FR3071651B1 - Procede d'affichage d'une vue etendue d'un environnement d'un vehicule automobile, et vehicule automobile associe - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé d'affichage d'un environnement d'un véhicule automobile, comprenant des étapes de : - capture d'une image initiale (IM) de l'environnement au moyen d'une caméra qui équipe le véhicule et qui introduit une distorsion de l'image initiale, - détermination d'une image corrigée en fonction de l'image initiale, au cours de laquelle : - on considère, sur l'image initiale, des arcs (Cn) courbés du fait de la distorsion introduite par la caméra, et - on corrige les abscisses rectilignes d'une partie au moins des points (Ai) de l'image initiale situés sur lesdits arcs courbés, en fonction de leurs abscisses curvilignes (s(Ai)) sur les arcs courbés, et - affichage d'une partie au moins de l'image corrigée sur un écran d'affichage du véhicule.

Description

Domaine technique auquel se rapporte l'invention

La présente invention concerne de manière générale le domaine desi procédés d’affichage d’un environnement d’un véhicule automobile sur un écrand’affichage situé dans le véhicule.

Elle concerne plus précisément un tel procédé, comprenant des étapesde : - capture d’une image initiale de l’environnement au moyen d’unei caméra qui équipe le véhicule et qui introduit une distorsion de l’image initiale, - détermination d’une image corrigée en fonction de l’image initiale, et - affichage d’une partie au moins de l’image corrigée sur l’écrand’affichage.

Arriere-plan technologique i On connaît notamment du document FR 3031707 un véhicule automobile équipé d’une caméra arrière de type « grand angle », grâce à laquelle unconducteur du véhicule peut visualiser un environnement arrière du véhicule.

Le champ de vision d’une telle caméra présente une grande ouvertureangulaire, ce qui permet au conducteur de visualiser une portion importante dei l’environnement arrière du véhicule.

Mais, du fait de cette grande ouverture angulaire, l’image capturée par lacaméra est sensiblement déformée (par rapport à une vue en perspectiveclassique, linéaire). Ce phénomène est qualifié de distorsion.

Pour permettre de corriger cette distorsion, il est courant que lei constructeur de la caméra fournisse une table de correspondance permettant derelier : - l’angle Θ, formé entre l’axe optique Z de la caméra et la direction Ddans laquelle est situé un point-objet Ao de l’espace, et - un rayon R, correspondant à la distance entre le centre O du capteuri d’images 20 de la caméra, et le point A de ce capteur où se forme l’image du point-objet Ao (figure 1 ; le centre O du capteur d’images est situé à l’intersectionentre le capteur d’images et l’axe optique Z de l’objectif de la caméra).

Afin de corriger la distorsion introduite par la caméra, il est alors connu,pour chaque point A d’une image capturée, de : - calculer le rayon R repérant ce point, - calculer, grâce à la table de correspondance précitée, une valeur del’angle θ pour le point-objet Ao correspondant, puis de - déterminer un rayon corrigé R’, correspondant à la distance entre lecentre O du capteur d’images, et un point A” du capteur où se serait forméel’image du point-objet Ao en l’absence de distorsion.

En l’occurrence, le rayon corrigé R’ est égal à la distance focale f’ de lacaméra multiplié par la tangente de l’angle Θ.

Cette méthode de correction de la distorsion présente toutefois certaineslimitations lorsque l’ouverture angulaire du champ de vision de la caméra est trèsgrande, par exemple supérieure à 180 degrés.

En effet, dans ce cas, les points-objet situés en périphérie du champ devision de la caméra conduisent, sur l’image, après correction, à des pointsextrêmement éloignés du centre de celle-ci. En particulier, lorsque l’angle θapproche de 90 degrés, le point A” s’éloigne infiniment loin du centre O du capteur(qui correspond au centre de l’image).

Il n’est donc pas possible, dans ce cas, de représenter la totalité del’image corrigée sur un écran d’affichage, puisque l’étendue de cet écran estnécessairement limitée.

De plus, l’image corrigée obtenue par cette méthode présente, enpériphérie, une très faible résolution, puisque les zones périphériques de l’imagesont, après correction, fortement dilatées.

Par ailleurs, pour de telles ouvertures angulaires, cette image corrigéecorrespond à une vue de l’environnement très éloignée, en termes de perspective,de ce qu’un utilisateur pourrait voir directement à l’œil nu en regardant versl’arrière du véhicule. Cette vue est donc difficile à appréhender par cet utilisateur.

Objet de l’invention

Afin de remédier à l’inconvénient précité de l’état de la technique, laprésente invention propose un procédé d’affichage tel que défini en introduction,dans lequel, à l’étape de détermination : - on considère, sur l’image initiale, des arcs courbés du fait de ladistorsion introduite par la caméra, et - on corrige les abscisses rectilignes d’une partie au moins des points de l’image initiale situés sur lesdits arcs courbés, en fonction de leurs abscissescurvilignes sur les arcs courbés. L’arc de courbe en question est associé à une ligne qui, dans l’espaceréel, avant capture de l’image initiale par la caméra, est rectiligne.

La demanderesse a constaté que le fait de corriger l’abscisse rectilignedesdits points de l’image initiale, en fonction de leurs abscisses curvilignes sur lesarcs courbés, permet de corriger au moins partiellement la distorsion introduite parla caméra, tout en maintenant ces points, après correction, à distance finie ducentre de l’image corrigée, et ce même pour les points situés en périphérie del'image initiale.

