FR3090126A1 - Procédé de localisation, dans un repère absolu, d’un dispositif, calculateur et véhicule associé. - Google Patents
Procédé de localisation, dans un repère absolu, d’un dispositif, calculateur et véhicule associé. Download PDFInfo
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Abstract
La présente invention a pour objet un calculateur électronique (2) configuré pour la mise en œuvre d’un procédé de localisation, dans un repère absolu, d’un dispositif comprenant le calculateur électronique (2), comprenant : la mise en œuvre d’un procédé de localisation et de cartographie simultanée (S100) pour déterminer la trajectoire du dispositif dans un repère relatif, l’attribution, à chaque position successive du dispositif, d’une position absolue initiale dans un repère absolu (S210), l’attribution, à chaque position successive du dispositif, d’une position absolue corrigée (S300), comprenant la détection de la présence d’un objet de position connue dans le repère absolu (S310), le calcul de la position relative dudit objet par rapport au dispositif (S320), le dispositif étant alors dans une position de référence, et la récupération de la position dudit objet dans le repère relatif (S330). Figure 1.
Description
Description
Titre de l'invention : Procédé de localisation, dans un repère absolu, d’un dispositif, calculateur et véhicule associé.
Domaine technique
[0001] La présente invention concerne la localisation dans un repère absolu d’un dispositif.
Etat de la technique
[0002] La localisation absolue d’un dispositif, notamment d’un véhicule, se fait actuellement à l’aide d’un signal GPS (Global Positioning System) avec une précision de l’ordre de 10 à 15 mètres. Cette précision est insuffisante lorsque l’on considère des applications telles que la conduite de véhicules autonomes, par exemple.
[0003] Par ailleurs, il peut également être souhaitable de pouvoir se positionner en relatif avec précision par rapport à un panneau de signalisation ou un feu de signalisation par exemple.
Exposé de l'invention
[0004] L’invention a pour but notamment de pallier les inconvénients de l’art antérieur décrit ci-avant.
[0005] En particulier, un but de l’invention est de permettre une localisation du dispositif avec une précision supérieure à celle actuellement obtenue à l’aide d’un signal GPS.
[0006] Un autre but de l’invention est de pouvoir positionner le dispositif par rapport à des éléments de son environnement tel que des feux de signalisation ou des panneaux de signalisation par exemple.
[0007] A cet égard, l’invention a pour objet, selon un premier aspect, un calculateur électronique configuré pour la mise en œuvre d’un procédé de localisation, dans un repère absolu de coordonnées GNSS, d’un dispositif comprenant le calculateur électronique dans un environnement comprenant :
- la mise en œuvre d’un procédé de localisation et de cartographie simultanée pour déterminer la trajectoire du dispositif dans un repère relatif, la trajectoire du dispositif étant déterminée à partir d’acquisitions de l’environnement faites par un capteur, les acquisitions comprenant des signaux représentatifs d’au moins une cible, la détermination de la trajectoire du dispositif comprenant la détermination d’une pluralité de premières transformées entre deux positions successives du dispositif et la détermination de positions successives du dispositif à partir d’une position initiale du dispositif dans le repère relatif et de la pluralité de transformées, chaque première transformée étant représentative d’un changement de position et d’orientation du dispositif entre deux positions successives,
- l’attribution, à chaque position successive du dispositif, d’une position absolue initiale dans un repère de coordonnées GNSS,
- l’attribution, à chaque position successive du dispositif, d’une position absolue corrigée comprenant la détection de la présence d’au moins un objet dont la position absolue peut être déterminée, le calcul de la position relative dudit objet par rapport au dispositif, le dispositif étant alors dans une position de référence, la récupération de la position absolue dudit objet et la détermination de la position absolue corrigée de chaque position successive du dispositif en prenant en compte la position absolue et la position relative d’au moins un objet.
[0008] La position absolue du dispositif estimée à partir de signaux GNSS (« Global Navigation Satellite System ») reçus, tels que des signaux GPS par exemple, n’étant pas suffisamment précise pour estimer la position du dispositif sur sa trajectoire, on utilise, selon l’invention, un procédé de localisation et de cartographie simultanée connu de l’homme de l’art dans le domaine de la robotique pour déterminer la trajectoire du dispositif avec une précision supérieure à celle donnée par le signal GNSS. Ce procédé ne permettant que d’obtenir des positions relatives, on associe à chaque position de la trajectoire une position absolue correspondante. Dans une première approximation, on attribue une position absolue initiale obtenue à l’aide du signal GNSS correspondant puis l’on corrige la position absolue du dispositif sur sa trajectoire en prenant en compte la position absolue et la position relative d’objets croisés sur la trajectoire du véhicule et la position relative dudit objet par rapport au dispositif. Dans certains cas, la position absolue et la position relative des objets croisés définissent des contraintes sur la position du dispositif sur certaines positions de sa trajectoire. Les objets croisés peuvent être des éléments d’infrastructure tels des panneaux et des feux de signalisation, ou des véhicules par exemple. Avantageusement, plus le nombre d’objets croisés est important, plus la position du dispositif sur sa trajectoire est précise.
