FR3062980A1 - Systeme d'eclairement, procede mis en œuvre dans un tel systeme et systeme embarque comprenant un tel systeme - Google Patents

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Abstract

Un système d'éclairement (10) comprend une source de rayonnement (12), un circuit d'alimentation électrique (20) de la source de rayonnement (12) et un circuit de surveillance (15). Le circuit de surveillance (15) est conçu pour commander la mise hors tension de la source de rayonnement (12) si un paramètre de fonctionnement du circuit d'alimentation électrique (20) ne respecte pas un critère prédéfini. Un procédé mis en œuvre dans un tel système et un système embarqué comprenant un tel système sont également proposés.

Description

Titulaire(s) : VALEO COMFORT AND DRIVING ASSISTANCE Société par actions simplifiée.
Demande(s) d’extension
Mandataire(s) : VALEO COMFORT AND DRIVING ASSISTANCE.
SYSTEME D'ECLAIREMENT, PROCEDE MIS EN OEUVRE DANS UN TEL SYSTEME ET SYSTEME EMBARQUE COMPRENANT UN TEL SYSTEME.
FR 3 062 980 - A1 (5/7 Un système d'éclairement (10) comprend une source de rayonnement (12), un circuit d'alimentation électrique (20) de la source de rayonnement (12) et un circuit de surveillance (15).
Le circuit de surveillance (15) est conçu pour commander la mise hors tension de la source de rayonnement (12) si un paramètre de fonctionnement du circuit d'alimentation électrique (20) ne respecte pas un critère prédéfini.
Un procédé mis en oeuvre dans un tel système et un système embarqué comprenant un tel système sont également proposés.
Figure FR3062980A1_D0001
Figure FR3062980A1_D0002
Domaine technique auquel se rapporte l'invention
La présente invention concerne les systèmes d’éclairement utilisés par exemple dans les véhicules pour éclairer une scène observée par un capteur d’image.
Elle concerne plus particulièrement un système d’éclairement, un procédé mis en œuvre dans un tel système et un système embarqué comprenant un tel système.
L’invention s’applique particulièrement avantageusement dans le cas où la scène éclairée comprend usuellement une personne, notamment le conducteur du véhicule.
ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE
Les systèmes d’éclairement comprenant une source de rayonnement (ou illuminateur) sont utilisés notamment afin qu’une scène observée par un capteur d’image soit correctement acquise par ce capteur d’image quelle que soit le niveau de rayonnement ambiant (provenant par exemple de la lumière naturelle).
Dans les situations où la scène observée comprend une personne, comme c’est le cas dans les systèmes de surveillance ou de détection des mouvements d’un conducteur de véhicule, le système est généralement conçu pour alimenter la source de rayonnement d’une manière permettant de limiter le rayonnement émis par le système d’éclairement en direction de cette personne.
Objet de l’invention
Dans ce contexte, la présente invention propose un système d’éclairement comprenant une source de rayonnement et un circuit d’alimentation électrique de la source de rayonnement, caractérisé par un circuit de surveillance conçu pour commander la mise hors tension de la source de rayonnement si un paramètre de fonctionnement du circuit d’alimentation électrique ne respecte pas un critère prédéfini.
La source de rayonnement est ainsi mise hors tension lorsque des conditions anormales sont rencontrées (par exemple du fait d’un dysfonctionnement du circuit d’alimentation électrique) et on s’assure ainsi que le rayonnement émis ne dépasse pas la limite prévue.