Le procédé selon l’invention permet donc avantageusement dereprésenter l’ensemble du champ de vision de la caméra sur l’écran d’affichage,tout en corrigeant au moins partiellement la distorsion qu’elle introduit.

La demanderesse a constaté par ailleurs que l’image corrigée obtenuepar ce procédé présente trois parties, distinctes en termes de rendu visuel et deperspective, l’une de ces parties occupant une région centrale de l’image corrigée,et les deux autres étant situées de part et d’autre de cette région centrale. Danschacune de ces régions, l’image corrigée présente une vue en perspective prochede ce qu’un utilisateur pourrait voir directement à l’œil nu s’il regardait vers larégion correspondante de l’environnement du véhicule. Par exemple, dans sapartie droite, l’image corrigée présente une vue en perspective de l’environnementdu véhicule avec un point de fuite situé à droite de l’image, comme si l’utilisateurregardait dans cette direction.

Ainsi, l’image corrigée obtenue au cours de ce procédé permet dereprésenter l’ensemble du champ de vision de la caméra, sous la forme deplusieurs vues juxtaposées, correspondant à ce que verrait l’utilisateur à l’œil à nupour différentes directions d’observation situées dans ce champ de vision. D’autres caractéristiques non limitatives et avantageuses du procédéd’affichage conforme à l’invention, prises individuellement ou selon toutes lescombinaisons techniquement possibles, sont les suivantes : - lesdites abscisses sont, après correction, égales aux abscissescurvilignes des points considérés ; - les ordonnées des points de l’image initiale sont maintenuesconstantes, entre l’image initiale et l’image corrigée ; - les abscisses rectilignes des points de l’image initiale sont repérées lelong d’un premier axe de l’image initiale qui est parallèle à une direction queprésenteraient lesdits arcs courbés en l’absence de distorsion et dont l’origine estsituée à mi-largeur de l’image initiale ; - les abscisses curvilignes sur les arcs courbés sont repérées par rapportaux sommets respectifs desdits arcs ; - chaque sommet est situé à l’intersection entre l’arc considéré et undeuxième axe de l’image initiale qui est perpendiculaire au premier axe et quipasse par l’origine du premier axe ; - lesdits arcs, courbés par la distorsion, sont des arcs de cercle ; - les centres desdits arcs de cercle sont situés sur le deuxième axe del’image initiale ; - ladite étape de détermination comprend, pour chaque arc courbéconsidéré, des opérations de : - lecture de coordonnées préenregistrées repérant, dans l’imageinitiale, au moins trois points de référence situés sur cet arc, - détermination de caractéristiques géométriques de cet arc courbéen fonction des coordonnées desdits points de référence, et - pour les points de l’image initiale situés sur cet arc, dont lesabscisses rectilignes sont à corriger, détermination des abscisses curvilignes deces points en fonction des caractéristiques géométriques dudit arc ; - le procédé comprend, préalablement à la capture de l’image initiale,une étape préliminaire de caractérisation de la distorsion introduite par la caméra,l’étape préliminaire comprenant les sous-étapes suivantes : - capture par la caméra, ou génération par simulation, d’une imagede référence pour laquelle l’environnement du véhicule comprend au moins uneligne de marquage, - relevé de coordonnées repérant, dans ladite image de référence,au moins trois points situés sur cette ligne de marquage, ces points correspondantauxdits points de référence utilisés ultérieurement lors de l’étape de déterminationde l’image corrigée, et - enregistrement desdites coordonnées ; - ladite ligne de marquage s’étend parallèlement audit premier axe ; - ladite ligne de marquage s’étend horizontalement dans l’environnement du véhicule ; - ladite ligne de marquage s’étend transversalement par rapport auvéhicule automobile ; - le procédé comprend en outre des étapes de : - détermination d’une autre image corrigée en fonction de l’imageinitiale, par une méthode de correction de la distorsion selon laquelle un rayon,correspondant à la distance entre le centre de l’image initiale et un point de cetteimage, est corrigé en fonction de données pré-enregistrées caractéristiques de ladistorsion introduite par la caméra, et de - production d’une image finale comprenant : - dans une zone centrale de l’image finale, une partie centralede ladite autre image corrigée, et - dans au moins une zone latérale de l’image finale, une partielatérale de ladite image corrigée, l’image finale étant affichée sur l’écran d’affichage du véhicule àl’étape d’affichage ; - l’image finale comprend ladite partie latérale de l’image corrigée àcondition qu'un signal délivré par un détecteur d’obstacle équipant le véhiculeindique une absence d'obstacle du côté du véhicule correspondant à cette partielatérale de l'image corrigée. L’invention propose également un véhicule automobile comprenant : - une caméra adaptée à capturer une image initiale d’un environnementdu véhicule, cette caméra introduisant une distorsion de l’image initiale, - un écran d’affichage, et - une unité de traitement électronique programmée pour exécuter lesétapes suivantes : - détermination d’une image corrigée en fonction de l’image initiale,et - affichage d’une partie au moins de l’image corrigée sur l’écrand’affichage, l’unité de traitement étant programmée pour, à l’étape de déterminationde l’image corrigée, - prendre en considération, sur l’image initiale, des arcs courbés du faitde la distorsion introduite par la caméra, et - corriger les abscisses rectilignes d’une partie au moins des points del’image initiale situés sur lesdits arcs courbés, en fonction de leurs abscissescurvilignes sur les arcs courbés.

