FR3080922A1 - Dispositif electronique et procede de detection d'un objet via un lidar a balayage, vehicule automobile autonome et programme d'ordinateur associes - Google Patents

Dispositif electronique et procede de detection d'un objet via un lidar a balayage, vehicule automobile autonome et programme d'ordinateur associes Download PDF

Info

Publication number
FR3080922A1
FR3080922A1 FR1853825A FR1853825A FR3080922A1 FR 3080922 A1 FR3080922 A1 FR 3080922A1 FR 1853825 A FR1853825 A FR 1853825A FR 1853825 A FR1853825 A FR 1853825A FR 3080922 A1 FR3080922 A1 FR 3080922A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
gradient
angular position
lidar
scanning lidar
positions
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR1853825A
Other languages
English (en)
Other versions
FR3080922B1 (fr
Inventor
Cem KARAOGUZ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Transdev Group Innovation SAS
Original Assignee
Transdev Group SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Transdev Group SA filed Critical Transdev Group SA
Priority to FR1853825A priority Critical patent/FR3080922B1/fr
Publication of FR3080922A1 publication Critical patent/FR3080922A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR3080922B1 publication Critical patent/FR3080922B1/fr
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/483—Details of pulse systems
    • G01S7/486—Receivers
    • G01S7/487—Extracting wanted echo signals, e.g. pulse detection
    • G01S7/4873—Extracting wanted echo signals, e.g. pulse detection by deriving and controlling a threshold value
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06—Systems determining position data of a target
    • G01S17/42—Simultaneous measurement of distance and other co-ordinates
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
    • G01S17/89—Lidar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
    • G01S17/93—Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S17/931—Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Abstract

Ce dispositif (14) de détection d'un objet (16) est relié à un lidar à balayage (12) balayant des positions angulaires autour d'un axe de rotation et recevant, pour chaque position angulaire et en des positions de réception échelonnées selon ledit axe, des signaux réfléchis par l'objet. Le dispositif comprend un module (20) d'acquisition, pour chaque position angulaire, de valeurs correspondant aux signaux reçus ; un module (22) de calcul, pour chaque position angulaire et pour une position de réception, d'un gradient parmi des premier et deuxième gradients, le premier gradient dépendant de valeurs acquises pour la position angulaire et pour au moins deux positions de réception distinctes, et le deuxième gradient dépendant de valeurs acquises pour la position de réception et pour au moins deux positions angulaires distinctes ; et un module (24) d'évaluation, pour chaque position angulaire, de la présence de l'objet en fonction du ou des gradients calculés.