[0009] Les caractéristiques exposées dans les paragraphes suivants peuvent, optionnellement, être mises en œuvre. Elles peuvent être mises en œuvre indépendamment les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres :
[0010] Dans un mode de réalisation, la détermination de la position corrigée de chaque position successive du dispositif met en œuvre une étape d’ajustement de faisceaux, la position absolue et la position relative de l’objet introduisant des contraintes sur la position du véhicule dans sa position de référence.
[0011] La position absolue d’un objet croisé ainsi que sa position relative par rapport au dispositif permettent d’établir une contrainte sur la position du dispositif à un instant donné. La position corrigée du dispositif sur l’ensemble de sa trajectoire est calculée en prenant en compte cette contrainte à l’aide d’un alignement de faisceaux connu de l’homme du métier. L’ajustement de faisceaux est régulièrement appliqué dans les dispositifs mettant en œuvre un procédé de localisation et de cartographie simultanée pour optimiser la position des cibles et des positions successives du dispositif en veillant à minimiser l’erreur de reprojection de chaque cible à partir des données présentes dans l’image prise dans l’une des positions successives du dispositif pour lequel la cible est détectée.
[0012] Selon un mode de réalisation particulier, l’étape d’attribution, à chaque position successive du dispositif, d’une position absolue initiale comprend :
- la détermination, pour chaque position successive du dispositif, d’une première position absolue par réception de signaux GNSS,
- l’extrapolation d’une seconde position absolue corrigée à attribuer à chaque position successive du dispositif à partir des premières positions absolues déterminées pour chaque position successive du dispositif et de la trajectoire du dispositif.
[0013] Dans ce mode de réalisation, la position GNSS attribuée comme première position est déterminée en trouvant la meilleure superposition possible, par exemple en utilisant un algorithme de type ICP (Iterative Closest Point), entre la trajectoire du dispositif obtenue par le procédé de localisation et de cartographie simultanée et l’ensemble des positions GNSS mesurées. On réduit ainsi l’erreur sur l’estimation initiale de la trajectoire du dispositif obtenue par réception d’un signal GNSS.
[0014] Dans un mode de réalisation, au moins un objet est un véhicule, de préférence roulant, dont la position absolue peut être déterminée.
[0015] Dans un mode de réalisation particulier, le véhicule est apte à transmettre sa position absolue au dispositif, sa position absolue étant déterminée à l’aide des étapes suivantes
- la mise en œuvre d’un procédé de localisation et de cartographie simultanée pour déterminer la trajectoire du véhicule dans un repère relatif, la trajectoire du véhicule étant déterminée à partir d’acquisitions de l’environnement faites par un capteur, les acquisitions comprenant des signaux représentatifs d’au moins une cible, la détermination de la trajectoire du véhicule comprenant la détermination d’une pluralité de premières transformées entre deux positions successives du véhicule et la détermination de positions successives du véhicule à partir d’une position initiale du véhicule dans le repère relatif et de la pluralité de transformées, chaque première transformée étant représentative d’un changement de position et d’orientation du véhicule entre deux positions successives,
- l’attribution, à chaque position successive du véhicule, d’une position absolue dans un repère de coordonnées GNSS.
[0016] Ainsi, lorsque l’objet croisé est un véhicule, sa position absolue peut être estimée comme décrit précédemment pour le dispositif. Le dispositif et le véhicule peuvent se communiquer leur position absolue et déterminer leur position relative, c’est-à-dire leur distance relative et leur orientation relative, afin de pouvoir chacun ajouter une contrainte sur l’une des positions absolues de leur trajectoire et affiner le calcul de leur position absolue.
[0017] La position absolue du véhicule croisé transmise au dispositif peut être déterminée, selon l’une des méthodes décrites précédemment, soit par extrapolation d’une position absolue corrigée à l’aide d’une ICP par exemple, soit suite à la prise en compte de la position absolue et de la position relative d’objets croisés. On notera que la précision de la position absolue du véhicule croisée est plus élevée lorsque celui-ci a croisé un plus grand nombre d’objets.
[0018] La position absolue du dispositif peut être obtenue également par d’autres moyens. Par exemple, lorsque le véhicule est un bus, celui-ci se déplace sur un itinéraire connu et passe régulièrement devant des bornes présentes aux arrêts de bus. Le bus ou un serveur distant est capable, à partir d’informations concernant l’instant auquel le bus est passé à un arrêt de bus identifiable, de déterminer la position du bus lorsque celui-ci le dispositif. La position absolue du bus croisé à un instant donné peut donc être récupérée par échange d’informations avec le serveur distant ou le bus.
[0019] Dans un mode de réalisation, au moins un objet est un élément d’infrastructure, de préférence routière.
[0020] La position absolue de l’élément d’infrastructure, routière par exemple, peut être envoyée par celui-ci, être déterminée par le dispositif à l’aide d’une base de données répertoriant la position absolue de chaque élément d’infrastructure ainsi qu’un identifiant ou un descripteur de l’élément d’infrastructure, par exemple. Lorsqu’un descripteur est utilisé, la position actuelle du véhicule peut être prise en compte pour identifier l’élément d’infrastructure dans la base de données. L’élément d’infrastructure peut être un panneau de signalisation, un feu, un pont ou un panneau d’affichage par exemple. Un panneau d’affichage peut par exemple, comprendre une caméra et communiquer la position relative du dispositif par rapport à celle-ci.
