FR3076898A1 - Procede et dispositif de cartographie pour vehicule automatique - Google Patents

Procede et dispositif de cartographie pour vehicule automatique Download PDF

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Abstract

Pour cartographier un environnement spatial pour un véhicule automatique, on fait parcourir l'environnement spatial par un autre véhicule (10) ayant un dispositif de prise d'image (15) et un capteur d'acquisition (14) similaire à un capteur d'environnement spatial du véhicule automatique (1). On acquiert simultanément un signal de capteur d'acquisition provenant du capteur d'acquisition et un signal d'image provenant du dispositif de prise d'image, au cours d'une étape de traitement, on détermine la cartographie dudit environnement spatial à partir du signal de capteur d'acquisition et du signal d'image.

Description

PROCEDE ET DISPOSITIF DE CARTOGRAPHIE POUR VEHICULE
AUTOMATIQUE
DOMAINE DE L'INVENTION
La présente invention est relative aux procédés et dispositifs de cartographie pour véhicules automatiques.
Plus particulièrement, l'invention se rapporte à un procédé pour cartographier un environnement spatial en vue d'obtenir une cartographie utilisable par un véhicule automatique ayant au moins un capteur d'environnement spatial adapté pour scanner ledit environnement spatial.
ARRIERE PLAN DE L'INVENTION
Pour cartographier l'environnement spatial dans lequel doit intervenir un véhicule automatique, par exemple un chariot automatique en milieu industriel, il est habituel de faire parcourir cet environnement au véhicule automatique avec son capteur d'environnement spatial en fonctionnement, durant une phase d'acquisition de la cartographie. Un opérateur spécialisé se déplace généralement avec le véhicule et valide / qualifie les obstacles repérés par le capteur d'environnement spatial durant cette phase d'acquisition, notamment pour distinguer entre les obstacles temporaires et les infrastructures fixes.
Ce processus de cartographie est coûteux, puisqu' il implique le déplacement de personnels spécialisés dans les environnements à cartographier. De plus, ce processus retarde la mise en service des véhicules automatiques lorsqu'ils sont livrés, puisqu'il faut d'abord suivre le processus de cartographie, relativement long, avant de pouvoir mettre en service le véhicule automatique.
OBJETS ET RESUME DE L'INVENTION
La présente invention a notamment pour but de pallier ces inconvénients.
A cet effet, selon l'invention, un procédé du genre en question est caractérisé en ce qu'au cours d'une étape d'acquisition, on fait parcourir ledit environnement spatial par un autre véhicule portant un capteur d'acquisition similaire audit capteur d'environnement spatial du véhicule automatique et un dispositif de prise d'image adapté pour imager l'environnement spatial scanné par le capteur d'acquisition, et on acquiert simultanément un signal de capteur d'acquisition provenant du capteur d'acquisition et un signal d'image provenant du dispositif de prise d'image pendant que ledit autre véhicule parcourt ledit environnement spatial, et en ce qu'au cours d'une étape de traitement, on détermine la cartographie dudit environnement spatial à partir du signal de capteur d'acquisition et du signal d'image.
Dans des modes de réalisation préférés du procédé de cartographie, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes : l'étape de traitement est réalisée en temps différé par rapport à l'étape d'acquisition ;
l'étape de traitement est réalisée sur une ressource informatique distante dudit autre véhicule ;
ledit autre véhicule utilisé à l'étape d'acquisition est un véhicule à conduite manuelle ;
ledit capteur d'acquisition et ledit capteur d'environnement spatial sont des LIDARs ;
ledit dispositif de prise d'image est une caméra.
L'invention a également pour objet un dispositif pour la mise en œuvre d'un procédé tel que défini cidessus, caractérisé en ce qu'il comprend un boîtier positionnable sur ledit autre véhicule, ledit boîtier comportant :
un capteur d'acquisition adapté pour scanner l'environnement spatial et porté par ledit boîtier, un dispositif de prise d'image adapté pour imager l'environnement spatial scanné par le capteur d'acquisition et porté par ledit boîtier, des moyens d'acquisition pour acquérir simultanément un signal de capteur d'acquisition provenant du capteur d'acquisition et un signal d'image provenant du dispositif de prise d'image.