Description

Dispositif électronique et procédé de détection d’un objet via un lidar à balayage, véhicule automobile autonome et programme d’ordinateur associés
La présente invention concerne un dispositif électronique de détection d’un objet via un lidar à balayage, l’objet présentant une forme prédéfinie et le dispositif étant destiné à être relié au lidar à balayage.
L’invention concerne également un véhicule automobile notamment véhicule automobile autonome, comprenant un lidar à balayage et un tel dispositif électronique de détection de l’objet via le lidar à balayage, le dispositif de détection étant relié au lidar à balayage.
L’invention concerne aussi un procédé de détection de l’objet via le lidar à balayage, le procédé étant mis en œuvre par un tel dispositif électronique de détection.
L’invention concerne également un programme d’ordinateur comportant des instructions logicielles qui, lorsqu’elles sont exécutées par un ordinateur, mettent en œuvre un tel procédé de détection.
L’invention concerne notamment le domaine des véhicules automobiles autonomes, en particulier des véhicules automobiles autonomes ayant un niveau d’automatisation (de l’anglais level of automation) supérieur ou égal à 3 selon le barème de l’Organisation Internationale des Constructeurs Automobiles (OICA).
Un dispositif de télédétection par laser, plus connu sous l’appellation lidar (de l’anglais light détection and ranging), a des applications de plus en plus nombreuses dans des domaines techniques variés, en particulier pour le guidage automatique d’un véhicule terrestre, en participant notamment à la détection d’objet(s) autour du véhicule.
Parmi les différents types de lidar, le lidar à balayage est apte à balayer des positions angulaires successives autour d’un axe de rotation et à recevoir, pour chaque position angulaire respective et en des positions de réception échelonnées selon l’axe de rotation, des signaux lumineux réfléchis par un objet, les signaux lumineux ayant été préalablement émis par une source d’émission laser, incluse dans le lidar.
Parmi les lidars à balayage, on connaît notamment un lidar à balayage multicouches qui émet des signaux lumineux depuis plusieurs couches superposées selon son axe de rotation. Pour chaque position angulaire, le lidar reçoit alors les signaux lumineux réfléchis par un objet sur plusieurs niveaux selon l’axe de rotation. La disposition des faisceaux du lidar en plusieurs couches permet au capteur d’avoir une vue en trois dimensions de l’environnement, également appelée vue 3D.
A l’issue de chaque tour complet du lidar en réception, c’est-à-dire à l’issue de chaque rotation sur une plage angulaire correspondant au champ de vue du lidar, le lidar à balayage délivre un nuage de points, représentant l’ensemble des valeurs correspondant aux signaux lumineux reçus par le lidar lors de ce tour. Le champ de vue dépend du lidar et est inférieur ou égal à 360°, catains lidars ayant un champ de vue égal à 360° et d’autres un champ de vue strictement inférieur à 360°.
Il est alors connu de calculer des gradients sur ce nuage de points dans le but de détecter un objet de forme prédéfinie, tel qu’une route en forme d’une surface plane, dans le domaine des véhicules automobiles autonomes. L’article « Real-time Road Détection in 3D Point Clouds using Four Directions Scan Line Gradient Criterion >> de Li et al et l’article « Fast Filtering of LiDAR Point Cloud in Urban Areas Based on Scan Line Segmentation and GPU Accélération >> de Hu et al décrivent alors le calcul de gradients, à partir de chaque nuage de points acquis de la part du lidar à l’issue d’un tour respectif, puis l’identification du sol lorsque les gradients calculés remplissent des conditions prédéfinies. Le calcul des gradients nécessite la connaissance du voisinage spatial des points dans le nuage de points. Cela nécessite une représentation spécifique du nuage de points, calculée après l'acquisition du nuage de points.
Toutefois, de tels traitements des données issues du lidar ne sont pas très efficaces, et ne sont notamment pas adaptés pour la détection d’objet(s) depuis des véhicules automobiles autonomes ayant un niveau d’automatisation supérieur ou égal à 3 selon le barème de l’OICA.
Le but de l’invention est alors de proposer un dispositif électronique et un procédé associé de détection d’un objet via un lidar à balayage, permettant de traiter plus efficacement les données issues du lidar.
A cet effet, l’invention a pour objet un dispositif électronique de détection d’un objet via un lidar à balayage, le lidar à balayage étant apte à balayer des positions angulaires successives autour d’un axe de rotation et à recevoir, pour chaque position angulaire et en des positions de réception échelonnées selon l’axe de rotation, des signaux lumineux réfléchis par l’objet, l’objet présentant une forme prédéfinie, le dispositif étant destiné à être relié au lidar à balayage et comprenant :
- un module d’acquisition configuré pour acquérir, de la part du lidar à balayage et pour chaque position angulaire, des valeurs correspondant aux signaux reçus en des positions de réception respectives,
- un module de calcul configuré pour calculer, successivement pour chaque position angulaire, et pour au moins une position de réception considérée, au moins un gradient parmi un premier gradient et un deuxième gradient, le premier gradient dépendant de valeurs acquises pour la position angulaire respective et pour au moins deux positions de réception distinctes, et le deuxième gradient dépendant de valeurs acquises pour la position de réception considérée et pour au moins deux positions angulaires distinctes, et
- un module d’évaluation configuré pour évaluer, successivement pour chaque position angulaire, la présence de l’objet en fonction du ou des gradients calculés pour la position angulaire respective.
Ainsi, le dispositif électronique de détection selon l’invention calcule, régulièrement et successivement pour chaque position angulaire, au moins un parmi les premier et deuxième gradients associés à chaque position angulaire respective, puis évalue également de manière régulière la présence de l’objet en fonction du ou des gradients calculés.
Autrement dit, le module de calcul calcule le premier gradient et/ou le deuxième gradient pour chaque position angulaire respective, au fur et à mesure de l’acquisition des valeurs de la part du lidar à balayage, et sans attendre que le module d’acquisition ait acquis lesdites valeurs sur un tour complet du lidar en réception.
Lorsque l’axe de rotation du lidar s’étend selon une direction verticale, chaque premier gradient calculé correspond alors à un gradient selon la direction verticale, et chaque deuxième gradient calculé correspond à un gradient selon une direction horizontale perpendiculaire à la direction verticale, plus précisément un gradient selon une tangente à un cercle définissant la rotation du lidar.
A titre d’exemple, lorsque le lidar est un lidar à balayage multicouches, chaque premier gradient calculé correspond alors à un gradient entre des points voisins suivant les couches successives selon l’axe de rotation dans une position angulaire donnée, le premier gradient étant calculé successivement pour chaque position angulaire. Chaque deuxième gradient calculé correspond à un gradient entre des points voisins suivant les positions angulaires successives dans une couche donnée, le deuxième gradient étant de préférence calculé pour chaque couche.
Avec le dispositif électronique de détection selon l’invention, plusieurs premiers gradients et/ou plusieurs deuxièmes gradients sont donc calculés en des instants de calcul distincts et successifs, lors de chaque tour complet du lidar en réception. Deux instants de calcul successifs sont par exemple séparés d’au plus 10 ms, pour une meilleure adaptation à une détection en temps réel de l’objet via le lidar à balayage.
Au contraire, avec les dispositifs électroniques de détection de l’état de la technique, les calculs de gradients et évaluations subséquentes de la présence de l’objet sont effectués à l’issue de chaque tour complet du lidar en réception. Autrement dit, ces calculs sont effectués seulement toutes les 50 ms, voire toutes les 100 ms, la fréquence de rotation des lidars à balayage étant généralement comprise entre 10 Hz et 20 Hz. En outre, ces dispositifs électroniques de détection de l’état de la technique effectuent généralement une conversion supplémentaire du nuage de points, acquis à l’issue de chaque tour complet du lidar, en une représentation spécifique indiquant le voisinage spatial des points dans le nuage de points.
Suivant d’autres aspects avantageux de l’invention, le dispositif électronique de détection comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles :
- le module de calcul est configuré pour calculer, successivement pour chaque position angulaire, et pour au moins une position de réception considérée, les premier et deuxième gradients, de préférence de manière indépendante entre le premier gradient et le deuxième gradient, le module d’évaluation étant alors configuré pour évaluer, successivement pour chaque position angulaire, la présence de l’objet en fonction des premier et deuxième gradients calculés pour la position angulaire respective ;
- le module de calcul est, pour une position angulaire respective, configuré pour calculer le ou les gradients parmi les premier et deuxième gradients avant la prochaine acquisition de valeurs pour ladite position angulaire ;