Selon des caractéristiques envisageables à titre optionnel (et donc non limitatif) :
- le circuit d’alimentation électrique comprend une source de tension et un interrupteur commandé montés en série avec la source de rayonnement ;
- un module de commande conçu pour transmettre un signal de commande (par exemple modulé en largeur d’impulsions) à une électrode de commande de l’interrupteur commandé ;
- le paramètre de fonctionnement est une tension de commande appliquée à l’électrode de commande de l’interrupteur commandé (cette tension pouvant par exemple être transportée sur un câble électrique) ;
- le paramètre de fonctionnement est une caractéristique d’une tension appliquée par le circuit d’alimentation électrique à la source de rayonnement ;
- le paramètre de fonctionnement est un rapport cyclique de la tension appliquée à la source de rayonnement ;
- le circuit de surveillance est conçu pour émettre un signal de coupure destiné au circuit d’alimentation électrique si le paramètre de fonctionnement ne respecte pas le critère prédéfini (la réception de ce signal de coupure par le circuit d’alimentation électrique provoquant par exemple un arrêt de génération d’une tension au sein du circuit d’alimentation électrique et ainsi la mise hors tension de la source de rayonnement) ;
- le circuit de surveillance est constitué uniquement de composants électroniques discrets (ce qui permet de rendre le fonctionnement de ce circuit de surveillance indépendant de celui d’un éventuel microprocesseur participant au fonctionnement du système d’éclairement).
L’invention propose également un système embarqué pour véhicule (par exemple pour véhicule automobile) comprenant un système d’éclairement comme évoqué ci-dessus et un capteur d’image dirigé vers une région éclairée par la source de rayonnement.
Un tel système embarqué peut comprendre en outre un module de traitement conçu pour déterminer une information relative à un comportement d’un conducteur du véhicule par analyse d’au moins une image acquise par le capteur d’image.
L’invention propose enfin un procédé mis en œuvre dans un système d’éclairement comprenant une source de rayonnement et un circuit d’alimentation électrique de la source de rayonnement, caractérisé par une étape de mise hors tension de la source de rayonnement si un paramètre de fonctionnement du circuit d’alimentation électrique ne respecte pas un critère prédéfini.
Chacune des caractéristiques optionnelles présentées ci-dessus à propos du système d’éclairement peut éventuellement s’appliquer à ce 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 un véhicule équipé d’un système d’éclairement conforme à l’invention ;
- la figure 2 représente un premier exemple de système d’éclairement conforme à l’invention ;
- la figure 3 représente un exemple de circuit de surveillance utilisable dans le système d’éclairement de la figure 2 ; et
- la figure 4 représente un second exemple de système d’éclairement conforme à l’invention.
La figure 1 représente schématiquement un véhicule 2 (ici un véhicule automobile) équipé d’un système d’éclairement 10 ; 10’ conforme à l’invention.
Un tel véhicule comprend un système d’observation du conducteur 4 et le système d’éclairement 10 ; 10’ déjà mentionné. Ce système d’observation 4 et ce système d’éclairement 10 ; 10’ font partie d’un système embarqué dans le véhicule 2.
Le système d’observation 4 comprend un capteur d’image 6, ici une caméra infrarouge, et un module de traitement 8.
Le capteur d’image 6 est monté dans l’habitacle du véhicule 2 de telle sorte que son champ d’observation couvre la région de l’habitacle où s’installe le conducteur du véhicule 2.
Le module de traitement 8 reçoit les images IMG acquises par le capteur d’image 6 et analyse ces images IMG afin d’en déduire une information relative au comportement du conducteur.
Dans une application envisageable, le champ d’observation du capteur d’image 6 couvre notamment le visage du conducteur et le module de traitement 8 est conçu pour déterminer, sur la base des images IMG reçues en provenance du capteur d’image 6, un niveau d’inaptitude à la conduite, c’est-à-dire par exemple en pratique un niveau de distraction Nd du conducteur et/ou un niveau de somnolence Ns du conducteur.
Le module de traitement 8 détermine par exemple le niveau de somnolence Ns du conducteur en identifiant (dans chaque image IMG) les zones correspondant aux yeux du conducteur et en mesurant (dans une séquence d’images IMG) la durée et/ou la fréquence de clignement des yeux du conducteur.
Le module de traitement 8 détermine par exemple le niveau de distraction ND du conducteur en déterminant la posture de la tête du conducteur et révolution de cette posture au cours du temps (au moyen d’une séquence d’images IMG).