[0021] Dans un mode de réalisation, la transmission de la position absolue de l’élément d’infrastructure, et éventuellement, de la position relative du dispositif par rapport à celui-ci peut être obtenu par interrogation d’un serveur distant, à l’aide d’un identifiant ou d’un descripteur associé à une indication d’une zone dans laquelle se trouve le dispositif à cet instant.
[0022] Selon un second aspect, l’invention a pour objet un procédé de localisation dans un repère absolu d’un dispositif dans un environnement comprenant :
- la mise en œuvre d’un procédé de localisation et de cartographie simultanée pour déterminer la trajectoire du dispositif dans un repère relatif et déterminer la position de cibles dans le repère relatif, la trajectoire du dispositif et la position des cibles étant déterminées à partir d’acquisitions de l’environnement faites par un capteur, les acquisitions comprenant des signaux représentatifs d’au moins une cible, la détermination de la trajectoire du dispositif comprenant la détermination d’une pluralité de premières transformées entre deux positions successives du dispositif et la détermination de positions successives du dispositif à partir d’une position initiale du dispositif dans le repère relatif et de la pluralité de transformées, chaque première transformée étant représentative d’un changement de position et d’orientation du dispositif entre deux positions successives,
- l’attribution, à chaque position successive du dispositif, d’une position absolue initiale dans un repère de coordonnées GNSS,
- l’attribution, à chaque position successive du dispositif, d’une position absolue corrigée, comprenant la détection de la présence d’un objet dont la position absolue peut être déterminée, le calcul de la position relative dudit objet par rapport au dispositif, le dispositif étant alors dans une position de référence, la récupération de la position absolue dudit objet et la détermination de la position corrigée de chaque position successive du dispositif en prenant en compte la position absolue et la position relative d’au moins un objet.
[0023] Selon un troisième aspect, l’invention a pour objet un produit programme d’ordinateur, par exemple un programme d’ordinateur non-transitoire, comprenant des instructions de code pour la mise en œuvre d’un procédé, lorsqu’il est mis en œuvre par un calculateur électronique tel que décrit précédemment.
[0024] Enfin, selon un dernier aspect, l’invention a pour objet un véhicule comprenant le calculateur tel que décrit précédemment. Le terme « véhicule » doit ici être compris au sens large comme un engin destiné au transport de personnes ou de marchandises se déplaçant dans un environnement, tel une voiture, une moto, un vélo, un poids lourd, un bateau par exemple.
Description des dessins
[0025] D’autres caractéristiques, buts et avantages de l’invention ressortiront de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels :
[0026] [fig.l] la figure 1 représente un procédé de localisation, dans un repère absolu de coordonnées GNSS, d’un dispositif dans un environnement, selon un mode de réalisation de l’invention;
[0027] [fig.2] la figure 2 illustre de manière schématique différentes étapes mises en œuvre lors d’un procédé de localisation et de cartographie simultanée;
[0028] [fig.3] la figure 3 illustre la superposition de la trajectoire du dispositif avec les positions en coordonnées GNSS mesurées, selon un mode de réalisation de l’invention;
[0029] [fig.4] la figure 4 illustre un exemple de configuration dans laquelle le dispositif détecte des véhicules et des éléments d’infrastructure ;
[0030] [fig.5] la figure 5 représente un dispositif comportant un calculateur électronique configuré pour mettre en œuvre le procédé décrit en référence à la figure 1.
Description des modes de réalisation
[0031] Les dessins et la description ci-après contiennent, pour l’essentiel, des éléments de caractère certain. Ils pourront donc non seulement servir à mieux faire comprendre la présente invention, mais aussi contribuer à sa définition, le cas échéant.
[0032] La figure 1 représente un procédé de localisation, dans un repère absolu de coordonnées GNSS, d’un dispositif dans un environnement, selon un mode de réalisation.
[0033] Le procédé comprend une étape S100 de mise en œuvre d’un procédé de localisation et de cartographie simultanée pour déterminer, notamment, la trajectoire du dispositif dans un repère relatif. Le procédé comprend également une étape S200 d’attribution, à chaque position successive du dispositif et à chaque cible, d’une première position dans un repère absolu et une étape S300 d’attribution, à chaque position successive du dispositif et à chaque cible, d’une position corrigée dans le repère absolu.
[0034] L’étape S100 de mise en œuvre d’un procédé de localisation et de cartographie simultanée est connue de l’homme de l’art. L’étape S100 permet de déterminer, dans un repère relatif, la trajectoire du dispositif et la position des cibles ayant servi à déterminer la trajectoire du dispositif à partir d’acquisitions de l’environnement faites par au moins un capteur, les acquisitions correspondant à un jeu de données acquises par au moins un capteur, les acquisitions utilisées comprenant des signaux représentatifs d’au moins une cible.
[0035] La trajectoire du dispositif et les positions des cibles mi mi+lsont illustrées sur la figure 2. La trajectoire du dispositif comporte une pluralité de positions successives Xk-1, Xk, Xk+1 du dispositif.