- le module d’évaluation est, pour une position angulaire respective, configuré pour évaluer la présence de l’objet avant la prochaine acquisition de valeurs pour ladite position angulaire ;
- le module de calcul est, pour une position angulaire respective, configuré pour calculer le premier gradient, et/ou respectivement le deuxième gradient, dès que les valeurs acquises correspondant audit calcul respectif sont disponibles ;
- le module d’évaluation est, pour une position angulaire respective, configuré pour évaluer la présence de l’objet via une comparaison du premier gradient à un premier seuil prédéfini et/ou du deuxième gradient à un deuxième seuil prédéfini ; et
- ladite comparaison est effectuée à partir de règle(s) prédéterminée(s) en fonction de la forme prédéfinie de l’objet.
L’invention a également pour objet un véhicule automobile autonome comprenant un lidar à balayage et un dispositif électronique de détection de l’objet via le lidar à balayage, le dispositif électronique de détection étant relié au lidar à balayage et étant tel que défini ci-dessus.
L’invention a également pour objet un procédé de détection d’un objet via un lidar à balayage, le lidar à balayage étant apte à balayer des positions angulaires successives autour d’un axe de rotation et à recevoir, pour chaque position angulaire et en des positions de réception échelonnées selon l’axe de rotation, des signaux lumineux réfléchis par l’objet, l’objet présentant une forme prédéfinie, le procédé étant mis en oeuvre par un dispositif électronique de détection destiné à être relié au lidar à balayage, et comprenant les étapes consistant à :
- acquérir, de la part du lidar à balayage et pour chaque position angulaire, des valeurs correspondant aux signaux reçus en des positions de réception respectives,
- calculer, successivement pour chaque position angulaire, et pour au moins une position de réception considérée, au moins un gradient parmi un premier gradient et un deuxième gradient, le premier gradient dépendant de valeurs acquises pour la position angulaire respective et pour au moins deux positions de réception distinctes, et le deuxième gradient dépendant de valeurs acquises pour la position de réception considérée et pour au moins deux positions angulaires distinctes,
- évaluer, successivement pour chaque position angulaire, la présence de l’objet en fonction du ou des gradients calculés pour la position angulaire respective.
L’invention a également pour objet un programme d’ordinateur comportant des instructions logicielles qui, lorsqu’elles sont exécutées par un ordinateur, mettent en oeuvre un procédé de détection, tel que défini ci-dessus.
Ces caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels :
- la figure 1 est une représentation schématique d’un un véhicule automobile tel qu’un véhicule automobile autonome, selon l’invention comprenant un lidar à balayage et un dispositif électronique de détection d’un objet via le lidar à balayage ;
- la figure 2 est une vue schématique illustrant le calcul d’un premier gradient, correspondant à un gradient selon la direction verticale, lorsque l’axe de rotation du lidar de la figure 1 s’étend selon une direction verticale ;
- la figure 3 est une vue analogue à celle de la figure 2 illustrant le calcul d’un deuxième gradient, correspondant à un gradient selon une direction horizontale perpendiculaire à la direction verticale, plus précisément à un gradient selon une tangente à un cercle définissant la rotation du lidar, lorsque l’axe de rotation du lidar de la figure 1 s’étend selon une direction verticale ;
- la figure 4 est un organigramme d’un procédé, selon l’invention, de détection de l’objet via le lidar à balayage, le procédé étant mis en œuvre par un tel dispositif électronique de détection de la figure 1, et comprenant une étape d’acquisition de valeurs de la part du lidar à balayage, une étape de calcul d’au moins un gradient parmi un premier gradient et un deuxième gradient, et une étape d’évaluation de la présence de l’objet en fonction du ou des gradients calculés ; et
- la figure 5 est un logigramme du procédé de détection selon l’invention, et en particulier de l’étape de calcul.
Dans la suite de la description, l’expression « sensiblement égal(e) à » désigne une relation d’égalité à plus ou moins 10%, de préférence à plus ou moins 5%.
Sur la figure 1, un véhicule automobile 10, notamment un véhicule automobile autonome, comprend un lidar à balayage 12 et un dispositif électronique 14 de détection d’un objet 16 via le lidar à balayage 12, le dispositif électronique de détection 14 étant relié au lidar à balayage 12.
Dans la suite de la description, les termes « avant », « arrière », « droite », « gauche », « haut », « bas », « longitudinal », « transversal » et « vertical » s’entendent par référence au système d’axe orthogonal usuel, associé au véhicule automobile 10, représenté sur les figures 1 à 3 et possédant :
- un axe longitudinal X dirigé de l’arrière vers l’avant ;
- un axe transversal Y dirigé de la droite vers la gauche ; et
- un axe vertical Z dirigé du bas vers le haut.
L’homme du métier comprendra alors que le véhicule automobile 10 est représenté en vue de dessus sur la vue schématique de la figure 1, les rectangles noirs symbolisant les roues 17 du véhicule automobile 10.
Lorsque le véhicule automobile 10 est un véhicule automobile autonome, il présente de préférence un niveau d’automatisation supérieur ou égal à 3 selon le barème de l’Organisation Internationale des Constructeurs Automobiles (OICA). Le niveau d’automatisation est alors égal à 3, c’est-à-dire une automatisation conditionnelle (de l’anglais Conditional Automation), ou égal à 4, c’est-à-dire une automatisation élevée (de l’anglais High Automation), ou encore égal à 5, c’est-à-dire une automatisation complète (de l’anglais Full Automation).
Selon le barème de l’OICA, le niveau 3 d’automatisation conditionnelle correspond à un niveau pour lequel le conducteur n’a pas besoin de surveiller en permanence la conduite dynamique, ni l’environnement de conduite, tout en devant toujours être en mesure de reprendre le contrôle du véhicule automobile autonome 10. Selon ce niveau 3, un système de gestion de la conduite autonome, embarqué à bord du véhicule automobile autonome 10, effectue alors la conduite longitudinale et latérale dans un cas d’utilisation défini et est apte à reconnaître ses limites de performance pour demander alors au conducteur de reprendre la conduite dynamique avec une marge de temps suffisante.
Le niveau 4 d’automatisation élevée correspond à un niveau pour lequel le conducteur n’est pas requis dans un cas d’utilisation défini. Selon ce niveau 4, le système de gestion de la conduite autonome, embarquée à bord du véhicule automobile autonome 10, exécute alors la conduite dynamique latérale et longitudinale dans toutes les situations de ce cas d’utilisation défini.
Le niveau 5 d’automatisation complète correspond enfin à un niveau pour lequel le système de gestion de la conduite autonome, embarqué à bord du véhicule automobile autonome 10, effectue la conduite dynamique latérale et longitudinale dans toutes les situations rencontrées par le véhicule automobile autonome 10, pendant tout son trajet. Aucun conducteur n’est alors requis.
Le lidar à balayage 12 est apte à balayer des positions angulaires 18 successives autour d’un axe de rotation et à émettre selon la flèche F1 à la figure 1, via une source d’émission laser, non représentée, pour chaque position angulaire 18 respective et en des positions d’émission échelonnées selon l’axe de rotation, des signaux lumineux E, représentés en trait continu sur la figure 1.
Le lidar à balayage 12 est ensuite apte à recevoir selon la flèche F2 à la figure 1, pour chaque position angulaire 18 respective et en des positions de réception 19 échelonnées selon l’axe de rotation, des signaux lumineux R réfléchis par l’objet 16, représentés en trait pointillé sur la figure 1.
Le lidar à balayage 12 est, par exemple, un lidar à balayage multicouches apte à émettre les signaux lumineux E depuis plusieurs couches superposées selon son axe de rotation. Pour chaque position angulaire, le lidar 12 est alors apte à recevoir les signaux lumineux R réfléchis par l’objet 16 sur plusieurs niveaux selon l’axe de rotation.
Dans l’exemple de la figure 1, l’axe de rotation du lidar 12 est sensiblement parallèle à l’axe vertical Z. La flèche F3 indique alors à titre d’exemple le sens du balayage des positions angulaires 18 successives autour de l’axe de rotation.
Le dispositif de détection 14 est relié au lidar à balayage 12 via une liaison, non représentée, et comprend un module d’acquisition 20 configuré pour acquérir, de la part du lidar à balayage 12 et pour chaque position angulaire, des valeurs correspondant aux signaux reçus en des positions de réception respectives.
Le dispositif de détection 14 comprend en outre un module de calcul 22 configuré pour calculer, successivement pour chaque position angulaire, et pour au moins une position de réception considérée, au moins un gradient parmi un premier gradient A et un deuxième gradient Δ2.
Le dispositif de détection 14 comprend un module d’évaluation 24 configuré pour évaluer, successivement pour chaque position angulaire, la présence de l’objet 16 en fonction du ou des gradients calculés Δυ Δ2 pour la position angulaire respective.
Dans l’exemple de la figure 1, le dispositif électronique de détection 14 comprend une unité de traitement d’informations 30 formée par exemple d’une mémoire 32 et d’un processeur 34 associé à la mémoire 32.