Le module de traitement 8 peut également évaluer (par analyse de l’image acquise IMG ou d’une séquence d’images acquises) et utiliser, pour déterminer le niveau de distraction ND et/ou le niveau de somnolence Ns, la direction de regard du conducteur ou l’évolution de cette direction de regard au cours du temps.
Dans une autre application envisageable, le champ d’observation du capteur d’image 2 couvre notamment les membres supérieurs du conducteur et le module de traitement 8 est conçu pour analyser, sur la base des images IMG reçues en provenance du capteur d’image 6, les gestes effectués par le conducteur, et pour en déduire (par analyse des gestes effectués) une commande éventuelle destinée à un autre équipement du véhicule 2.
La figure 2 représente un premier exemple envisageable pour la mise en œuvre du système d’éclairement 10 conformément à l’invention.
Ce système d’éclairement 10 comprend une source de rayonnement 12, un circuit d’alimentation électrique 20 de cette source de rayonnement 12 et un circuit de surveillance 15.
La source de rayonnement 12 émet un rayonnement électromagnétique sur une plage de longueur d’ondes donnée en direction du conducteur du véhicule 2.
Cette plage de longueur d’ondes d’émission recouvre au moins partiellement la plage de longueur d’ondes de mesure du capteur d’image 6. Ainsi, la source de rayonnement 12 du système d’éclairement 10 permet d’illuminer la scène observée par le capteur d’image 6 (scène qui comprend ici le conducteur) afin d’obtenir des images IMG de bonne qualité même lorsque le rayonnement ambiant à la longueur d’ondes concernée est faible. Autrement dit, le capteur d’image 6 est dirigé vers une région de l’habitacle du véhicule 2 éclairée par la source de rayonnement 12.
On utilise ici en pratique une source de rayonnement infrarouge 12, par exemple une ou plusieurs diode(s) électroluminescente(s) dans l’infrarouge (ou IR LED' selon l’appellation anglo-saxonne couramment utilisée).
Le circuit d’alimentation électrique 20 comprend une source de tension (ici continue) 22, un module de commande 24 et un interrupteur commandé 25 interposé entre la source de tension 22 et la source de rayonnement 12.
Comme visible en figure 2, la source de rayonnement 12 et l’interrupteur commandé 25 sont montés en série entre la source de tension 22 et une borne de référence (ou masse) de sorte que la source de rayonnement 12 est parcourue par un courant (et émet donc un rayonnement électromagnétique en direction du conducteur) seulement lorsque l’interrupteur commandé 25 est fermé.
Le module de commande 24 génère un signal de commande CMD (par exemple une tension de commande) destiné à une électrode de commande de l’interrupteur commandé 25.
Ce signal de commande CMD est ici un signal modulé en largeur d’impulsions (ou PWM pour Puise Width Modulation) dont le rapport cyclique commande le rapport entre durée d’ouverture et durée de fermeture de l’interrupteur commandé 25, et par conséquent la puissance moyenne émise par la source de rayonnement 12.
Le rapport cyclique du signal de commande CMD, et par conséquent la puissance moyenne émise par la source de rayonnement 12, peuvent être fixes ou, en variante, être variables en fonction des conditions extérieures (détectées par exemple par au moins un capteur dédié). Quoi qu’il en soit, on prévoit que le rapport cyclique du signal de commande CMD reste dans une plage de valeurs prédéterminée afin de limiter la puissance moyenne émise par la source de rayonnement 12.
On considère par exemple ici (et donc dans la suite de la description) que le niveau haut du signal de commande CMD entraîne la fermeture de l’interrupteur commandé 25 et donc l’émission d’un rayonnement par la source de rayonnement 12, et que le niveau bas du signal de commande CMD entraîne l’ouverture de l’interrupteur commandé 25 et donc l’absence d’émission par la source de rayonnement 12. L’invention s’applique toutefois également lorsqu’un niveau bas du signal de commande entraîne la fermeture de l’interrupteur commandé et qu’un niveau haut du signal de commande entraîne son ouverture.