[0036] De manière avantageuse, la trajectoire du dispositif est déterminée par une pluralité de premières transformées Uk, Uk-1 reliant les positions successives Xk-1, Xk et Xk, Xk+1 du dispositif, respectivement. Les premières transformées Uk, Uk-1 sont repré sentatives d’un changement de position et d’orientation du dispositif entre deux positions successives Xk-1 Xk et Xk, Xk+1, respectivement, et permettent, à partir des coordonnées de la position Xk, Xk+1 du dispositif, de déterminer les coordonnées de la position successive Xk, Xk+1 du dispositif, respectivement. La position des cibles mi mi+1 est représentée par des triangles.
[0037] Chaque position successive Xk-1, Xk, Xk+1 du dispositif correspond à une acquisition de l’environnement par le capteur, chaque acquisition comprenant des signaux représentatifs d’au moins une cible, par exemple, la cible mi pour les positions Xk.i Xk. De manière connue, le calcul du déplacement de la cible mi entre les deux acquisitions faites aux positions Xk4 Xk permet de calculer la transformée Uk. La position de la cible mi est ensuite calculée par triangulation, par exemple, lorsque le capteur est une caméra. Lorsque le capteur est apte à mesurer la distance entre le dispositif et la cible, comme un lidar ou un radar par exemple, chaque acquisition comporte un jeu de données 3D et la position de la cible mi peut être directement calculée en appliquant une deuxième transformation sur les coordonnées d’une des positions Xk [ Xk. La position Xk+[ du dispositif peut être déterminée, lorsque l’acquisition comprend des signaux représentatifs de la cible m;, en localisant le dispositif par rapport à la position de la cible mi connue. Lorsque l’acquisition comprend des signaux représentatifs de la cible mi et de la cible mi+i, la transformée Uk+i peut être calculée grâce au déplacement de la cible mi entre les deux acquisitions et la position de la cible mi+i peut être calculée à partir de la distance entre la cible m; et la cible mi+i.
[0038] De manière avantageuse, les coordonnées de chaque position successive sont déterminées à partir d’une position initiale du dispositif dans le repère relatif et d’une pluralité de transformées. Par exemple, quand le repère relatif prend son origine à la première position du dispositif, on lui attribue la position de coordonnées (0,0) et les positions successives sont attribuées de manière successive en appliquant la première transformée aux coordonnées de la dernière position déterminée.
[0039] En outre, pour chaque acquisition considérée et donc pour chaque position successive du dispositif, l’orientation du capteur peut être déterminée d’une façon connue de l’homme du métier. L’ensemble formé par la position et l’orientation du capteur et donc du dispositif est appelé « pose ». L’orientation du capteur et donc du dispositif pour chaque position successive peut être calculé en appliquant la première transformée à l’orientation du capteur dans la position précédente.
[0040] L’étape S200 d’attribution, à chaque position successive du dispositif et à chaque cible, d’une position absolue initiale dans un repère de coordonnées GNSS comporte, de manière avantageuse, une étape S210 d’attribution, à chaque position successive du dispositif, d’une position absolue initiale et une étape S220 d’attribution, à chaque cible, d’une position absolue initiale.
[0041] Dans un mode de réalisation, on attribue, lors de l’étape S210, à chaque position successive du dispositif, la position mesurée à l’aide de signaux GNSS reçus, par exemple des signaux GPS (Global Positioning System).
[0042] Dans un autre mode de réalisation, l’étape S210 comporte une sous-étape S211 de détermination d’une première position absolue en coordonnées GNSS par réception de signaux GNSS du dispositif pour chaque position successive du dispositif et une sousétape S212 d’obtention de positions absolues GNSS corrigées à attribuer à chaque position successive du dispositif. Les positions absolues GNSS corrigées sont obtenues par extrapolation à partir des positions GNSS déterminées pour chaque position successive du dispositif et de la trajectoire du dispositif dans le repère relatif.
[0043] De manière avantageuse, la position GNSS corrigée est déterminée en trouvant la meilleure superposition possible entre la trajectoire du dispositif obtenue par le procédé de localisation et de cartographie simultanée et la position GNSS mesurée. On réduit ainsi l’erreur sur l’estimation de la position du dispositif obtenue par réception de signaux GNSS.
[0044] La Figure 5 illustre un exemple de superposition de la trajectoire du dispositif dans le repère relatif avec les positions en coordonnées GNSS mesurées pour chaque position successive du dispositif. La trajectoire du dispositif est représentée par un ensemble de points Xi, l<i<l 1 représentés par des cercles reliés entre eux et les positions GNSS mesurées correspondantes yi, l<i<l 1 sont représentées par des croix. La meilleure superposition possible entre la trajectoire du dispositif dans le repère relatif et les positions GNSS mesurées pour chaque position successive peut être déterminée, par exemple, par le calcul d’une transformation rigide à l’aide d’un algorithme de type ICP (« Iterative Closest Point » en anglais) connu de l’homme du métier par exemple.
[0045] La position GNSS corrigée correspond alors à la position de la trajectoire dans le repère absolu pour laquelle la distance entre l’ensemble des points Xi de la trajectoire et l’ensemble des points GNSS mesurés yi correspondants est la plus petite. L’algorithme ICP permet de définir la transformation rigide à appliquer à l’ensemble des points de la trajectoire dans le repère relatif pour obtenir la position GNSS corrigée de chacun des points de la trajectoire.