Dans l’exemple de la figure 1, le dispositif électronique de détection 14 est embarqué à bord du véhicule automobile 10, et la liaison entre le lidar à balayage 12 et dispositif de détection 14 est alors de préférence filaire.
En complément, non représenté, le dispositif électronique de détection 14 et le lidar à balayage 12 sont embarqués à l’intérieur d’un unique boîtier de protection, le dispositif électronique de détection 14 étant par exemple une unité de commande électronique, également notée ECU (de l’anglais Electronic Control Unit).
En variante, non représentée, le dispositif électronique de détection 14 est à l’extérieur du véhicule automobile 10, et la liaison entre le lidar à balayage 12 et dispositif de détection 14 est alors typiquement une liaison sans fil, telle qu’une liaison radioélectrique.
L’objet 16 présente une forme prédéfinie, telle qu’une surface plane.
L’objet 16 est, par exemple, une route en forme d’une surface plane, en particulier une surface plane suivant un plan horizontal sensiblement parallèle aux axes longitudinal X et transversal Y.
L’objet 16 est, par exemple, un autre véhicule automobile situé devant le véhicule automobile 10 selon l’invention. La partie arrière de l’autre véhicule est alors assimilée à une surface s’étendant principalement suivant un plan vertical sensiblement parallèle aux axes transversal Y et vertical Z.
Dans l’exemple de la figure 1, le module d’acquisition 20, le module de calcul 22 et le module d’évaluation 24 sont réalisés chacun sous forme d’un logiciel, ou d’une brique logicielle, exécutables par le processeur 30. La mémoire 32 du dispositif électronique de détection 14 est alors apte à stocker un logiciel d’acquisition configuré pour acquérir, de la part du lidar à balayage 12 et pour chaque position angulaire, des valeurs correspondant aux signaux reçus en des positions de réception respectives. La mémoire 32 est aussi apte à stocker un logiciel de calcul configuré pour calculer, successivement pour chaque position angulaire, et pour au moins une position de réception considérée, au moins un gradient parmi le premier gradient Δτ et le deuxième gradient Δ2. La mémoire 32 est aussi apte à stocker un logiciel d’évaluation 24 configuré pour évaluer, successivement pour chaque position angulaire, la présence de l’objet 16 en fonction du ou des gradients calculés Δυ Δ2 pour la position angulaire respective. Le processeur 34 est alors apte à exécuter chacun des logiciels parmi le logiciel d’acquisition, le logiciel de calcul et le logiciel d’évaluation.
En variante non représentée, le module d’acquisition 20, le module de calcul 22 et le module d’évaluation 24 sont réalisés chacun sous forme d’un composant logique programmable, tel qu’un FPGA (de l’anglais Field Programmable Gâte Arraÿ), ou encore sous forme d’un circuit intégré dédié, tel qu’un ASIC (de l’anglais Application Spécifie Integrated Circuit).
Lorsque le dispositif électronique de détection 14 est réalisé sous forme d’un ou plusieurs logiciels, c’est-à-dire sous forme d’un programme d’ordinateur, il est en outre apte à être enregistré sur un support, non représenté, lisible par ordinateur. Le support lisible par ordinateur est par exemple, un médium apte à mémoriser les instructions électroniques et à être couplé à un bus d’un système informatique. A titre d’exemple, le support lisible est un disque optique, un disque magnéto-optique, une mémoire ROM, une mémoire RAM, tout type de mémoire non-volatile (par exemple EPROM, EEPROM, FLASH, NVRAM), une carte magnétique ou une carte optique. Sur le support lisible est alors mémorisé un programme d’ordinateur comportant des instructions logicielles.
Dans l’exemple de la figure 1, le module d’acquisition 20, le module de calcul 22 et le module d’évaluation 24 sont embarqués au sein de l’unique unité de traitement d’informations 30, c’est-à-dire au sein d’un même et unique calculateur électronique.
En variante, non représentée, le module d’acquisition 20 d’une part, et le module de calcul 22 et le module d’évaluation 24 d’autre part, sont embarqués au sein de deux calculateurs électroniques distincts et séparés.
Selon cette variante, le module électronique d’acquisition 20 est par exemple disposé à proximité du lidar 12, en étant relié au lidar 12, par liaison filaire ou radioélectrique. En complément facultatif, le module d’acquisition 20 est par exemple intégré au lidar 12.
Selon cette variante, le module de calcul 22 et le module d’évaluation 24 sont alors par exemple disposés au sein d’un calculateur de supervision, positionné de manière plus éloignée du lidar 12. Le calculateur de supervision est par exemple une plateforme d’un centre de contrôle. En complément facultatif, le calculateur de supervision est connecté à plusieurs modules d’acquisition 20, chacun étant associé à un lidar 12 respectif, et le calcul du ou des gradients Δυ Δ2, puis l’évaluation 24, successivement pour chaque position angulaire, de la présence de l’objet 16 en fonction du ou des gradients calculés
Δυ Δ2 pour la position angulaire respective, sont effectuées par le calculateur de supervision l’ensemble des modules d’acquisition 20.
Le module d’acquisition 20 est configuré pour acquérir, pour chaque position angulaire du lidar 12, des valeurs correspondant aux signaux reçus en des positions de réception respectives.
Le module d’acquisition 20 est de préférence configuré pour effectuer une nouvelle acquisition à chaque nouvelle position angulaire du lidar 12. Autrement dit, le nombre d’acquisitions effectuées successivement au cours d’un tour de rotation du lidar 12 est égal au nombre de positions angulaires distinctes au cours d’une rotation sur une plage angulaire correspondant au champ de vue du lidar 12.
Le module de calcul 22 est configuré pour calculer, successivement pour chaque position angulaire, et pour au moins une position de réception considérée, au moins un gradient parmi le premier gradient et le deuxième gradient Δ2.
En complément facultatif, le module de calcul 22 est configuré pour calculer à la fois les premier et deuxième gradients Δυ Δ2, successivement pour chaque position angulaire, et pour au moins une position de réception considérée. Il est de préférence configuré pour effectuer ce calcul des premier et deuxième gradients Δυ Δ2 de manière indépendante entre le premier gradient Δτ et le deuxième gradient Δ2.
De préférence, le module de calcul 22 est, pour une position angulaire respective, configuré pour calculer le ou les gradients parmi les premier et deuxième gradients Δυ Δ2 avant la prochaine acquisition de valeurs pour ladite position angulaire.
De préférence encore, le module de calcul 22 est, pour une position angulaire respective, configuré pour calculer le premier gradient Δτ et/ou respectivement le deuxième gradient Δ2, dès que les valeurs acquises correspondant audit calcul respectif sont disponibles.
Le premier gradient Δτ dépend de valeurs acquises pour la position angulaire 18 respective et pour au moins deux positions de réception 19 distinctes, comme illustré sur la figure 2 où chaque premier gradient est associé à une première ligne 36 respective passant par plusieurs cercles 38, chaque cercle 38 correspondant à un point d’acquisition d’un signal reçu R. Chaque point d’acquisition est défini de manière unique par une position angulaire 18 et une position de réception 19 respectives. Chaque première ligne 36 est également appelée ligne verticale.
Lorsque l’axe de rotation du lidar 12 s’étend selon l’axe vertical Z, chaque premier gradient correspond alors à un gradient selon l’axe vertical Z.
A titre d’exemple, lorsque le lidar 12 est un lidar à balayage multicouches, chaque premier gradient Δτ correspond alors à un gradient entre des points (repérés par les cercles 38) voisins suivant les couches successives (correspondant aux positions de réception 19) selon l’axe de rotation Z dans une position angulaire 18 donnée.
Le premier gradient Δτ est calculé successivement pour chaque position angulaire
18. Le premier gradient Δτ vérifie par exemple l’équation suivante :
Δ^Οζρ',Κι) (1) où Δ/ est le vecteur de gradient de dimension j pour la première ligne 36 de balayage, p? est le vecteur de coordonnées de dimension j de points dans la première ligne 36 de balayage,
Kt est un premier noyau de convolution de gradient, et
C représente l'opération de convolution, défini par l’équation suivante :
Cn(x,y) = Σ“=θΧη+ηι·Υηι (2) où n est un indice du point courant, et
M est la taille du noyau de convolution de gradient associé, tel que le premier noyau de convolution Kt dans le cas de l’équation (1).
Le deuxième gradient Δ2 dépend de valeurs acquises pour la position de réception 19 considérée et pour au moins deux positions angulaires 18 distinctes, comme illustré sur la figure 3 où chaque deuxième gradient Δ2 est associé à une deuxième ligne 40 respective passant par plusieurs cercles 38. Chaque deuxième ligne 40 est également appelée ligne horizontale.
Lorsque l’axe de rotation du lidar 12 s’étend selon l’axe vertical Z, chaque deuxième gradient Δ2 correspond à un gradient selon l’axe transversal Y perpendiculaire à l’axe vertical Z, plus précisément un gradient selon une tangente à un cercle définissant la rotation du lidar 12.
A titre d’exemple, lorsque le lidar 12 est un lidar à balayage multicouches, chaque deuxième gradient Δ2 correspond à un gradient entre des points (repérés par les cercles 38) voisins suivant les positions angulaires 18 successives dans une couche donnée (correspondant à une position de réception 19 donnée).