Le module de commande 24 est par exemple mis en œuvre par un microprocesseur (ou un microcontrôleur). En pratique, ce microprocesseur (ou ce microcontrôleur) peut également mettre en œuvre le module de traitement 8 mentionné plus haut.
Le circuit de surveillance 15 surveille un paramètre de fonctionnement du circuit d’alimentation 20, ici le rapport cyclique de la tension V appliquée à la source de rayonnement 12 par le circuit d’alimentation 20, et émet un signal de coupure OFF (destiné ici à la source de tension 22) afin de mettre hors tension la source de rayonnement 12 si ce paramètre de fonctionnement ne respecte pas un critère prédéfini (ici par exemple si le rapport cyclique est en dehors de la plage de valeurs susmentionnée ou, en variante, si le rapport cyclique franchit une valeur limite prédéfinie située en dehors de la plage de valeurs susmentionnée).
La figure 3 représente un exemple de circuit de surveillance 15 utilisable dans le système d’éclairement de la figure 2.
Ce circuit de surveillance 15 est constitué uniquement de composants électroniques discrets. Le fonctionnement du circuit de surveillance 15 est donc indépendant de celui du microprocesseur susmentionné (mettant en œuvre le module de commande 24). En variante, le circuit de surveillance 15 pourrait comprendre un ou plusieurs circuit(s) intégré(s), tel que par exemple un autre microprocesseur. On prévoit toutefois dans ce cas que ce (ou ces) circuit(s) intégrés soi(en)t distinct(s) du microprocesseur mentionné plus haut (microprocesseur mettant en œuvre le module de commande 24), de manière à obtenir dans ce cas également un fonctionnement du circuit de surveillance 15 indépendant de celui du module de commande 24.
Le circuit de surveillance 15 comprend un premier amplificateur opérationnel A1 qui reçoit sur son entrée positive la tension V appliquée à la source de rayonnement 12 et sur son entrée négative une tension de seuil Vs.
La sortie de l’amplificateur opérationnel A1 est appliquée à l’entrée E d’un montage comportant deux branches parallèles :
- une première branche comprenant, entre l’entrée E et une sortie S, une diode D+ et une résistance R+ montées en série ;
- une seconde branche comprenant, entrée l’entrée E et la sortie S, une diode D' et une résistance R' montées en série.
La diode D+ est montée passante pour un courant (positif) s’écoulant de l’entrée E à la sortie S, tandis que la diode D' est montée passant pour un courant (positif) s’écoulant de la sortie S à l’entrée E.
Le circuit de surveillance 15 comprend par ailleurs un condensateur Ce monté entre la sortie S et la masse.
La sortie S est connectée à l’entrée négative d’un second amplificateur opérationnel A2, dont l’entrée positive est quant à elle reliée à une tension de référence Vr.
La sortie du second amplificateur opérationnel A2 est transmise à l’entrée C d’une bascule B (réalisée ici au moyen d’un circuit HEF4013B) ; une entrée D de la bascule B est par ailleurs en permanence au niveau haut Vcc, tandis qu’une entrée R de la bascule B reçoit un signal de réinitialisation RST en provenance du module de commande 24.
La sortie de la bascule B fournit le signal de coupure OFF déjà mentionné.
On explique ci-dessous les grandes lignes du fonctionnement du circuit de la figure 3.
Quand le signal de commande CMD est au niveau haut, l’interrupteur commandé 25 est fermé et la tension générée par la source de tension est appliquée à la source de rayonnement 12 : la tension V appliquée à la source de rayonnement est alors supérieure à la tension de seuil Vs et un courant s’écoule dans la branche comprenant la diode D+ et la résistance R+ ; ce courant charge le condensateur Ce (à une vitesse de charge qui dépend de la valeur de la résistance R+).