[0046] L’étape S220 comprend l’attribution pour chacune des cibles, d’une position absolue initiale, la position de chaque cible dans le repère absolu étant déterminée à partir d’une transformée reliant la position de la cible à une position du dispositif et de la position absolue initiale du dispositif calculée lors de l’étape S100 de mise en œuvre du procédé de localisation et de cartographie simultanée.
[0047] L’étape S300 d’attribution, à chaque position successive du dispositif et à chaque cible, d’une position absolue corrigée comprend une sous-étape S310 de détection de la présence d’au moins un objet dont la position absolue peut être déterminée, une sous-étape S320 de calcul de la position relative de l’objet par rapport au dispositif, le dispositif étant alors dans une position de référence, et une sous-étape S330 de récupération de la position absolue de l’objet. Enfin, l’étape S300 comprend une sous-étape S340 de détermination de la position corrigée pour chaque position successive du dispositif en prenant en compte la position absolue et la position relative d’au moins un objet. La position relative et la position absolue dudit objet peuvent comprendre un indicateur de l’incertitude de ces positions telle une matrice de covariance par exemple afin de prendre en compte les incertitudes de mesure lors de la détermination de la position corrigée du dispositif.
[0048] Dans un mode de réalisation, la sous-étape S310 peut se faire par exemple, par détection, à l’aide de la caméra, d’un objet tel un élément d’infrastructure, routière par exemple, comportant un identifiant par exemple. La sous-étape S320 peut correspondre à la détermination de la position dudit objet à partir de deux acquisitions du même objet par triangulation. Enfin, la sous-étape S330 peut correspondre à la récupération, dans une base de données ou à l’aide d’un serveur à distance, de la position absolue de l’objet à l’aide de l’identifiant ou d’un descripteur non ambigu associé à une indication de la zone dans laquelle se trouve le dispositif. Alternativement, l’objet peut comprendre un émetteur de signal apte à communiquer avec le dispositif et à lui transmettre sa position absolue. La détection de l’objet peut se faire par détection du signal émis par l’objet par exemple. Le calcul de la position relative entre le dispositif et l’objet peut se faire soit par l’objet soit par le dispositif à l’aide de moyens appropriés. Un tel système est décrit en référence à la figure 5. En outre, lorsque l’objet est un véhicule, la position absolue du véhicule est calculée par celui-ci et transmise au dispositif.
[0049] La sous-étape S340 comprend, de préférence, la mise en œuvre d’une étape d’ajustement de faisceaux (« Bundle adjustment », en anglais) connue de l’homme de l’art. L’ajustement de faisceaux permet d’optimiser la position absolue des cibles et des positions successives du dispositif de manière à minimiser l’erreur de reprojection de chaque cible à partir des données présentes dans l’image prise dans l’une des positions successives du dispositif pour lequel la cible est visible. La position relative d et la position absolue de l’objet assortis éventuellement des incertitudes de mesure définissent une contrainte sur la position de référence du dispositif. Une position corrigée pour chaque position successive du dispositif est alors calculée et attribuée à chaque position successive du dispositif. On notera que l’ajustement de faisceaux permet de manière conventionnelle d’améliorer la consistance de sorte que la position d’une cible lorsqu’elle est reprojetée à partir d’une ou plusieurs acquisitions faite par le capteur et du modèle de reprojection propre au capteur correspond bien à la position estimée de la cible. Selon l’invention, l’intégration de contraintes sur la position du dispositif permet également de corriger la position absolue du dispositif de manière à minimiser l’erreur entre la trajectoire du dispositif estimée et la trajectoire réelle du dispositif.
[0050] Dans un mode de réalisation, une méthode pour réaliser un alignement de faisceaux comprend une optimisation de graphes, appelés graphes de poses, connue de l’homme du métier et dont un exemple d’implémentation est décrit par exemple dans le document «g2o : a general framework for graph optimization », R. Kümmerle, G. Grisetti, H. Strasdat, K. Konolige and W. Burgard, 2011 IEEE International Conference on Robotics and Automation, Shanghai, 2011, pp. 3607-3613. On notera que, dans le cadre de l’invention, le graphe de poses comprend des informations concernant la position absolue du dispositif et des cibles.
[0051] Dans un autre mode de réalisation, une méthode pour réaliser un alignement de faisceaux comprend une étape d’optimisation non linéaire avec un moteur de régression comme le solveur CERES disponible sur http://ceres-solver.org/. Ce moteur de régression permet de minimiser une fonction de coût prenant en compte la position absolue des cibles estimées comme décrit précédemment et la position absolue des cibles calculées en reprojetant par exemple les points de l’image correspondant aux cibles, lorsque le capteur d’environnement est une caméra.
[0052] La sous-étape S340, et plus particulièrement l’étape d’ajustement des faisceaux, permet de corriger la trajectoire du dispositif en introduisant des contraintes sur la position du dispositif à l’aide d’au moins un objet dont on connaît la position absolue et dont on a déterminé la position relative.
[0053] De manière avantageuse, plusieurs objets peuvent être détectés pour une même position du véhicule ou pour des positions successives du véhicule tel qu’illustré sur la figure 4.