Le deuxième gradient Δ2 est de préférence calculé successivement pour chaque couche. Le deuxième gradient Δ2 vérifie par exemple l’équation suivante :
A^CCp^Kz) (3) où Δ/ est le vecteur de gradient de dimension j pour la deuxième ligne 40 de balayage, p2 j est le vecteur de coordonnées de dimension j de points dans la deuxième ligne 40 de balayage,
K2 est un deuxième noyau de convolution de gradient, et
C représente l'opération de convolution, défini par l’équation (2) précédente.
Chaque noyau de convolution de gradient Kb K2 est un noyau symétrique central à somme nulle, tel qu’un noyau choisi parmi les noyaux suivants: [-1, 1], [-1, 0, 1], et [-1,-1,-1, 1, 1, 1].
Chaque noyau de convolution de gradient Kb K2 est en outre de préférence un noyau normalisé à 2, c’est-à-dire un noyau dont la somme des valeurs absolues des éléments est égale à 2, tel qu’un noyau choisi parmi les noyaux suivants : [-1, 1], [-1,0, 1], [-1/2, -1/2, 1/2, 1/2] et [-1/2, -1/2, 0, 1/2, 1/2],
L’homme du métier comprendra que les noyaux précédents sont indiqués seulement à titre d’exemple, et que d’autres exemples de noyau symétrique central à somme nulle sont bien entendu possibles.
Cette formulation permet d'utiliser des voisinages de taille arbitraire, définie par la taille M du noyau de convolution de gradient appliqué.
L’homme du métier comprendra que la dimension j prise en compte correspond notamment à l’axe longitudinal X, ou à l’axe transversal Y ou encore à l’axe vertical Z. Autrement dit, lorsque la dimension j est égale à x, cela signifie que ce sont les coordonnées selon l’axe X qui sont prises en compte pour le calcul du gradient Δυ Δ2. De manière analogue, lorsque la dimension j est égale à z, cela signifie que ce sont les coordonnées selon l’axe Z qui sont prises en compte pour le calcul du gradient Δυ Δ2.
Lorsqu’à la fois les premier et deuxième gradients Δυ Δ2 sont calculés, ils sont calculés indépendamment pour les première et deuxième lignes de balayage 36, 40, c’est-à-dire indépendamment pour les lignes verticale et horizontale, et sont donc calculables par le module de calcul 22, directement après chaque acquisition par le module d’acquisition 20. Ceci conduit à un temps de calcul plus court par rapport à aux procédés de détection de l’état de la technique, basés sur les gradients où tous les points dans le nuage de points sont d'abord acquis et ensuite convertis en une représentation spécifique pour identifier les relations de voisinage.
Le module d’évaluation 24 est configuré pour évaluer, successivement pour chaque position angulaire, la présence de l’objet 16 en fonction du ou des gradients calculés Δυ Δ2 pour ladite position angulaire respective.
Selon le complément facultatif précité, en cas de calcul à la fois des premier et deuxième gradients Δυ Δ2 par le module de calcul 22, le module d’évaluation 24 est alors configuré pour évaluer ladite présence de l’objet 16 en fonction des premier et deuxième gradients Δυ Δ2 pour ladite position angulaire respective.
De préférence, le module d’évaluation 24 est, pour une position angulaire respective, configuré pour évaluer la présence de l’objet 16 avant la prochaine acquisition de valeurs pour ladite position angulaire.
Le module d’évaluation 24 est de préférence encore pour une position angulaire respective, configuré pour évaluer la présence de l’objet 16 via une comparaison du premier gradient Δτ à un premier seuil prédéfini et/ou du deuxième gradient Δ2 à un deuxième seuil prédéfini.
Ladite comparaison du premier gradient Δτ et/ou du deuxième gradient Δ2 avec le ou les seuils respectifs prédéfinis est effectuée à partir de règle(s) prédéterminée(s) en fonction de la forme prédéfinie de l’objet 16.
Lorsqu’un seul gradient est calculé parmi les premier et deuxième gradients Δυ Δ2, le module d’évaluation 24 est configuré pour détecter une ligne sur une surface suivant un plan horizontal sensiblement parallèle aux axes longitudinal X et transversal Y, par exemple le sol, via la mise en œuvre d’une première heuristique h! suivante :
hi = Δ?< U (4) où i est un indice égal à 1 ou 2 désignant le gradient calculé parmi les premier et deuxième gradients Δυ Δ2, et t-ι représente un premier seuil prédéfini, par exemple sensiblement égal à 0,05 m.
Lorsqu’un seul gradient est calculé parmi les premier et deuxième gradients Δυ Δ2, le module d’évaluation 24 est configuré pour détecter une ligne sur une surface suivant un plan vertical sensiblement parallèle aux axes transversal Y et vertical Z, par exemple la surface arrière d’un autre véhicule, ou encore la surface avant de l’autre véhicule, selon que le lidar 12 équipant le véhicule 10 pointe vers l’avant ou encore vers l’arrière, via la mise en œuvre d’une deuxième heuristique h2 suivante :
h2 = Δ*< t2 (5) où i est un indice égal à 1 ou 2 désignant le gradient calculé parmi les premier et deuxième gradients Δυ Δ2, et t2 représente un deuxième seuil prédéfini, par exemple sensiblement égal à 0,05 m.
L’homme du métier comprendra que le dispositif de détection 14 vise, lorsqu’un seul gradient est calculé parmi les premier et deuxième gradients Δυ Δ2, à identifier des lignes à faible pente dans la dimension pour laquelle le gradient est calculé. La valeur de 5 cm pour les premier et deuxième seuils tl5 t2 est alors donnée à titre d’exemple, et en variante d’autres valeurs de seuil, notamment plus élevées, sont utilisées tout en permettant d’identifier ces lignes à faible pente.
Le module d’évaluation 24 est en outre apte à détecter spécifiquement le sol via la mise en oeuvre d’une troisième heuristique h3 suivante :
h3 = pz < tz (6) où tz représente un seuil prédéfini, par exemple sensiblement égal à 0,2 m.
en combinaison avec la première heuristique h! selon l’équation (4), le sol étant alors détecté lorsque l’heuristique globale suivante est vérifiée :
hi Λ h3 = VRAI (7)
L’homme du métier comprendra que la valeur du seuil tz est donnée uniquement à titre d’exemple, étant considéré que le sol se trouve généralement en-dessous d’une hauteur sensiblement égale à 0,2 m.
Le module d’évaluation 24 est en outre apte à détecter spécifiquement la surface de l’autre véhicule via la mise en oeuvre d’une autre troisième heuristique h3* suivante :
h3. = tf < pz < tz H (8) où tzL et respectivement tzH représentent un seuil bas, par exemple sensiblement égal à 0,4 m, et respectivement un seuil haut, par exemple sensiblement égal à 3 m, ces seuils bas tzL et haut tzH étant prédéfinis ;
en combinaison avec la deuxième heuristique h2 selon l’équation (5), la surface de l’autre véhicule étant alors détectée lorsque l’heuristique globale suivante est vérifiée :
h2 Λ h3* = VRAI (9)
L’homme du métier comprendra également que les valeurs respectives des seuils bas tzL et haut tzH sont aussi données uniquement à titre d’exemple, étant considéré que la surface avant ou arrière de l’autre véhicule se trouve généralement à une hauteur sensiblement comprise entre à 0,4 m et 3 m.
L’homme du métier comprendra bien entendu que lorsqu’un seul gradient est calculé parmi les premier et deuxième gradients Δ1; Δ2, le dispositif de détection 14 selon l’invention est apte à détecter des lignes.
Lorsque les premier et deuxième gradients Δυ Δ2 sont calculés, le module d’évaluation 24 est configuré pour détecter sur une surface suivant un plan horizontal sensiblement parallèle aux axes longitudinal X et transversal Y, par exemple le sol, via la mise en oeuvre de quatrième h4 et cinquième h5 heuristiques suivantes :
h4= (|ΔΖ| < V |Δ?| < t«) (10) h5= (|Δ?| < V |ΔΖ| < t«) (11) où t4 L et respectivement t4H représentent un quatrième seuil bas, par exemple sensiblement égal à 0,05 m, et respectivement un quatrième seuil haut, par exemple sensiblement égal à 0,25 m, ces quatrièmes seuils bas t4L et haut t4 H étant prédéfinis, et t5 L et respectivement t5H représentent un cinquième seuil bas, par exemple sensiblement égal à 0,05 m, et respectivement un cinquième seuil haut, par exemple sensiblement égal à 0,25 m, ces cinquièmes seuils bas t5L et haut t5 H étant prédéfinis ;
en combinaison avec la troisième heuristique h3 selon l’équation (6) ;
le sol étant alors détecté lorsque l’heuristique globale suivante est vérifiée :
(h4 Λ h5) V h3 = VRAI (12)
La quatrième heuristique h4 permet de déterminer si le gradient d'élévation horizontal Δ2 Ζ (c'est-à-dire le gradient selon l’axe vertical Z) est inférieur à un seuil bas t4L ou si le gradient d'élévation vertical Δ/ (c'est-à-dire le gradient selon l’axe transversal Y) est inférieur à un seuil élevé t4H. De même, la cinquième heuristique h5 permet de déterminer si le gradient d'élévation vertical Δ/ est inférieur à un seuil bas t5L ou si le gradient d'élévation horizontal Δ2Ζ est inférieur à un seuil élevé t5 H.
Ces deux heuristiques, à savoir ces quatrième et cinquième heuristiques h4, h5, traduisent le fait que les premier et deuxième gradients Δυ Δ2 autour d'un point physique sur une surface du sol sont faibles dans les deux directions pour une surface plane, ou bien que l’un parmi les premier et deuxième gradients Δυ Δ2 est faible pendant que l’autre est plus élevé pour des surfaces inclinées horizontalement ou verticalement.
La troisième heuristique h3 selon l’équation (6) détermine si l'élévation du point est en-dessous d'un seuil global.
Lorsque les premier et deuxième gradients Δυ Δ2 sont calculés, le module d’évaluation 24 est configuré pour détecter, via la mise en oeuvre de sixième h6 et septième h7 heuristiques suivantes, une surface suivant un plan vertical sensiblement parallèle aux axes transversal Y et vertical Z, par exemple la surface arrière d’un autre véhicule, ou encore la surface avant de l’autre véhicule, selon que le lidar 12 équipant le véhicule 10 pointe vers l’avant ou encore vers l’arrière :