Quand le signal de commande CMD est au niveau bas, l’interrupteur commandé 25 est ouvert et la tension V est alors inférieure à la tension de seuil Vs de sorte qu’un courant s’écoule dans la branche comprenant la diode D' et la résistance R' ; ce courant décharge le condensateur Cc (à une vitesse de décharge qui dépend de la valeur de la résistance R ).
Les valeurs des résistances R+, R' sont choisies de sorte que, si la tension V effectivement appliquée à la source de rayonnement 12 a un rapport cyclique supérieur à la valeur limite prédéfinie (et entraîne donc une puissance moyenne de rayonnement supérieure à ce qui est prévu), le condensateur Ce se charge plus qu’il ne se décharge sur chaque période de telle sorte que la tension aux bornes du condensateur Ce atteint la tension de référence Vr, ce qui entraîne l’émission d’un signal en sortie du second amplificateur opérationnel A2 et ainsi la génération du signal de coupure OFF par la bascule B.
On remarque que la présence d’un rapport cyclique supérieur à la valeur limite prédéfinie, comme envisagé ici, proviendrait en général d’un dysfonctionnement du circuit d’alimentation 20, par exemple d’une erreur dans la génération du signal de commande CMD par le module de commande 24.
Comme déjà indiqué, le signal de coupure OFF est transmis à la source de tension 22 et provoque alors l’arrêt de la fourniture d’énergie électrique par la source de tension 22 et par conséquent la mise hors tension de la source de rayonnement 12.
On peut prévoir comme représenté en figure 2 que le signal de coupure OFF soit également transmis au module de commande 22. Le module de commande 22 peut quant à lui par exemple commander sa propre réinitialisation à réception du signal de coupure OFF afin de retrouver un fonctionnement normal dans lequel le rapport cyclique du signal de commande CMD et par conséquent la puissance moyenne émise par la source de rayonnement 12 restent dans les limites prévues.
Après une telle réinitialisation, le module de commande 22 peut émettre le signal de réinitialisation RST à destination du circuit de surveillance 15 afin d’annuler l’émission du signal de coupure OFF par le circuit de surveillance 15.
La figure 4 représente un second exemple envisageable pour la mise en œuvre du système d’éclairement 10’ conformément à l’invention.
Comme dans le premier exemple décrit plus haut, ce système d’éclairement 10’ comprend une source de rayonnement 12’, un circuit d’alimentation électrique 20’ de cette source de rayonnement 12’ et un circuit de surveillance 15’.
La source de rayonnement 12’ et le circuit d’alimentation 20’ sont du même type que ceux décrits ci-dessus en référence à la figure 2 et ne seront donc pas décrits en détail à nouveau.
Le circuit d’alimentation électrique 20’ comprend ainsi ici aussi une source de tension 22’, un module de commande 24’ et un interrupteur commandé 25’ interposé entre la source de tension 22’ et la source de rayonnement 12’.
Le module de commande 24’ génère une tension de commande Vc destinée à une électrode de commande de l’interrupteur commandé 25’.
Comme dans le cas du premier exemple décrit plus haut en référence à la figure 2, la tension de commande Vc est modulée en largeur d’impulsions et son rapport cyclique commande le rapport entre durée d’ouverture et durée de fermeture de l’interrupteur commandé 25’, et par conséquent la puissance moyenne émise par la source de rayonnement 12’.
On peut prévoir en pratique que le module de commande 24’ et la source de rayonnement 12’ soient montés dans deux parties distinctes du véhicule 2 et que la tension de commande Vc soit transmise sur un câble et soumise de ce fait à d’éventuelles perturbations électromagnétiques.
Le circuit de surveillance 15’ reçoit en entrée la tension de commande Vc effectivement appliquée à l’électrode de commande de l’interrupteur commandé 25’ et détermine si cette tension de commande Vc respecte un critère prédéfini, par exemple si la valeur des niveaux hauts (et/ou la valeur des niveaux bas) de cette tension de commande est bien dans une plage de valeurs prévue.