Dans des modes de réalisation préférés du dispositif, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes :
ledit boîtier comporte en outre des moyens de communication pour transmettre ledit signal de capteur d'acquisition et ledit signal d'image ;
- ledit capteur d'acquisition est un LIDAR ;
- ledit dispositif de prise d'image est une
r — ledit boîtier comporte en outre un capteur
de hauteur adapté pour mesurer une hauteur du dispositif au-dessus du sol.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante d'une de ses formes de réalisation, donnée à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins joints.
Sur les dessins :
la figure 1 est une représentation schématique d'un exemple de véhicule automatique pour lequel peut être réalisée une cartographie par le procédé selon l'invention, la figure 2 est vue en perspective d'un dispositif de cartographie utilisable pour réaliser la cartographie selon une forme de réalisation de l'invention, la figure 3 est une vue en perspective d'un véhicule autre que la véhicule automatique de la figure 1, utilisable avec le dispositif de cartographie de la figure 2 pour réaliser une cartographie de l'environnement spatial, la figure 4 est une vue de côté du véhicule de la figure 3, en cours d'acquisition de données de cartographie, les figures 5 et 6 montrent respectivement les champs de vision du capteur d'acquisition et de la caméra du dispositif de cartographie sur le véhicule de la figure 3, la figure 7 est une vue de dessous du véhicule de la figure 3 portant le dispositif de cartographie,
- et la figure 8 est un schéma bloc du dispositif de cartographie de la figure 2.
DESCRIPTION PLUS DETAILLEE
Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires.
L'invention concerne un procédé pour cartographier un environnement spatial en vue d'obtenir une cartographie utilisable par un véhicule automatique 1 tel que par exemple celui représenté sur la figure 1 ayant au moins un capteur d'environnement spatial 4 adapté pour scanner ledit environnement spatial.
L'environnement spatial en question peut par exemple être une usine ou autre environnement industriel.
Le procédé de cartographie de cet environnement spatial peut consister notamment à identifier des éléments caractéristiques et fixes d'infrastructure, qui permettent au véhicule automatique 1, en fonctionnement normal, de se repérer précisément dans l'espace grâce au capteur d'environnement spatial 4 pour régulièrement recaler sa position réelle.
Le capteur d'environnement spatial 4 peut être un LIDAR, ou autre.
Dans l'exemple de la figure 1, le véhicule automatique 1 peut être un chariot élévateur automatique comportant un châssis motorisé 2 mobile dans le plan horizontal XY et portant une fourche élévatrice 3 mobile verticalement selon un axe Z.
Pour cartographier l'environnement spatial dans lequel doit intervenir le véhicule automatique 1 on prévoit d'utiliser non pas le véhicule automatique 1, mais un autre véhicule 10 par exemple tel que celui représenté sur la figure 3, sur lequel on rapporte un dispositif de cartographie 5 tel que par exemple celui représenté sur la figure 2 .
Le dispositif de cartographie 5 peut avantageusement être transportable. Il peut se présenter sous forme d'une valise ou similaire, comprenant un corps ou boîtier 6 pouvant être fermée par un couvercle 7.
Le boîtier 6 comporte un fond 8 qui peut éventuellement être pourvu d'une ouverture 9a, le cas échéant obturable par un volet 9 ou autre.
Comme représenté sur la figure 3, ledit autre véhicule 10 peut être lui-même un chariot élévateur, comportant un châssis motorisé 11 mobile dans le plan horizontal XY et portant une fourche élévatrice 12 mobile verticalement selon l'axe Z.
Le chariot élévateur 10 peut être à conduite manuelle. Il peut par exemple comporter un bras de commande 13 actionnable par un opérateur O (figure 4).
Le dispositif de cartographie 5, et notamment le boîtier 6, peut être posé sur la fourche élévatrice 12 dudit autre véhicule 10.
Le dispositif de cartographie 5, et notamment le boîtier 6, peut comporter un capteur d'acquisition 14 similaire audit capteur d'environnement spatial 4 du véhicule automatique 1 et un dispositif de prise d'image 15 adapté pour imager l'environnement spatial scanné par le capteur d'acquisition 14.