h6= (|Δ£| < V |Δ£| < tg) (13) h7= (|Δ2| < V |Δί| < t7) (14) où t6 L et respectivement t6 H représentent un sixième seuil bas, par exemple sensiblement égal à 0,05 m, et respectivement un sixième seuil haut, par exemple sensiblement égal à 0,25 m, ces sixièmes seuils bas t6 L et haut t6 H étant prédéfinis, et t7 L et respectivement t7 H représentent un septième seuil bas, par exemple sensiblement égal à 0,05 m, et respectivement un septième seuil haut, par exemple sensiblement égal à 0,25 m, ces septièmes seuils bas t7 L et haut t7 H étant prédéfinis ;
en combinaison avec une huitième heuristique h8 suivante :
h8 = pz>tz (15) la surface arrière, ou avant, d’un véhicule devant, ou derrière, le véhicule 10 étant alors détectée lorsque l’heuristique globale suivante est vérifiée :
(h6 Λ h7) V h8 = VRAI (16)
L'interprétation de ces sixième h6 et septième h7 heuristiques est similaire à celle fait précédemment lorsque la surface détectée est le sol, à la différence que la surface du véhicule est considérée comme étant sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal X.
L’homme du métier comprendra que lorsque les premier et deuxième gradients Ab Δ2 sont tous deux calculés, le dispositif de détection 14 selon l’invention est apte à détecter des surfaces.
Plus particulièrement, le dispositif de détection 14 vise, lorsque les premier et deuxième gradients Δυ Δ2 sont tous deux calculés, à identifier des surfaces à faible pente dans les dimensions pour lesquelles les gradients sont calculés. Les valeurs de 5 cm pour les seuils bas précités t4 L, t5L, t6L, t7L, et respectivement de 25 cm pour les seuils haut précités t4H, t5H, t6H, t7 H, sont alors données à titre d’exemple, et en variante d’autres valeurs de seuil, notamment plus élevées, sont utilisées tout en permettant d’identifier ces surfaces à faible pente. En outre, les seuils bas autorisent seulement de faibles pentes dans une direction, pendant que les seuils haut autorisent des pentes plus élevées, ce qui permet d’autoriser des surfaces un peu inclinées vers l'axe d’un gradient, tout en n’étant pas trop vers l'axe de l’autre gradient, afin d’identifier des surfaces globalement à faible pente.
Le fonctionnement du dispositif électronique de détection 14 selon l’invention va désormais être expliqué à l’aide de la figure 4 représentant un organigramme du procédé, selon l’invention, de détection de l’objet 16 via le lidar à balayage 12, le procédé étant mis en oeuvre par le dispositif électronique de détection 14.
Lors d’une étape initiale 100, le dispositif de détection 14 acquiert, via son module d’acquisition 20, de la part du lidar à balayage 12 et pour chaque position angulaire 18, des valeurs correspondant aux signaux reçus en des positions de réception 19 respectives.
Le dispositif de détection 14 calcule ensuite, lors de l’étape suivante 110 et via son module de calcul 22, successivement pour chaque position angulaire 18, et pour au moins une position de réception 19 considérée, au moins un gradient parmi un premier gradient Δτ et un deuxième gradient Δ2, par exemple à l’aide des équations (1) à (3) précédentes.
Le dispositif de détection 14 évalue enfin, lors de l’étape suivante 120 et via son module d’évaluation 24, successivement pour chaque position angulaire 18, la présence de l’objet 16 en fonction du ou des gradients calculés Δυ Δ2 pour la position angulaire 18 respective.
Cette évaluation est par exemple effectuée à l’aide des équations (4), (6) et (7) ou (5), (8) et (9), lorsqu’un seul gradient est calculé parmi les premier et deuxième gradients Δυ Δ2, pour détecter une ou des lignes de l’objet 16.
Cette évaluation est par exemple effectuée à l’aide des équations (10) à (12), ou encore (13) à (15), lorsque les premier et deuxième gradients Δυ Δ2 sont calculés pour détecter une surface de l’objet 16.
L’homme du métier observera qu’à chaque étape d’acquisition 100, c’est-à-dire à chaque pas de rotation du lidar à balayage 12, tous les points d'une ligne de balayage vertical donnée, c’est-à-dire d’une première ligne 36 donnée, sont acquis, alors qu'un seul point est acquis pour chacune d’une pluralité de lignes de balayage horizontal, c’est-à-dire pour chacune d’une pluralité de deuxièmes lignes 40.
Ainsi, lors de l’étape de calcul 110 et comme expliqué plus en détail par la suite en regard de la figure 5, les gradients d'élévation pour tous les points de la ligne de balayage vertical correspondante, c’est-à-dire de la première ligne 36 correspondante, sont calculés par convolution, alors que pour les lignes de balayage horizontal, c’est-à-dire pour les deuxièmes lignes 40, l'opération de convolution est effectuée de manière incrémentale. A cet effet, une zone de mémoire tampon, non représentée, avec une taille supérieure ou égale à la taille M du premier noyau IÇ est définie dans la mémoire 32 pour chaque couche du lidar 12 et cette zone de mémoire tampon est mise à jour avec de nouveaux points à chaque pas de rotation du lidar à balayage 12. Le premier et le dernier pas de rotation ne donnent pas assez de points de voisinage pour calculer les premier et deuxième gradients Δυ Δ2. Les premier et deuxième gradients Δυ Δ2 des points affectés par cet effet de bordure sont alors marqués comme nuis.
Pour les lidars à balayage 12 avec un champ de vue sensiblement égal à 360 degrés, l'effet de bordure est, en complément facultatif, éliminé une fois la rotation terminée. Etant donné que les premières et dernières positions angulaires sont voisines dans le cas d’un champ de vue sensiblement égal à 360 degrés, cet effet de bordure est éliminé en utilisant une mémoire tampon supplémentaire pour sauvegarder les points acquis pour P premières positions angulaires, où P est un nombre entier inférieur ou égal à la taille M du premier noyau Kv Le calcul de gradient pour les points acquis associés aux dernières positions angulaires est alors effectué à partir des valeurs des points acquis pour ces dernières positions angulaires et de tout ou partie des valeurs des points acquis associés aux P premières positions angulaires et stockées dans la mémoire tampon supplémentaire. P est par exemple égal à M/2 si M est pair et (M+1 )/2 si M est impair, où M est la taille du premier noyau Κυ
Sur la figure 5, après l’étape d’acquisition 100 effectuée à chaque nouveau pas de rotation du lidar à balayage 12, les deuxièmes gradients Δ2 d'élévation pour tous les points de la ligne de balayage vertical correspondante, c’est-à-dire de la première ligne 36 correspondante, sont calculés par convolution via le module de calcul 22 lors de la sousétape 200.
Parallèlement, lors de la sous-étape 210, le module de calcul 22 détermine si la zone de mémoire tampon pour chaque ligne de balayage horizontal est pleine ou non.
Si oui, le module de calcul 22 calcule, lors de la sous-étape 220, pour chaque couche du lidar 12, le premier gradient Δτ d'élévation dans la ligne de balayage horizontale, c’est-à-dire dans la deuxième ligne 40 correspondante, via la convolution entre le premier noyau de convolution 1^ et la zone de mémoire tampon de la ligne de balayage horizontale de la couche. Lors de la sous-étape 230 suivante, le module de calcul 22 ajoute les nouveaux points acquis à la zone de mémoire tampon pour chaque ligne de balayage horizontal respective, tout en supprimant les points les plus anciens.
Sinon, le module de calcul 22 ajoute, lors de la sous-étape 240, les nouveaux points acquis à la zone de mémoire tampon pour chaque ligne de balayage horizontal respective. Ensuite, lors de la sous-étape 250 suivante, le module de calcul 22 positionne, pour chaque couche du lidar 12, le premier gradient d'élévation dans la ligne de balayage horizontale, c’est-à-dire dans la deuxième ligne 40 correspondante, à la valeur nulle pour l'indice de point courant.
L’étape d’évaluation 120 est effectuée à l’issue des sous-étapes 200 et 230, et le dispositif de détection 14 détermine ensuite lors de la sous-étape 260 si le lidar 12 a effectué une rotation complète ou non. Si oui, le procédé de détection est terminé pour cette rotation, et sinon le dispositif de détection 14 retourne à l’étape d’acquisition 100.
Ainsi, le dispositif électronique de détection 14 selon l’invention calcule, régulièrement et successivement pour chaque position angulaire 18, au moins un parmi les premier et deuxième gradients Δυ Δ2 associés à chaque position angulaire 18 respective, puis évalue également de manière régulière la présence de l’objet 16 en fonction du ou des gradients calculés Δυ Δ2.
Autrement dit, le module de calcul 22 calcule le premier gradient et/ou le deuxième gradient Δ2 pour chaque position angulaire 18 respective, au fur et à mesure de l’acquisition des valeurs de la part du lidar à balayage 12, et sans attendre que le module d’acquisition 20 ait acquis lesdites valeurs sur un tour complet du lidar 12 en réception.
Avec le dispositif électronique de détection 14 selon l’invention, plusieurs premiers gradients Δ! et/ou plusieurs deuxièmes gradients Δ2 sont donc calculés en des instants de calcul distincts et successifs, lors de chaque tour complet du lidar en réception. Deux instants de calcul successifs sont par exemple séparés d’au plus 10 ms, pour une meilleure adaptation à une détection en temps réel de l’objet 16 via le lidar à balayage 12.
On conçoit ainsi que le dispositif électronique de détection 14 et le procédé de détection associé permettant de traiter plus efficacement les données issues du lidar 12.