Si le circuit de surveillance 15’ détecte que la tension de commande Vc ne respecte pas le critère prédéfini (par exemple ici à cause d’un décalage en tension qui risquerait d’entraîner une commande erronée de l’interrupteur commandé 25’ et éventuellement une puissance moyenne émise par la source de rayonnement 12’ supérieure à la limite prévue), le circuit de surveillance 15’ émet un signal de coupure OFF à destination de la source de tension 22’, ce qui provoque la mise hors tension de la source de rayonnement 12’.
On peut prévoir également que le module de commande 24’ reçoive également ce signal de coupure OFF et provoque, à réception de ce signal de coupure OFF, sa propre réinitialisation.

Claims (11)

  1. REVENDICATIONS
    1. Système d’éclairement (10 ; 10’) comprenant :
    - une source de rayonnement (12 ; 12’) ; et
    - un circuit d’alimentation électrique (20 ; 20’) de la source de rayonnement (12 ; 12’) ;
    caractérisé par
    - un circuit de surveillance (15 ; 15’) conçu pour commander la mise hors tension de la source de rayonnement (12 ; 12’) si un paramètre de fonctionnement du circuit d’alimentation électrique (20 ; 20’) ne respecte pas un critère prédéfini.
  2. 2. Système d’éclairement selon la revendication 1, dans lequel le circuit d’alimentation électrique (20 ; 20’) comprend une source de tension (22 ; 22’) et un interrupteur commandé (25 ; 25’) montés en série avec la source de rayonnement (12; 12’).
  3. 3. Système d’éclairement selon la revendication 2, comprenant un module de commande (24 ; 24’) conçu pour transmettre un signal de commande (CMD ; Vc) à une électrode de commande de l’interrupteur commandé (25 ; 25’).
  4. 4. Système d’éclairement selon la revendication 3, dans lequel le paramètre de fonctionnement est une tension de commande (Vc) appliquée à l’électrode de commande de l’interrupteur commandé (25 ; 25’).
  5. 5. Système d’éclairement selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel le paramètre de fonctionnement est une caractéristique d’une tension (V) appliquée par le circuit d’alimentation électrique (20) à la source de rayonnement (12).
  6. 6. Système d’éclairement selon la revendication 5, dans lequel le paramètre de fonctionnement est un rapport cyclique de la tension (V) appliquée à la source de rayonnement (12).
  7. 7. Système d’éclairement selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel le circuit de surveillance (15 ; 15’) est conçu pour émettre un signal de coupure (OFF) destiné au circuit d’alimentation électrique (20 ; 20’) si le paramètre de fonctionnement ne respecte pas le critère prédéfini.
    5
  8. 8. Système d’éclairement selon l’une des revendications 1 à 7, dans lequel le circuit de surveillance (15) est constitué uniquement de composants électroniques discrets.
  9. 9. Système embarqué pour véhicule (2) comprenant un système
  10. 10 d’éclairement (10 ; 10’) selon l’une des revendications 1 à 8 et un capteur d’image (6) dirigé vers une région éclairée par la source de rayonnement (12 ; 12’).
    10. Système embarqué selon la revendication 9, comprenant un module de traitement (8) conçu pour déterminer une information relative à un
    15 comportement d’un conducteur du véhicule (2) par analyse d’au moins une image (IMG) acquise par le capteur d’image (6).
  11. 11. Procédé mis en oeuvre dans un système d’éclairement (10; 10’) comprenant une source de rayonnement (12; 12’) et un circuit d’alimentation
    20 électrique (20 ; 20’) de la source de rayonnement (12 ; 12’), caractérisé par une étape de mise hors tension de la source de rayonnement (12; 12’) si un paramètre de fonctionnement du circuit d’alimentation électrique (20 ; 20’) ne respecte pas un critère prédéfini.
    Fïg.2
    VS
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