Les caractéristiques additionnelles présentées ci-dessus en termes deprocédé peuvent aussi s’appliquer au véhicule automobile qui vient d’être décrit.

Description detaillee d’un exemple de réalisation

La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés àtitre d’exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l’invention etcomment elle peut être réalisée.

Sur les dessins annexés : - la figure 1 représente schématiquement une caméra, vue de côté, etdes grandeurs intervenant dans une première méthode de correction de ladistorsion introduite par cette caméra ; - la figure 2 représente schématiquement, vu de dessus, un véhiculeautomobile équipé de la caméra de la figure 1 et d’une unité de traitement adaptéeà mettre en œuvre un procédé d’affichage d’un environnement du véhicule selonl’invention ; - la figure 3 représente schématiquement une image initiale capturée aucours du procédé ; - la figure 4 représente schématiquement une image corrigéedéterminée, au cours du procédé, en fonction de l’image initiale de la figure 3 ; - la figure 5 représente schématiquement une image finale affichée aucours du procédé ; et - la figure 6 représente schématiquement des grandeurs intervenantdans une deuxième méthode de correction de la distorsion.

La présente invention concerne un procédé d’affichage permettantd’afficher sur un écran 5 équipant un véhicule 1 automobile une partie del’environnement E de ce véhicule 1 (figure 2), cet environnement étant visualisé aumoyen d’au moins une caméra à champ de vision très large, dite « grand angle ».

Un exemple d’image capturée par une telle caméra est représenté sur lafigure 3. Comme on peut le voir sur cette figure, du fait de la grande ouvertureangulaire de son champ de vision, cette caméra induit une distorsion de l’imagecapturée.

Il est donc prévu de corriger les images capturées par cette caméra, au moins en partie, avant de les afficher sur l’écran 5 d’affichage du véhicule 1.

Dans le présent exposé, le véhicule 1 et les caméras qui l’équipentseront présentées tout d’abord, et le procédé d’affichage mis en œuvre dans cevéhicule sera présenté ensuite.

Comme on peut le voir sur la figure 2, le véhicule 1 comprend unecaméra avant 2 et une caméra arrière 3.

La caméra avant 2, qui est représentée schématiquement sur la figure 1,comprend un capteur d’images 20, tel qu’un capteur CMOS ou CCD, et un objectif21 qui forme sur le capteur d’images 20 une image d’une partie del’environnement E du véhicule située dans le champ de vision Ch2 de cettecaméra (voir figure 2). L’objectif 21 est centré sur un axe optique Z. Le capteur d’images 20 estrectangulaire. Son centre O, qui correspond au centre des images capturées, estsitué à l’intersection entre l’axe optique Z et le capteur d’images 20.

La position d’un point sur le capteur d’images est repérée dans unerepère orthonormé défini par deux axes x et y perpendiculaires entre eux. Lesaxes x et y sont parallèles respectivement au grand côté et au petit côté ducapteur d’images 20. L’origine de ce repère est le centre O du capteur d’images.C’est ce même repère (O,x,y) qui est utilisé pour repérer la position d’un pointdans une image capturée par cette caméra (voir figure 6).

La caméra avant 2 est disposée à une extrémité avant du véhicule 1, parexemple sur une calandre du véhicule. Elle est orientée de sorte que l’axe optiqueZ soit dirigé vers l’avant du véhicule, éventuellement incliné en partie vers le sol.Cette caméra est orientée par ailleurs de manière à ce que l’axe x du capteurd’images 20 soit horizontal (lorsque le véhicule est lui-même horizontal).

Le champ de vision Ch2 de la caméra avant 2, centré sur l’axe optique Zde l’objectif 21, présente, dans un plan horizontal, une ouverture angulaire β2supérieure à 120 degrés, voire même, comme ici, supérieure à 180 degrés.

Grâce au positionnement de cette caméra, à l’extrémité avant duvéhicule, et grâce à la largeur de son champ de vision Ch2, des parties del’environnement E du véhicule que le conducteur ne pourrait pas voir depuis sonsiège sont visibles dans une image capturée par cette caméra.

Le fait qu’une zone très étendue de cet environnement puisse ainsi êtrevisualisée est particulièrement intéressant lors de manœuvres du véhicule sur un parking, ou lorsque ce véhicule est sur le point de s’engager sur une intersectionentre plusieurs voies de circulation.

Ici en particulier, en l’absence d’obstacle dans le champ de vision de lacaméra avant 2, une image capturée par celle-ci inclut des parties de l’horizonsituées à l’extrême gauche et à l’extrême droite du véhicule 1, comme on peut levoir sur la figure 3, permettant au conducteur, à une intersection, de repérerd’autres véhicules éloignés, provenant de la droite, ou de la gauche de sonvéhicule 1.

La caméra arrière 3 est identique ou similaire à la caméra avant 2. Elleest disposée à une extrémité arrière du véhicule 1, par exemple sur une porte decoffre de ce dernier, avec son axe optique dirigé vers l’arrière du véhicule, etprésente un champ de vision Ch1.

Le véhicule 1 comprend également des détecteurs d’obstacles avant etarrière, réalisés ici au moyen d’un ensemble de capteurs à ultrasons avant 6, etd’un ensemble de capteurs à ultrasons arrière 7.