[0054] Dans l’exemple de la figure 4, le dispositif est embarqué sur un véhicule roulant V0 destiné au transport de personnes ou de marchandises, tel une voiture, une moto, un vélo ou un poids lourd par exemple. A l’instant t=tO, le véhicule roulant V0 détecte la présence de deux objets : un véhicule roulant Vl et un élément d’infrastructure routière IR1, tel un feu de signalisation par exemple. Après s’être déplacé, le véhicule roulant V0 détecte, à l’instant t=tl, un autre élément d’infrastructure routière IR2, tel un panneau de stop.
[0055] Lorsque plusieurs objets sont détectés pour une même position du véhicule à l’instant t=tO par exemple, plusieurs contraintes sont prises en compte sur la position du véhicule à cet instant. La sous-étape d’ajustement de faisceaux peut être réalisée suite à la détection d’un ou plusieurs objets pour une position donnée (ici dans le cas t=tO) ou de manière périodique, après que le dispositif ait détecté un ou plusieurs objets à des positions différentes. Dans l’exemple de la figure 4, la sous-étape d’ajustement de faisceaux a lieu sur un intervalle de temps At supérieur à tl-tO par exemple, l’intervalle de temps At étant prédéterminé. Plus le nombre d’objets détectés sur la trajectoire du dispositif est grand, plus la trajectoire du dispositif est corrigée de manière globale.
[0056] De manière avantageuse et non exclusive, les véhicules croisés mettent également en œuvre un procédé de de localisation et de cartographie simultanée pour déterminer la trajectoire du véhicule dans un repère relatif tel que décrit dans l’étape S100 et attribuent, à chaque position successive du véhicule, une position absolue dans un repère de coordonnées GNSS. La position absolue du véhicule croisé transmise au dispositif peut être déterminée, selon l’une des méthodes décrites précédemment, soit par extrapolation d’une position absolue corrigée à l’aide d’une ICP par exemple comme décrit en référence aux étapes S211 et S212, soit suite à la prise en compte de la position absolue et de la position relative d’objets croisés en mettant en œuvre les étapes S200 et S300 décrites précédemment. On notera que la précision de la position absolue du véhicule croisé est plus élevée lorsque celui-ci a croisé un plus grand nombre d’objets.
[0057] Dans d’autres modes de réalisation, la localisation du véhicule croisé peut être obtenue par d’autres moyens. Par exemple, lorsque le véhicule est un bus, celui-ci se déplace sur un itinéraire connu et passe régulièrement devant des bornes présentes aux arrêts de bus. Le bus ou un serveur distant est capable, à partir d’informations concernant l’instant auquel le bus est passé à un arrêt de bus identifiable, de déterminer la position du bus lorsque celui-ci le dispositif. La position absolue du bus croisé à un instant donné peut donc être récupérée par échange d’informations avec le serveur distant ou le bus.
[0058] La figure 5 représente un dispositif 1 comportant un calculateur électronique 2 configuré pour mettre en œuvre le procédé décrit en référence à la figure 1.
[0059] Le dispositif 1 comprend un calculateur électronique 2 relié à au moins un capteur 3 et une mémoire 4. Le capteur 3 permet de faire des acquisitions de l’environnement du dispositif 1. Le capteur 3 peut être une caméra, un radar, un transducteur à ultrasons ou un lidar, par exemple. Dans des modes de réalisation, le dispositif 1 comprend plusieurs capteurs parmi ceux cités précédemment. Différentes variantes du procédé de localisation et de cartographie peuvent être mises en œuvre selon que l’on utilise les acquisitions faites par un capteur ou par plusieurs capteurs pour déterminer la trajectoire du dispositif. Les acquisitions peuvent correspondre à un jeu de données acquises par chacun des capteurs ou à un jeu de données acquises par chaque capteur selon les variantes du procédé de localisation et de cartographie mis en œuvre. Ces différentes variantes du procédé de localisation et de cartographie aboutissent notamment à la détermination de la trajectoire du dispositif et à la détermination de la position des cibles dans un repère relatif comme décrit précédemment. Ces différentes variantes sont connues de l’homme de l’art et ne sont pas décrites en détail ici.
[0060] La mémoire 4 comprend des instructions de code notamment pour la mise en œuvre du procédé décrit en référence à la figure 1. Ces instructions de code sont ensuite exécutées par le calculateur électronique 2. Ce calculateur électronique 2 peut être par exemple un processeur, un microprocesseur, ou encore un microcontrôleur.
[0061] Dans un mode de réalisation, le dispositif 1 est apte à détecter la présence d’un objet et à déterminer la position relative de cet objet par rapport à lui-même. Par exemple, lorsque le capteur 3 est une caméra, le dispositif peut être configuré pour détecter la présence d’un objet, par exemple un élément d’infrastructure routière pourvu d’un identifiant, et déterminer la position relative dudit objet par rapport au dispositif par triangulation à partir de deux acquisitions du même objet. Par ailleurs, la détection d’un identifiant de cet objet peut permettre de récupérer la position absolue de l’objet par consultation d’une base de données présente dans le dispositif contenant l’identifiant et la position absolue de l’objet.