Le capteur d'acquisition 14 et le dispositif de prise d'image 15 peuvent être éventuellement escamotés dans le boîtier 6 lorsque le couvercle 7 susmentionné est fermé.
Le capteur d'acquisition 14 et le dispositif de prise d'image 15 peuvent être disposés au voisinage l'un de l'autre ; par exemple, le capteur d'acquisition 14 et le dispositif de prise d'image 15 peuvent être superposés. Notamment, le dispositif de prise d'image 15 peut-être disposé immédiatement au-dessus du capteur d'acquisition 14 .
Le capteur d'acquisition 14 et le dispositif de prise d'image 15 peuvent être par exemple portés par un mât de support 17 ou autre support surélevé, le cas échéant escamotable dans le boîtier 6 lorsque le couvercle 7 est fermé. Le mât de support 17 positionne le capteur d'acquisition 14 à une hauteur ZI au-dessus de la fourche élévatrice 12, c'est-à-dire au-dessus du fond 8 du boîtier
6.
Le mât de support 17 peut éventuellement comporter un voyant lumineux 16 permettant à l'opérateur de s'assurer visuellement de façon très simple que le boîtier 6 est correctement positionné sur ledit autre véhicule 10.
La fourche élévatrice 12 est réglée à une hauteur Z0 au-dessus du sol, de façon que le capteur d'acquisition 14 soit à la hauteur Z0 + ZI où se trouve le capteur d'environnement spatial 4 sur le véhicule automatique 1.
Le capteur d'acquisition 14 est un capteur identique ou similaire au capteur d'environnement spatial 4 du véhicule automatique 1, par exemple un LIDAR. Comme représenté sur la figure 5, le capteur d'acquisition 14 peut avoir un champ de vision 14a horizontal en forme de secteur angulaire centré sur la direction principale d'avancement du véhicule 10.
Le dispositif de prise d'image 15 peut être une caméra, par exemple une caméra ayant un ou plusieurs capteurs 15a de façon que la caméra ait un champ de vision horizontal 15b de 360° (figure 6).
Le boîtier 6 peut comporter un capteur de hauteur
19 (figure 7) adapté pour mesurer la hauteur Z0 du
dispositif 5 au-dessus du sol, notamment au-travers de
1'ouverture 9a susmentionnée du fond 8 du boîtier 6.
Comme représenté sur la figure 8, le dispositif de
cartographie 5 peut comporter en outre une unité centrale électronique 20 (CU) commandant le capteur d'acquisition 14 (SENS) et le dispositif de prise d'image 15 (CAM) et acquérant simultanément un signal de capteur d'acquisition provenant du capteur d'acquisition 14 et un signal d'image provenant du dispositif de prise d'image 15 pendant que ledit autre véhicule 10 parcourt l'environnement spatial à cartographier, pendant une étape d'acquisition.
L'unité centrale électronique 20 peut être en outre reliée au capteur de hauteur 19 (H), à une alimentation 21 (ALIM) pouvant être reliée par un câble 18 au circuit électrique dudit autre véhicule 10 pour alimenter électriquement le dispositif de cartographie 5.
L'unité centrale électronique 20 peut être en outre reliée à une interface de communication 22 (CONNNECT) permettant une communication avec une informatique externe. Par exemple, l'interface de communication 22 peut comprendre au moins un connecteur adapté pour une communication filaire et / ou une interface radio (par exemple Wi-Fi ou autre), permettant de transmettre en temps réel ou en temps différé ledit signal de capteur d'acquisition et ledit signal d'image vers une ressource
informatique externe telle qu' un serveur 23 (S) qui peut
être distant.
A partir du serveur 23, un opérateur qualifié peut
examiner simultanément ledit signal de capteur
d'acquisition et ledit signal d'image pour déterminer la cartographie susmentionnée de l'environnement spatial, au cours d'une étape de traitement qui peut être en temps différé par rapport à l'étape d'acquisition. Au cours de cette étape de traitement, l'opérateur qualifié utilise le signal d'image pour déterminer quels signaux de capteur d'acquisition correspondent à des points de repère fixes appartenant à l'infrastructure de l'environnement spatial 5 cartographié.
Ainsi, le procédé de cartographie selon l'invention ne nécessite pas le déplacement d'un opérateur spécialisé sur place pour établir la cartographie, et ladite cartographie peut être faite par avance avant livraison du 10 véhicule automatique 1, de sorte que ledit véhicule automatique 1 peut être immédiatement opérationnel lorsqu'il est livré.