Les détecteurs d’obstacles avant 6 et arrière 7 délivrent des signauxreprésentatifs : - de l’absence ou de la présence d’un ou plusieurs obstacles,respectivement en avant ou en arrière du véhicule 1, et - en cas de présence, du fait que le ou les obstacles sont situés du côtégauche, du côté droit, ou des deux côtés du véhicule 1.

Des obstacles peuvent être détectés par ces détecteurs 6, 7 jusqu'à unedistance de quelques mètres, par exemple jusqu'à 5 mètres, par rapport auvéhicule 1.

Le véhicule 1 comprend également une unité de traitement 4électronique connectée aux caméras avant et arrière 2 et 3, aux détecteursd’obstacles avant et arrière 6 et 7, ainsi qu’à l’écran 5. L’unité de traitement 4 électronique est programmée pour mettre enœuvre le procédé d’affichage qui est décrit maintenant.

Comme déjà indiqué, au cours de ce procédé, une image del’environnement E du véhicule est capturée par l’une de ses caméras, puis estaffichée sur l’écran 5 après correction de la distorsion introduite par cette caméra.

Lorsque le véhicule 1 se déplace en marche avant, ou que la boite àvitesse du véhicule est engagée sur un rapport correspondant à une marche avant, l’image affichée sur l’écran 5 est déterminée à partir d’une image initiale IMcapturée par la caméra avant 2, telle que celle représentée sur la figure 3.

Au contraire, lorsque le véhicule 1 se déplace en marche arrière, ou quela boite à vitesse du véhicule est engagée sur un rapport correspondant à unemarche arrière, l’image affichée sur l’écran 5 est déterminée à partir d’une imageinitiale capturée par la caméra arrière 3.

Dans le mode de réalisation décrit ici, deux méthodes de correction de ladistorsion, complémentaires, sont utilisées pour traiter l’image initiale capturée,afin d’obtenir une image finale IMf, affichée sur l’écran 5, telle que cellereprésentée sur la figure 5.

Au cours du procédé d’affichage, il est ainsi prévu, ici, de : - déterminer une première image, corrigée en fonction de l'image initialeIM, au moyen d'une première méthode de correction, - déterminer une deuxième image IM' (figure 4) corrigée en fonction del'image initiale IM, au moyen d'une deuxième méthode de correction, puis de - produire l’image finale IMf, qui comprend une partie IM" de la premièreimage, et, selon les cas, une ou plusieurs parties IM2', IM3' de la deuxième imageIM'.

Les première et deuxième méthodes de correction seront présentéestout d’abord, et la manière de combiner les première et deuxième imagescorrigées sera présentée ensuite.

Première méthode de correction

La première méthode de correction a été présentée dans la partierelative à l'arrière plan technologique général.

Elle est basée sur une correction du rayon R, qui sépare le centre O del’image initiale IM d’un point A de cette image (figure 1), en fonction de donnéespréenregistrées caractéristiques de la distorsion introduite par la caméra.

Cette distance par rapport au centre O de l’image initiale est corrigée,mais, en revanche, la position angulaire du point A dans l’image initiale (positionangulaire autour du centre O de l’image) est maintenue constante.

Les données préenregistrées mentionnées ci-dessus permettent plusprécisément, ici, de relier le rayon R à l'angle θ repérant le point-objet Ao del’environnement E associé correspondant au point A de l’image initiale IM.

En l’absence de distorsion, l’image A’ du point-objet Ao se formerait à une distance du centre 0 de l’image, égale à la distance focale f’ de l’objectif 21,multipliée par la tangente de l’angle Θ.

Pour déterminer le rayon corrigé R’, qui, dans la première image, repèrele point A” associé au point A de l’image initiale IM, il est donc prévu de : - calculer le rayon R repérant le point A, - déterminer, grâce auxdites données, une valeur de l’angle Θ associéeau rayon R, et - déterminer une valeur du rayon corrigé R’ conformément à la formulesuivante : R’ = f’ x tan(0).

Les données préenregistrées mentionnées ci-dessus sont stockées dansune mémoire de l’unité de traitement 4. Elles peuvent être stockées sous la formed’une table de correspondance entre des valeurs de l’angle Θ, et des valeursassociées du rayon R. Elles peuvent aussi, comme ici, être stockées sous laforme d’une équation reliant numériquement l’angle θ au rayon R.

Ici, le lien entre l’angle θ et le rayon R est mémorisé plus précisémentsous la forme de coefficients aO, a1, a2, a3, ... définissant un polynôme P(R), dela forme suivante : P(R) = aO + a1.R + a2. R2 + a3.R3 + ... , tel que θ = P(R)/R. Enpratique, le degré du polynôme P(R) est au moins égal à 2. Ici, il est égal à 6.

Ces coefficients aO, a1, a2, a3, ..., caractéristiques de la distorsionintroduite par la caméra, peuvent par exemple être fournis par le constructeur decette caméra. Ils peuvent aussi être déterminés par ajustement (régressionpolynomiale), à partir d’une table de correspondance reliant l’angle θ au rayon Rfournie par ce constructeur.

La partie centrale IM” de l’image finale IMf représentée sur la figure 5correspond à une partie centrale de l’image initiale IM de la figure 3, corrigée aumoyen de cette première méthode.

Les lignes de marquages L visibles sur l’image initiales IM sont courbéesdu fait de la distorsion introduite par la caméra (comme le montre la figure 2, dansl’espace réel, avant prise de vue par la caméra, ces lignes sont rectilignes etparallèles), mais, après correction par cette première méthode, elles apparaissentrectilignes et parallèles (la partie centrale IM” de l’image finale IMf).