[0062] Dans un autre mode de réalisation, le dispositif 1 comprend en outre une interface de communication 5 avec un objet 6. Cet objet 6 comprend également un calculateur électronique 7 relié à au moins une mémoire 8 et une interface de communication 9 apte à communiquer avec le dispositif 1 via son interface de communication 5. Ainsi, l’objet 6 peut transmettre sa position absolue au dispositif 1 via son interface de communication 9, la position absolue de l’objet étant stockée dans la mémoire 8 de l’objet. Avantageusement, la détection de l’objet peut se faire par exemple par détection du signal émis par l’objet. Le calcul de la position relative entre le dispositif et l’objet peut alors se faire soit par l’objet soit par le dispositif à l’aide de moyens appropriés. Par exemple, la position relative du dispositif 1 par rapport à l’objet 6 peut être obtenue par triangulation, par exemple à l’aide de signaux reçus/émis entre deux positions du dispositif. Avantageusement, les signaux émis et/ou reçus par chacune des interfaces de communication 5, 9 sont par exemple de type Bluetooth®, WIFI® ou tout autre protocole de communication sans fil.
[0063] Dans encore un autre mode de réalisation, l’objet 6 est un véhicule se déplaçant et l’objet 6 comporte en outre un ou plusieurs capteurs tels que ceux décrits précédemment. Les instructions de code présentes dans la mémoire 8 et exécutées par le calculateur électronique 7 permettent de déterminer la position absolue du véhicule à transmettre au dispositif 1 par le biais de l’interface de communication 9.
[0064] De manière avantageuse, la détermination de la position absolue du véhicule comprend les étapes suivantes :
- la mise en œuvre d’un procédé de localisation et de cartographie simultanée pour déterminer la trajectoire du véhicule dans un repère relatif, la trajectoire du véhicule étant déterminée à partir d’acquisitions de l’environnement faites par un capteur, les acquisitions comprenant des signaux représentatifs d’au moins une cible, la détermination de la trajectoire du véhicule comprenant la détermination d’une pluralité de premières transformées entre deux positions successives du véhicule et la détermination de positions successives du véhicule à partir d’une position initiale du véhicule dans le repère relatif et de la pluralité de transformées, chaque première transformée étant représentative d’un changement de position et d’orientation du véhicule entre deux positions successives,
- l’attribution, à chaque position successive du véhicule, d’une position absolue dans un repère de coordonnées GNSS.
[0065] Comme décrit précédemment, la position absolue de ce véhicule peut être déterminée, par exemple, selon l’une des méthodes décrites précédemment, par extrapolation d’une position absolue corrigée à l’aide d’une ICP par exemple comme décrit en référence aux étapes S211 et S212 ou suite à la prise en compte de la position absolue et de la position relative d’objets croisés en mettant en œuvre les étapes S200 et S300 décrites en référence à la figure 1.
[0066] Par ailleurs, si le véhicule reçoit également la position absolue du dispositif et détermine sa position relative par rapport au dispositif, le véhicule peut mettre en œuvre l’étape S340 d’alignements de faisceaux afin de prendre en compte la contrainte représentée par la détection du dispositif.
[0067] Dans un mode de réalisation, le dispositif est monté sur un véhicule. L’invention porte donc également sur un véhicule comportant un calculateur 2 configuré pour mettre en œuvre au moins les étapes S100 à S300 décrites en référence à la figure 1.
Claims (1)
- [Revendication 1] Calculateur électronique (2) configuré pour la mise en œuvre d’un procédé de localisation, dans un repère absolu de coordonnées GNSS, d’un dispositif comprenant le calculateur électronique (2) dans un environnement comprenant :a. la mise en œuvre d’un procédé de localisation et de cartographie simultanée (S 100) pour déterminer la trajectoire du dispositif dans un repère relatif, la trajectoire du dispositif étant déterminée à partir d’acquisitions de l’environnement faites par un capteur, les acquisitions comprenant des signaux représentatifs d’au moins une cible, la détermination de la trajectoire du dispositif comprenant la détermination d’une pluralité de premières transformées entre deux positions successives du dispositif et la détermination de positions successives du dispositif à partir d’une position initiale du dispositif dans le repère relatif et de la pluralité de transformées, chaque première transformée étant représentative d’un changement de position et d’orientation du dispositif entre deux positions successives,b. l’attribution, à chaque position successive du dispositif, d’une position absolue initiale dans un repère de coordonnées GNSS (S210),c. l’attribution, à chaque position successive du dispositif, d’une position absolue corrigée (S300) comprenant la détection de la présence d’au moins un objet dont la position absolue peut être déterminée (S310), le calcul de la position relative dudit objet par rapport au dispositif (S320), le dispositif étant alors dans une position de référence, la récupération de la position absolue dudit objet (S330) et la détermination (S340) de la position absolue corrigée de chaque position successive du dispositif en prenant en compte la position absolue et la position relative d’au moins un objet.