Claims (10)

1. Dispositif électronique (14) de détection d’un objet (16) via un lidar à balayage (12), le lidar à balayage (12) étant apte à balayer des positions angulaires (18) successives autour d’un axe de rotation et à recevoir, pour chaque position angulaire (18) et en des positions de réception (19) échelonnées selon l’axe de rotation, des signaux lumineux réfléchis par l’objet (16), l’objet (16) présentant une forme prédéfinie, le dispositif (14) étant destiné à être relié au lidar à balayage (12) et comprenant :
- un module d’acquisition (20) configuré pour acquérir, de la part du lidar à balayage (12) et pour chaque position angulaire (18), des valeurs correspondant aux signaux reçus en des positions de réception (19) respectives, caractérisé en ce qu’il comprend en outre :
- un module de calcul (22) configuré pour calculer, successivement pour chaque position angulaire (18), et pour au moins une position de réception (19) considérée, au moins un gradient parmi un premier gradient (Δ,) et un deuxième gradient (Δ2), le premier gradient (Δ,) dépendant de valeurs acquises pour la position angulaire (18) respective et pour au moins deux positions de réception (19) distinctes, et le deuxième gradient (Δ2) dépendant de valeurs acquises pour la position de réception (19) considérée et pour au moins deux positions angulaires (18) distinctes,
- un module d’évaluation (24) configuré pour évaluer, successivement pour chaque position angulaire (18), la présence de l’objet (16) en fonction du ou des gradients calculés (Δυ Δ2) pour la position angulaire (18) respective.
2. Dispositif (14) selon la revendication 1, dans lequel le module de calcul (22) est configuré pour calculer, successivement pour chaque position angulaire (18), et pour au moins une position de réception (19) considérée, les premier et deuxième gradients (Δυ Δ2), de préférence de manière indépendante entre le premier gradient (Δ,) et le deuxième gradient (Δ2), le module d’évaluation (24) étant alors configuré pour évaluer, successivement pour chaque position angulaire (18), la présence de l’objet en fonction des premier et deuxième gradients calculés (Δυ Δ2) pour la position angulaire (18) respective.
3. Dispositif (14) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le module de calcul (22) est, pour une position angulaire (18) respective, configuré pour calculer le ou les
21 gradients parmi les premier et deuxième gradients (Δυ Δ2) avant la prochaine acquisition de valeurs pour ladite position angulaire (18).
4. Dispositif (14) selon la revendication 3, dans lequel le module d’évaluation (24) est, pour une position angulaire (18) respective, configuré pour évaluer la présence de l’objet (16) avant la prochaine acquisition de valeurs pour ladite position angulaire (18).
5. Dispositif (14) selon l’une quelconques des revendications précédentes, dans lequel le module de calcul (22) est, pour une position angulaire (18) respective, configuré pour calculer le premier gradient (Δ^, et/ou respectivement le deuxième gradient (Δ2), dès que les valeurs acquises correspondant audit calcul respectif sont disponibles.
6. Dispositif (14) selon l’une quelconques des revendications précédentes, dans lequel le module d’évaluation (24) est, pour une position angulaire (18) respective, configuré pour évaluer la présence de l’objet (16) via une comparaison du premier gradient (Δ,) à un premier seuil prédéfini et/ou du deuxième gradient (Δ2) à un deuxième seuil prédéfini.
7. Dispositif (14) selon la revendication 6, dans lequel ladite comparaison est effectuée à partir de règle(s) prédéterminée(s) en fonction de la forme prédéfinie de l’objet (16).
8. Véhicule automobile (10), notamment véhicule automobile autonome, comprenant un lidar à balayage (12) et un dispositif électronique (14) de détection d’un objet (16) via le lidar à balayage (12), le dispositif électronique de détection (14) étant relié au lidar à balayage (12), caractérisé en ce que le dispositif électronique de détection (14) est selon l’une quelconques des revendications précédentes.
9. Procédé de détection d’un objet (16) via un lidar à balayage (12), le lidar à balayage (12) étant apte à balayer des positions angulaires (18) successives autour d’un axe de rotation et à recevoir, pour chaque position angulaire (18) et en des positions de réception (19) échelonnées selon l’axe de rotation, des signaux lumineux réfléchis par l’objet (16), l’objet (16) présentant une forme prédéfinie, le procédé étant mis en œuvre par un dispositif électronique de détection (14) destiné à être relié au lidar à balayage (12), et comprenant l’étape consistant à :
- acquérir (100), de la part du lidar à balayage (12) et pour chaque position angulaire (18), des valeurs correspondant aux signaux reçus en des positions de réception (19) respectives, caractérisé en ce qu’il comprend en outre les étapes consistant à :
- calculer (110), successivement pour chaque position angulaire (18), et pour au moins une position de réception (19) considérée, au moins un gradient parmi un premier gradient (Δ^ et un deuxième gradient (Δ2), le premier gradient (Δ^ dépendant de valeurs acquises pour la position angulaire (18) respective et pour au moins deux positions de réception (19) distinctes, et le deuxième gradient (Δ2) dépendant de valeurs acquises pour la position de réception (19) considérée et pour au moins deux positions angulaires (18) distinctes,
- évaluer (120), successivement pour chaque position angulaire (18), la présence de l’objet (16) en fonction du ou des gradients calculés (Δυ Δ2) pour la position angulaire (18) respective.
10. Programme d’ordinateur comportant des instructions logicielles qui, lorsqu’elles sont exécutées par un ordinateur, mettent en oeuvre un procédé selon la revendication précédente.
FR1853825A 2018-05-03 2018-05-03 Dispositif electronique et procede de detection d'un objet via un lidar a balayage, vehicule automobile autonome et programme d'ordinateur associes Active FR3080922B1 (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1853825A FR3080922B1 (fr) 2018-05-03 2018-05-03 Dispositif electronique et procede de detection d'un objet via un lidar a balayage, vehicule automobile autonome et programme d'ordinateur associes