On constate ainsi sur cet exemple que la première méthode decorrection permet de corriger la distorsion de manière particulièrement efficace, pour cette partie centrale de l’image initiale IM.

En revanche, comme déjà expliqué dans la partie relative à l’arrière plantechnologique, elle ne permet pas de corriger la distorsion de manièresatisfaisante dans les zones périphérique de l'image initiale IM capturée par lacaméra.

Deuxième méthode de correction

La figure 4 représente la deuxième image IM', obtenue à partir de l'imageinitiale IM de la figure 3 par la deuxième méthode de correction.

Pour déterminer cette deuxième image IM’ : - on considère, sur l’image initiale IM, des arcs courbés du fait de ladistorsion introduite par la caméra, et - on corrige les abscisses rectilignes d’une partie au moins des points del’image initiale IM situés sur lesdits arcs courbés, en fonction de leurs abscissescurvilignes sur les arcs courbés.

Une partie des arcs courbés en question sont rendus visibles, sur lafigure 3, par les lignes de marquage L mentionnées précédemment.

Dans le mode de réalisation décrit ici, le procédé comprend une étapepréliminaire de caractérisation de la distorsion introduite par la caméra,correspondant à un relevé, dans une image de référence, de telles lignes demarquage courbées par la distorsion.

Cette étape préliminaire est mise en oeuvre avant la mise en service duvéhicule 1.

Une fois le véhicule 1 mis en service, les images capturées par sacaméra avant ou arrière ne font généralement plus apparaître de lignes demarquage et elles sont alors traitées sur la base du relevé mentionné ci-dessus.

Etape préliminaire de caractérisation de la distorsion L'étape préliminaire comprend les sous-étapes suivantes : - capture d’une image de référence, dans une situation pour laquellel'environnement E du véhicule présente des lignes de marquage qui s’étendenthorizontalement, et perpendiculairement à un axe avant-arrière du véhicule (voirfigure 2), - pour chaque ligne de marquage, relevé de coordonnées repérant, dansladite image de référence, au moins trois points de référence Mn, Pn, Qn situéssur cette ligne, et - enregistrement desdites coordonnées.

En variante, au lieu d’être capturée directement par la caméra, l’imagede référence pourrait être générée au moyen d'un logiciel de simulation fourni parle constructeur de la caméra.

Dans l'environnement E du véhicule, les lignes de marquage L sontparallèles à l'axe x du capteur d'image 20 de la caméra avant 2, et donc parallèlesà l’axe des abscisses de l’image initiale IM.

Dans le mode de réalisation décrit ici, trois points de référence Mn, Pn etQn sont relevés pour chaque ligne de marquage L. Ces points de référence sontsitués : - pour le point Mn, au sommet de l'arc courbé formé par la ligne demarquage, et - pour les points Pn et Qn, aux extrémités, respectivement gauche etdroite, de la ligne de marquage.

Le point Mn est situé plus précisément à l'intersection entre la ligne demarquage considérée et l'axe y. On rappelle que l'axe y correspond, dans lesimages capturées par la caméra (ou obtenues par simulation), à l'axe desordonnées (tandis que l'axe x correspond à l'axe des abscisses). Ici, le point Mnest situé au milieu de la ligne de marquage correspondante.

Lors de cette étape préliminaire, les coordonnées de plusieurs triplets depoints Mn, Pn et Qn sont ainsi relevées et enregistrées. Ces coordonnées sontensuite stockées dans une mémoire de l'unité de traitement 4 du véhicule 1.

Cette opération est réalisée pour un grand nombre d’arcs, supérieur à10.

Correction des images capturées

Comme déjà indiqué, pour corriger l'image initiale IM, on tient compte dufait que, dans cette image, des arcs 7¾ sont courbés du fait de la distorsionintroduite par la caméra.

On sait plus précisément, grâce à l'étape préliminaire, que chaque tripletde points de référence Mn, Pn, Qn mémorisé dans la mémoire de l'unité detraitement 4 est associé à un tel arc 7¾ , courbé par la distorsion.

Pour corriger l'image initiale IM, il est alors prévu, pour chacun de cestriplets de points de référence, de : - lire les coordonnées de ces points de référence Mn, Pn, Qn dans la mémoire précitée, - déterminer, en fonction des coordonnées de ces points de référence,des caractéristiques géométriques de l'arc courbé sur lequel sont situés cespoints de référence, telles qu'un rayon de courbure de cet arc, - déterminer les abscisses curvilignes s(Aj) sur cet arc de plusieurspoints A, de l’image initiale IM situés sur celui-ci, en fonction des caractéristiquesgéométriques de cet arc et de - corriger les abscisses rectilignes x(Aj) de ces points A,, c'est-à-dire iciles coordonnées de ces points selon l'axe x, en fonction de leurs abscissescurvilignes s(Aj).

On notera que l'axe des abscisses (axe x) est parallèle à la direction queprésenteraient les arcs en question en l'absence de distorsion (on rappelle queces arcs seraient rectilignes en l'absence de distorsion). Cette directioncorrespond en l’occurrence à la direction, dans l'environnement du véhicule, deslignes de marquage relevées à l’étape préliminaire.

Dans le mode de réalisation décrit ici, les arcs courbés par ladistorsion, sont en forme d'arcs de cercle, les centres Cn de ces arcs de cercleétant situés sur l'axe y.