[Revendication 2] Calculateur électronique selon la revendication précédente, dans lequel la détermination (S340) de la position corrigée de chaque position successive du dispositif met en œuvre une étape d’ajustement de [Revendication 3] [Revendication 4] [Revendication 5] faisceaux (S340), la position absolue et la position relative de l’objet introduisant des contraintes sur la position du dispositif dans sa position de référence.Calculateur électronique selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’étape d’attribution, à chaque position successive du dispositif, d’une position absolue initiale (S210) comprend :a. la détermination, pour chaque position successive du dispositif, d’une première position absolue par réception de signaux GNSS (S211),b. l’extrapolation d’une seconde position absolue corrigée à attribuer à chaque position successive du dispositif à partir des premières positions absolues déterminées pour chaque position successive du dispositif et de la trajectoire du dispositif (S212).Calculateur électronique selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins un objet est un véhicule, de préférence roulant, dont la position absolue peut être déterminée.Calculateur électronique selon la revendication 4, dans lequel le véhicule est apte à transmettre sa position absolue au dispositif, sa position absolue étant déterminée à l’aide des étapes suivantes :a. la mise en œuvre d’un procédé de localisation et de cartographie simultanée (S 100) pour déterminer la trajectoire du véhicule dans un repère relatif, la trajectoire du véhicule étant déterminée à partir d’acquisitions de l’environnement faites par un capteur, les acquisitions comprenant des signaux représentatifs d’au moins une cible, la détermination de la trajectoire du véhicule comprenant la détermination d’une pluralité de premières transformées entre deux positions successives du véhicule et la détermination de positions successives du véhicule à partir d’une position initiale du véhicule dans le repère relatif et de la pluralité de transformées, chaque première transformée étant représentative d’un changement de position et d’orientation du véhicule entre deux positions successives,b. l’attribution, à chaque position successive du véhicule, d’une position absolue dans un repère de coordonnées GNSS.[Revendication 6] [Revendication 7] [Revendication 8]Calculateur électronique selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel au moins un objet est un élément d’infrastructure, de préférence routière.Procédé de localisation dans un repère absolu d’un dispositif dans un environnement comprenant :a. la mise en œuvre d’un procédé de localisation et de cartographie simultanée (S 100) pour déterminer la trajectoire du dispositif dans un repère relatif et déterminer la position de cibles dans le repère relatif, la trajectoire du dispositif et la position des cibles étant déterminées à partir d’acquisitions de l’environnement faites par un capteur, les acquisitions comprenant des signaux représentatifs d’au moins une cible, la détermination de la trajectoire du dispositif comprenant la détermination d’une pluralité de premières transformées entre deux positions successives du dispositif et la détermination de positions successives du dispositif à partir d’une position initiale du dispositif dans le repère relatif et de la pluralité de transformées, chaque première transformée étant représentative d’un changement de position et d’orientation du dispositif entre deux positions successives,b. l’attribution, à chaque position successive du dispositif, d’une position absolue initiale dans un repère de coordonnées GNSS (S210),c. l’attribution, à chaque position successive du dispositif, d’une position absolue corrigée (S300), comprenant la détection de la présence d’un objet dont la position absolue peut être déterminée (S310), le calcul de la position relative dudit objet par rapport au dispositif (S320), le dispositif étant alors dans une position de référence, la récupération de la position absolue dudit objet (S330) et la détermination (S340) de la position corrigée de chaque position successive du dispositif en prenant en compte la position absolue et la position relative d’au moins un objet.Produit programme d’ordinateur, comprenant des instructions de code pour la mise en œuvre d’un procédé selon la revendication précédente, lorsqu’il est mis en œuvre par un calculateur électronique (2).[Revendication 9] Véhicule comprenant le calculateur (2) selon l’une des revendications 1 à 6.
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| FR1873074A FR3090126A1 (fr) | 2018-12-17 | 2018-12-17 | Procédé de localisation, dans un repère absolu, d’un dispositif, calculateur et véhicule associé. |
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| FR1873074A FR3090126A1 (fr) | 2018-12-17 | 2018-12-17 | Procédé de localisation, dans un repère absolu, d’un dispositif, calculateur et véhicule associé. |
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| FR3090126A1 true FR3090126A1 (fr) | 2020-06-19 |
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Family Applications (1)
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| FR1873074A Pending FR3090126A1 (fr) | 2018-12-17 | 2018-12-17 | Procédé de localisation, dans un repère absolu, d’un dispositif, calculateur et véhicule associé. |
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|---|---|
| FR (1) | FR3090126A1 (fr) |
Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
| EP3358550A1 (fr) * | 2015-09-30 | 2018-08-08 | Sony Corporation | Dispositif de traitement d'informations et procédé de traitement d'informations |
-
2018
- 2018-12-17 FR FR1873074A patent/FR3090126A1/fr active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| BRESSON GUILLAUME ET AL: "Simultaneous Localization and Mapping: A Survey of Current Trends in Autonomous Driving", IEEE TRANSACTIONS ON INTELLIGENT VEHICLES, IEEE, vol. 2, no. 3, 1 September 2017 (2017-09-01), pages 194 - 220, XP011672646, ISSN: 2379-8858, [retrieved on 20171031], DOI: 10.1109/TIV.2017.2749181 * |
| R. KÜMMERLEG. GRISETTIH. STRASDATK. KONOLIGEW. BURGARD: "g2o : a général framework for graph optimization", IEEE INTERNATIONAL CONFÉRENCE ON ROBOTICS AND AUTOMATION, 2011, pages 3607 - 3613 |
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