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1853825 2018-05-03
FR1853825A FR3080922B1 (fr) 2018-05-03 2018-05-03 Dispositif electronique et procede de detection d'un objet via un lidar a balayage, vehicule automobile autonome et programme d'ordinateur associes

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR3080922A1 true FR3080922A1 (fr) 2019-11-08
FR3080922B1 FR3080922B1 (fr) 2020-09-18

Family

ID=62751150

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR1853825A Active FR3080922B1 (fr) 2018-05-03 2018-05-03 Dispositif electronique et procede de detection d'un objet via un lidar a balayage, vehicule automobile autonome et programme d'ordinateur associes

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR3080922B1 (fr)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1267178A1 (fr) * 2001-06-15 2002-12-18 IBEO Automobile Sensor GmbH Procédé de traitement d'une image à haute définition
US20050088642A1 (en) * 2002-05-15 2005-04-28 Sanjiv Singh Apparatus and method for detecting obstacles
EP3293670A1 (fr) * 2016-09-12 2018-03-14 Delphi Technologies, Inc. Système de détection d'objets lidar pour véhicules automatisés

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1267178A1 (fr) * 2001-06-15 2002-12-18 IBEO Automobile Sensor GmbH Procédé de traitement d'une image à haute définition
US20050088642A1 (en) * 2002-05-15 2005-04-28 Sanjiv Singh Apparatus and method for detecting obstacles
EP3293670A1 (fr) * 2016-09-12 2018-03-14 Delphi Technologies, Inc. Système de détection d'objets lidar pour véhicules automatisés

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MING LI: "real-time road Detection in 3D Point Clouds using Four Directions Scan Line Gradient Criterion", 15 January 2010 (2010-01-15), pages 1 - 6, XP055541292, Retrieved from the Internet <URL:https://pdfs.semanticscholar.org/fb3e/f3a51e62baca7d8a28aeb61c684c68c5ce01.pdf> [retrieved on 20190114] *
XIANGYUN HU ET AL: "Fast Filtering of LiDAR Point Cloud in Urban Areas Based on Scan Line Segmentation and GPU Acceleration", IEEE GEOSCIENCE AND REMOTE SENSING LETTERS, IEEE SERVICE CENTER, NEW YORK, NY, US, vol. 10, no. 2, 1 March 2013 (2013-03-01), pages 308 - 312, XP011495047, ISSN: 1545-598X, DOI: 10.1109/LGRS.2012.2205130 *

Also Published As

Publication number Publication date
FR3080922B1 (fr) 2020-09-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3850397B1 (fr) Procede de detection de route pour un vehicule automobile muni d&#39;un capteur lidar
FR3088308A1 (fr) Procede de mesure d&#39;un niveau d&#39;usure d&#39;un pneu d&#39;un vehicule.
FR2922029A1 (fr) Dispositif et methode de detection d&#39;objet
FR3080922A1 (fr) Dispositif electronique et procede de detection d&#39;un objet via un lidar a balayage, vehicule automobile autonome et programme d&#39;ordinateur associes
WO2021165237A1 (fr) Procédé et dispositif de détermination d&#39;obstacles d&#39;altitude
FR3119817A1 (fr) Procédé et dispositif de détermination d’une trajectoire pour un véhicule autonome
FR3106108A1 (fr) Procédé et dispositif de détermination de trajectoire d’une route
EP3740417B1 (fr) Procédé d&#39;assistance au stationnement pour un véhicule à moteur
FR3064072A1 (fr) Procede et dispositif pour filtrer des signaux de navigation recus de satellites
EP3775988B1 (fr) Procédé et dispositif de détection d&#39;objets dans l&#39;environnement d&#39;un véhicule, en présence de goutelettes
EP4090565B1 (fr) Procédé et dispositif de contrôle d&#39;un vehicule
EP4281347A1 (fr) Procédé et dispositif de contrôle d&#39;un premier véhicule suivant un deuxième véhicule sur une portion de route comprenant un virage
WO2022189389A1 (fr) Procede et dispositif de calibration d&#39;un capteur de profondeur d&#39;environnement
FR3033912A1 (fr) Procede d&#39;estimation de parametres geometriques representatifs de la forme d&#39;une route, systeme d&#39;estimation de tels parametres et vehicule automobile equipe d&#39;un tel systeme
WO2023099828A1 (fr) Procédé et dispositif de contrôle d&#39;un système de régulation adaptative de vitesse d&#39;un véhicule
FR3105961A1 (fr) Procédé et dispositif de détermination d’un indicateur de changement de voie pour véhicule
EP4168828A1 (fr) Procédé et dispositif de contrôle du déplacement d&#39;un véhicule
EP3677928A1 (fr) Dispositif électronique et procédé de surveillance d&#39;une scène autour d&#39;un véhicule automobile, véhicule automobile, système de transport et programme d&#39;ordinateur associés
EP4416703A1 (fr) Procédé de détection d&#39;une limite d&#39;une voie de circulation
FR3133043A1 (fr) Procédé et dispositif de contrôle de sélection d’un véhicule cible d’un système de régulation adaptative de vitesse d’un véhicule
FR3118746A1 (fr) Procédé et dispositif d’aide à la conduite d’un véhicule circulant sur une chaussée comprenant plusieurs voies de circulation
FR3138098A1 (fr) Procédé et dispositif de détermination d’une vitesse de rotation en lacet d’un véhicule
FR3134215A1 (fr) Procédé et dispositif de détermination d’un type de ligne de marquage au sol pour véhicule
FR3096167A1 (fr) Methode de determination d&#39;un risque de collision d&#39;un vehicule au sol avec un objet a risque dans un aeroport sur un terrain
EP3640841A1 (fr) Dispositif électronique et procédé de surveillance d&#39;une scène via un ensemble de capteur(s) électronique(s), programme d&#39;ordinateur associé

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 2

PLSC Publication of the preliminary search report

Effective date: 20191108

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 3

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 4

TP Transmission of property

Owner name: TRANSDEV GROUP INNOVATION, FR

Effective date: 20210318

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 5

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 6