Les caractéristiques géométriques de l'arc comprennent alors lerayon rn de cet arc de cercle, sa demie-ouverture angulaire a, et la position yCn deson centre Cn le long de l'axe y (figure 6).

Une fois que les caractéristiques géométriques précitées ont étédéterminées, plusieurs points Aj de l'image initiale situés sur cet arc 7¾ sontrepérés (l'un de ces points est représenté sur la figure 6). En pratique, pourchaque arc plus de cent, voir plus de mille points Ai situés sur cet arc sontainsi repérés.

Chacun de ces points Aj est repéré ici par un angle γ,, défini entre l'axe yet la droite qui passe par le point Aj et par le centre Cn de l'arc 7¾ (l'angle y, estainsi compris entre -a et + a).

Dans l'image initiale, avant correction, l'abscisse rectiligne x(Aj) du pointAj est donc égale à rnxsin(yj), tandis que son ordonnée y(A,) est égale à rnx[1 -cos(Yi)] + yCn.

Pour ce qui est de son abscisse curviligne s(Aj) sur l'arc elle est repérée par rapport au sommet Mn de cet arc. La valeur absolue de l’abscissecurviligne s(Aj) est alors égale à la longueur de la partie de l’arc qui s’étenddepuis le sommet Mn de cet arc jusqu’au point A, considéré. L’abscisse curvilignes(Aj) est donc déterminée conformément à la formule suivante : s(Aj) = rn * γ,.

Enfin, l'abscisse rectiligne du point Ai est corrigée de manière à êtreégale, après correction, à l'abscisse curviligne s(Aj) de ce point.

Autrement formulé, l'abscisse rectiligne corrigée x'(Aj) du point Ai, dansla deuxième image IM', est égale à son abscisse curviligne s(Aj) dans l'imageinitiale IM : x'(Aj) = s(Aj).

Quant à l'ordonnée du point A,, elle n'est pas corrigée, et est ainsiidentique dans la deuxième image IM' et dans l'image initiale IM : y'(Aj)= y(Aj).

Enfin, la luminosité et la teinte au niveau du point Ai sont ici identiquesdans l'image initiale IM, et dans la deuxième image corrigée IM'. Ainsi, dans ladeuxième image IM', la luminosité et la teinte à la position de coordonnées x'(Aj),y'(Aj) sont égales, respectivement, à la luminosité et la teinte présentées parl'image initiale IM à la position de coordonnées x(Aj), y(Aj).

Les arcs 7¾ définis par les triplets de points de référence Mn, Pn, Qnpréenregistrés ne couvrent généralement pas l'intégralité de l'image initiale IM. Eneffet, deux points de référence adjacents Mn et Mn-1, par exemple, sontgénéralement distants de plusieurs pixels le long de l'axe y, dans l'image initiale.

Il est donc prévu ici, afin de corriger l'ensemble de l'image initiale, dedéterminer d'autres arcs courbés. Pour cela, des points de référencesintermédiaires sont générés, par interpolation linéaire entre ceux qui ont étépréenregistrés. Par exemple, si les points de référence Mn et Mn-1 sont séparéspar N pixels, on détermine N points de référence intermédiaires entre ceux-ci,puis, à partir de ces points de référence intermédiaires, N arcs courbéssupplémentaires, répartis entre les arcs 7¾ et L'abscisse rectiligne des pointsde l'image initiale situés sur ces arcs courbés supplémentaires sont alorscorrigées de la même manière que pour les arcs courbés 7¾.

Cette deuxième méthode de correction a été décrite dans un cas où lesarcs, courbés par la distorsion, présentent une forme d'arcs de cercle. Elle peutnéanmoins s'appliquer aussi lorsque ces arcs présentent une forme légèrementdifférente d'un arc de cercle, telle qu’un arc d'ellipse. Dans ce dernier cas, plus de trois points de références doivent toutefois avoir été relevés, lors de l'étapepréliminaire, pour permettre ensuite de caractériser l'arc courbé en question.

Par ailleurs, par rapport à ce qui a été décrit ci-dessus, on pourraitenvisager de réaliser l'ensemble du calcul des abscisses corrigées χ'(Α,) lors del'étape préliminaire, pour obtenir, à l'issue de cette étape, une table decorrespondance entre des positions brutes (dans une image capturée), et lespositions corrigées correspondantes. Dans le cadre de cette variante, cette tablede correspondance est enregistrée dans la mémoire de l'unité de traitement duvéhicule, et est utilisée ensuite pour corriger chaque image capturée. Cela évitede devoir effectuer les calculs décrits plus haut pour chaque image capturée. Enrevanche, cette solution requiert, du point de vue de l'unité de traitement, descapacités de stockage plus importantes puisqu'il faut y stocker cette table decorrespondance.

Comme on peut le constater sur l'exemple de la figure 4, la deuxièmeimage IM' obtenue au moyen de cette deuxième méthode est corrigée de ladistorsion, au moins en partie. En effet, des lignes de marquage courbées dansl'image initiale IM, sont, dans la deuxième image IM', sensiblement rectilignes, toutau moins si l'on se limite à une partie donnée de l'image.

Ainsi, dans une partie centrale IM1 ' de la deuxième image IM', les lignesde marquage en question sont sensiblement rectilignes.

