traitement 10 peut commander l’actionneur 8 au moyen d’un signal de commande CMD déterminé en fonction de divers traitements effectués au sein de l’unité de traitement 10. L’unité de traitement 10 peut commander l’actionneur 8 dans un but d’assistance à la conduite (l’unité de traitement 10 étant par exemple conçue pour commander un freinage du véhicule V si un objet est détecté à faible distance à l’avant du véhicule V), ou dans un but de pilotage automatique du véhicule V (cas d’un véhicule autonome).
La figure 2 représente l’unité de traitement 10 sous forme de blocs fonctionnels, ou modules.
Chaque module 12, 14, 16 représenté sur la figure 2 correspond à une fonctionnalité particulière mise en oeuvre par l’unité de traitement 10. Plusieurs (voire tous les) modules peuvent toutefois en pratique être mis en oeuvre par une même entité physique, par exemple un processeur sur lequel s’exécute des instructions de programme mémorisées dans une mémoire associé au processeur (chaque module étant alors dans ce cas mis en oeuvre par l’exécution d’un jeu particulier d’instructions mémorisées dans ladite mémoire). L’unité de traitement 10 comprend ainsi un module d’identification 12 d’un objet O dans l’image IMG générée par le capteur d’image 4.
Afin d’identifier l’objet O dans l’image IMG, le module d’identification 12 utilise par exemple un algorithme de reconnaissance de formes.
Le module d’identification 12 détermine ainsi la localisation de l’objet O dans l’image IMG et peut donc délivrer des données Z indicatives de la zone de l’image IMG dans laquelle l’objet O a été localisé. Ces données Z sont par exemple les coordonnées dans l’image IMG de ladite zone.
En variante, après identification de l’objet O dans l’image (ici bidimensionnelle) IMG comme indiqué ci-dessus, le module d’identification peut projeter l’objet identifié sur un seul axe (par exemple l’axe horizontal de l’image IMG) et les données Z correspondent alors uniquement aux abscisses délimitant la zone de localisation de l’objet O.
Dans le cas d’une image monodimensionnelle (par exemple dans certains cas où le capteur d’image 4 est un radar ou un système à ultrasons), on peut par exemple directement obtenir de telles données Z (abscisses délimitant la zone de localisation de l’objet O) par traitement (segmentation de l’image, avec éventuellement suivi des segments obtenus) de l’image monodimensionnelle. L’unité de traitement 10 comprend également un module de détermination 14 du cap G de l’objet O (ici comme déjà indiqué un autre véhicule automobile, situé à l’avant du véhicule V) en fonction des distances libres d, mesurées par le capteur de temps de vol 6 et des données Z indicatives de la zone de l’image IMG où a été localisé l’objet O.
Précisément, le module de détermination 14 sélectionne, parmi la pluralité de directions de mesure du capteur de temps de vol 6, les directions qui correspondent à la zone de l’image IMG où a été localisé l’objet O. Pour ce faire, l’unité de traitement 10 mémorise par exemple une table de correspondance qui associe une abscisse dans l’image IMG à chacune desdites directions de mesure : les directions sélectionnées sont alors celles dont l’abscisse (d’après la table de correspondance) est comprise dans la plage d’abscisses de la zone définie par les données Z.
Le module de détermination 14 détermine alors le cap G de l’objet O en fonction des distances libres d, mesurées pour les directions sélectionnées comme il vient d’être indiqué. Pour ce faire, le module de détermination 14 détermine par exemple l’orientation, dans le plan horizontal, d’une droite D construite par régression linéaire à partir des points d’impact P, sur l’objet O (c’est-à-dire pour les directions sélectionnées) des rayons émis par le capteur de temps de vol 6 (la position de chaque point d’impact P, étant déterminée par la distance libre d, mesurée correspondante), puis l’orientation de la droite D’ perpendiculaire à la droite D, orientation qui correspond au cap G du véhicule V. L’unité de traitement 10 comprend enfin un module de commande 16 conçu pour générer la commande GMD destinée à l’actionneur 8 en fonction de données traitées au sein de l’unité de traitement 10, et notamment en fonction du cap G déterminé comme expliqué ci-dessus.