Claims (12)

  1. REVENDICATIONS
    1. Procédé pour cartographier un environnement spatial en vue d'obtenir une cartographie utilisable par un véhicule automatique (1) ayant au moins un capteur d'environnement spatial (4) adapté pour scanner ledit environnement spatial, caractérisé en ce qu'au cours d'une étape d'acquisition, on fait parcourir ledit environnement spatial par un autre véhicule (10) portant un capteur d'acquisition (14) similaire audit capteur d'environnement spatial du véhicule automatique (1) et un dispositif de prise d'image (15) adapté pour imager l'environnement spatial scanné par le capteur d'acquisition (14), et on acquiert simultanément un signal de capteur d'acquisition provenant du capteur d'acquisition (14) et un signal d'image provenant du dispositif de prise d'image (15) pendant que ledit autre véhicule (10) parcourt ledit environnement spatial, et en ce qu'au cours d'une étape de traitement, on détermine la cartographie dudit environnement spatial à partir du signal de capteur d'acquisition et du signal d'image.
  2. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'étape de traitement est réalisée en temps différé par rapport à l'étape d'acquisition.
  3. 3. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel l'étape de traitement est réalisée sur une ressource informatique (23) distante dudit autre véhicule (10).
  4. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit autre véhicule (10) utilisé à l'étape d'acquisition est un véhicule à conduite manuelle.
  5. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit capteur d'acquisition (14) et ledit capteur d'environnement spatial (4) sont des LIDARs.
  6. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit dispositif de prise d'image (15) est une caméra.
  7. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au cours de l'étape d'acquisition, ledit capteur d'acquisition (14) est positionné à une hauteur (Z0) sensiblement égale à la hauteur dudit capteur d'environnement spatial (4) dans le véhicule automatique (1).
  8. 8. Dispositif (5) pour la mise en œuvre d'un procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un boîtier (6) positionnable sur ledit autre véhicule (10), ledit boîtier (6) comportant:
    un capteur d'acquisition (14) adapté pour scanner l'environnement spatial et porté par ledit boîtier (6) , un dispositif de prise d'image (15) adapté pour imager l'environnement spatial scanné par le capteur d'acquisition (14) et porté par ledit boîtier (6), des moyens d'acquisition (20) pour acquérir simultanément un signal de capteur d'acquisition provenant du capteur d'acquisition (14) et un signal d'image provenant du dispositif de prise d'image (15).
  9. 9. Dispositif (5) selon la revendication 8, dans lequel ledit boîtier (6) comporte en outre des moyens de communication (22) pour transmettre ledit signal de capteur d'acquisition et ledit signal d'image.
  10. 10. Dispositif (5) selon la revendication 8 ou la revendication 9, dans lequel ledit capteur d'acquisition (14) est un LIDAR.
  11. 11. Dispositif (5) selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, dans lequel ledit dispositif de prise d'image (15) est une caméra.
  12. 12. Dispositif (5) selon l'une quelconque des revendications 8 à 11, dans lequel ledit boîtier (6) comporte en outre un capteur de hauteur (19) adapté pour 5 mesurer une hauteur (ZO) du dispositif au-dessus du sol.
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