Dans une partie latérale droite IM2' de cette image (située à droite de lapartie centrale ΙΜΓ de l’image le long de l’axe des abscisses), ainsi que dans unepartie latérale gauche IM3' de cette image, les lignes de marquage en questionsont également sensiblement rectilignes.

On notera que ces différentes parties de la deuxième image représententl'environnement E selon des points de vue différents.

La partie centrale ΙΜΓ de la deuxième image IM' représente cetenvironnement E pour un point de vue dirigé vers l'avant du véhicule (ou versl'arrière, selon qu'il s'agit de la caméra avant ou arrière), tandis que les partieslatérales droite IM2' et gauche IM3' de cette image représentent cetenvironnement E pour des points de vue dirigés respectivement vers l'extrêmedroite, et l'extrême gauche du champ de vision de la caméra. On observe ainsi laligne d’horizon aussi bien à droite qu’à gauche de la deuxième image, laquelle estreprésentée de façon parfaitement rectiligne sur ces deux parties d’image.

Par ailleurs, à la différence de la première méthode de correction, cettedeuxième méthode permet d'obtenir une représentation de toute la partie del'environnement E du véhicule située par le champ de vision de la caméraconsidérée, même lorsque ce champ de vision est très large.

Production de l’image finale

En ce qui concerne la partie centrale de l'image initiale IM, la premièreméthode de correction permet une correction complète de la distorsion, alors quela deuxième méthode ne permet qu'une correction partielle (dans la partie centraleIMT de la deuxième image IM', les lignes de marquage restent partiellementcourbées).

La partie centrale IM" de l'image finale IMf est donc déterminée ici aumoyen de la première méthode de correction.

Pour compléter cette partie centrale IM”, l'une, ou les deux partieslatérales IM2', IM3' de la deuxième image IM' lui sont juxtaposées, selon lasituation dans laquelle se trouve le véhicule 1, pour obtenir une vue étendue del'environnement E du véhicule 1 (figure 5).

Dans le mode de réalisation décrit ici, la partie latérale droite IM2' de ladeuxième image IM’ est juxtaposée à la partie centrale IM", à condition que lesignal délivré par le détecteur d'obstacle correspondant (détecteur avant pour lacaméra avant, et détecteur arrière pour la caméra arrière) indique une absenced'obstacle du côté droit du véhicule. Dans le cas contraire, cette partie latéraledroite IM2' n'est pas incluse dans l'image finale IMf.

Lorsqu'un obstacle est détecté par ce détecteur, du côté droit du véhicule1, le conducteur est averti par ailleurs de la présence et de la localisation de cetobstacle. Dans cette situation, il serait donc peu utile d'afficher la partie latéraledroite IM3' de la deuxième image IM’, qui est dédiée plutôt à l'observation del'environnement du véhicule à grande distance de celui-ci.

De même, il est prévu de juxtaposer la partie latérale gauche IM3' de ladeuxième image, à la partie centrale IM", à condition que le signal délivré par ledétecteur d'obstacle correspondant indique une absence d'obstacle du côtégauche du véhicule. Dans le cas contraire, cette partie latérale gauche IM3' n'estpas incluse dans l'image finale IMf.

Eviter ainsi d'inclure la partie latérale droite, ou gauche, en cas dedétection d'obstacle respectivement du côté droit ou gauche du véhicule, permet de consacrer un maximum de la surface de l'écran 5 à l'affichage de la partie duchamp de vision de la caméra la plus intéressante pour le conducteur.

Par ailleurs, il est prévu ici de juxtaposer les parties latérales gaucheIM3' et/ou droite IM2' de la deuxième image, de part et d'autre de la partie centraleIM" de l'image finale, à condition en outre que le véhicule se déplace à une vitesseinférieure à un seuil donné, par exemple égal à 10 kilomètres par heure, ou à 20kilomètres par heure.

En effet, c'est principalement lors de phases de manœuvre, ou àproximité d'une intersection, donc lorsque le véhicule se déplace à vitesse réduite,qu'il est intéressant d'afficher une vue étendue incluant les parties latéralesgauche et/ou droite de la deuxième image IM’.

Dans d'autres modes de réalisation, au lieu d'être produite en combinantles premières et deuxièmes images corrigées, l'image finale affichée sur l'écran 4pourrait être produite à la partir de la deuxième image IM' seulement. Dans ce cas,la partie centrale de l'image finale IMf correspond à la partie centrale IM1 ' de ladeuxième image IM', et non plus à une partie de la première image.

En variante, on pourrait prévoir aussi que l'image finale comprennent enpermanence les parties latérales gauche et droite IM3', IM2' de la deuxième imageIM’ (indépendamment des signaux délivrés par les détecteurs d’obstacles).

Ainsi, dans un mode de réalisation particulier, l'image finale affichéecorrespond directement à la deuxième image IM', éventuellement pourvue debandes de séparation, par exemple noires, entre les parties centrale et latéralesde cette image, pour que le conducteur puisse plus facilement distinguer cesdifférentes vues de l'environnement.