En effet, lorsqu’il est déterminé (par exemple par analyse de l’image IMG au sein du module de commande 16) que l’objet O est un autre véhicule, le module de commande 16 peut anticiper la trajectoire future de cet autre véhicule en fonction du cap G déterminé par le module de détermination 14 (et émettre alors éventuellement une commande GMD destinée à l’actionneur 8 en fonction de cette trajectoire anticipée).
Ainsi par exemple, lorsque le module de commande 16 détecte (par analyse de l’image IMG) que l’objet O est un autre véhicule situé sur une voie voisine de celle empruntée par le véhicule V et reçoit du module de détermination 14 un cap G indiquant que l’objet O est dirigé vers la voie empruntée par le véhicule V, le module de commande 16 émet à destination de l’actionneur 8 une commande GMD de décélération et/ou de freinage léger. Geci permet d’anticiper le freinage du véhicule V (sans attendre que le module de commande 16 détecte l’objet O sur la même voie que celle du véhicule V) et par conséquent d’éviter un freinage brutal.

Claims (11)

  1. REVENDICATIONS
    1. Système embarqué (2) comprenant un premier capteur (4) apte à générer une image (IMG) d’un environnement rencontré par un véhicule (V) et un second capteur (6) apte à mesurer une distance libre (d,) pour une pluralité de directions dans ledit environnement, caractérisé par : - un module d’identification (12) conçu pour déterminer la localisation (Z) d’un objet (O) dans l’image générée (IMG) ; et par - un module de détermination (14) d’un cap (G) de l’objet (O) en fonction des distances libres (d,) mesurées pour les directions associées à la localisation déterminée (Z).
  2. 2. Système embarqué selon la revendication 1, dans lequel le second capteur (6) est un capteur de temps de vol.
  3. 3. Système embarqué selon la revendication 2, dans lequel le second capteur (6) est un télémètre laser à balayage.
  4. 4. Système embarqué selon la revendication 2, dans lequel le second capteur est un capteur d’obstacle.
  5. 5. Système embarqué selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel le premier capteur (4) est une caméra vidéo.
  6. 6. Système embarqué selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel le premier capteur est un radar.
  7. 7. Système embarqué selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel le premier capteur est un système à ultrasons.
  8. 8. Système embarqué selon l’une des revendications 1 à 7, comprenant un module de commande (16) d’un actionneur (8) en fonction du cap déterminé (C).
  9. 9. Système embarqué selon la revendication 8, dans lequel le module de commande (16) est conçu pour anticiper une trajectoire de l’objet (O) en fonction du cap déterminé (G) et pour émettre une commande (CMD) destinée à l’actionneur (8) en fonction de la trajectoire anticipée.
  10. 10. Système embarqué selon l’une des revendications 1 à 9, dans lequel le module de détermination (14) est conçu pour sélectionner, parmi la pluralité de directions, des directions correspondant à la localisation déterminée (Z), et pour déterminer le cap (G) de l’objet (O) en fonction des distances libres (d,) mesurées pour les directions sélectionnées.
  11. 11. Procédé de détermination d’un cap (G) d’un objet (O) par un système embarqué (2) dans un véhicule (V) et comprenant un premier capteur (4) apte à générer une image (IMG) d’un environnement rencontré par le véhicule (V) et un second capteur (6) apte à mesurer une distance libre (d,) pour une pluralité de directions dans ledit environnement, le procédé comprenant les étapes suivantes : - localisation d’un objet (O) dans l’image générée (IMG) ; - détermination du cap (G) de l’objet (O) en fonction des distances libres (di) mesurées pour les directions associées à la localisation déterminée.
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