Claims (7)

1. REVENDICATIONS

   1. Procédé d’affichage d’un environnement (E) d’un véhicule (1)automobile sur un écran (5) d’affichage situé dans le véhicule, comprenant desétapes de : - capture d’une image initiale (IM) de l’environnement (E) au moyend’une caméra (2, 3) qui équipe le véhicule (1) et qui introduit une distorsion del’image initiale (IM), - détermination d’une image corrigée (IM’) en fonction de l’image initiale(IM), et - affichage d’une partie au moins de l’image corrigée (IM’) sur l’écran (5)d’affichage, caractérisé en ce que, à l’étape de détermination de l’image corrigée(IM’), - on considère, sur l’image initiale, des arcs (¾) courbés du fait de ladistorsion introduite par la caméra (2, 3), et - on corrige les abscisses rectilignes d’une partie au moins des points(A) de l’image initiale (IM) situés sur lesdits arcs (¾) courbés, en fonction de leursabscisses curvilignes (s(Aj)) sur les arcs (¾) courbés.
2. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel lesdites abscissesrectilignes sont, après correction, égales aux abscisses curvilignes (s(Aj)) despoints (A) considérés. 3. Procédé selon l’une des revendications 1 et 2, dans lequel lesordonnées des points (A,) de l’image initiale (IM) sont maintenues constantes,entre l’image initiale (IM) et l’image corrigée (IM’). 4. Procédé selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel - les abscisses rectilignes des points (A,) de l’image initiale (IM) sontrepérées le long d’un premier axe (x) de l’image initiale (IM) qui est parallèle à unedirection que présenteraient lesdits arcs (¾) courbés en l’absence de distorsion etdont l’origine (O) est située à mi-largeur de l’image initiale (IM), et dans lequel - les abscisses curvilignes sur les arcs (¾) courbés sont repérées parrapport aux sommets (Mn) respectifs desdits arcs (¾).
3. 5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel on considère que lesdits arcs (¾) sont des arcs de cercle dont les centres (Cn) sont situés sur undeuxième axe (y) de l’image initiale (IM) qui est perpendiculaire au premier axe (x)et qui passe par l’origine (O) du premier axe (x).
4. 6. Procédé selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel ladite étapede détermination comprend, pour chaque arc (¾) courbé considéré, desopérations de : - lecture de coordonnées préenregistrées repérant, dans l’image initiale,au moins trois points de référence (Mn, Pn, Qn) situés sur cet arc (^), - détermination de caractéristiques géométriques (rn, a, yCn) de cet arc(¾) courbé en fonction des coordonnées desdits points de référence (Mn, Pn,Qn), - pour les points (A,) de l’image initiale situés sur cet arc (^), dont lesabscisses rectilignes sont à corriger, détermination des abscisses curvilignes(s(Aj)) de ces points (A,) en fonction des caractéristiques géométriques (rn, a, yen)dudit arc (¾).
5. 7. Procédé selon la revendication 6 comprenant, préalablement à lacapture de l’image initiale (IM), une étape préliminaire de caractérisation de ladistorsion introduite par la caméra (2, 3), l’étape préliminaire comprenant les sous-étapes suivantes : - capture par la caméra (2, 3), ou génération par simulation, d’une imagede référence pour laquelle l’environnement (E) du véhicule comprend au moinsune ligne de marquage (L), - relevé de coordonnées repérant, dans ladite image de référence, aumoins trois points (Mn, Pn, Qn) situés sur cette ligne de marquage (L), ces pointscorrespondant auxdits points de référence (Mn, Pn, Qn) utilisés ultérieurement lorsde l’étape de détermination de l’image corrigée, et - enregistrement desdites coordonnées.
6. 8. Procédé selon l’une des revendications 1 à 7, comprenant en outredes étapes de : - détermination d’une autre image corrigée en fonction de l’image initiale(IM), par une méthode de correction de la distorsion selon laquelle un rayon (R),correspondant à la distance entre le centre (O) de l’image initiale (IM) et un point(A) de cette image est corrigé en fonction de données préenregistrées caractéristiques de la distorsion introduite par la caméra, et de - production d’une image finale (IMf) comprenant : - dans une zone centrale de l’image finale (IMf), une partie centrale(IM”) de ladite autre image corrigée, et - dans au moins une zone latérale de l’image finale (IMf), une partielatérale (IM2’, IM3’) de ladite image corrigée (IM’), l’image finale (IMf) étant affichée sur l’écran (5) d’affichage du véhicule àl’étape d’affichage.
7. 9. Procédé selon la revendication 8, dans lequel l’image finale (IMf)comprend ladite partie latérale (IM2’, IM3’) de ladite image corrigée (IM’) àcondition qu'un signal délivré par un détecteur d’obstacle (6, 7) équipant levéhicule (1) indique une absence d'obstacle du côté du véhicule (1) correspondantà cette partie latérale (IM2’, IM3’) de l'image corrigée. 10. Véhicule (1) automobile comprenant : - une caméra (2, 3) adaptée à capturer une image initiale (IM) d’unenvironnement (E) du véhicule (1), cette caméra (2, 3) introduisant une distorsionde l’image initiale (IM), - un écran (5) d’affichage, et - une unité de traitement (4) électronique programmée pour exécuter lesétapes suivantes : - détermination d’une image corrigée (IM’) en fonction de l’imageinitiale (IM), et - affichage d’une partie au moins de l’image corrigée (IM’) sur l’écran(5), caractérisé en ce que unité de traitement (4) est programmée pour, àl’étape de détermination de l’image corrigée (IM’), - prendre en considération, sur l’image initiale (IM), des arcs (¾)courbés du fait de la distorsion introduite par la caméra (2, 3), et - corriger les abscisses rectilignes d’une partie au moins des points (Ai)de l’image initiale (IM) situés sur lesdits arcs (¾) courbés, en fonction de leursabscisses curvilignes (s(Ai)) sur les arcs (¾) courbés.