FR3098620A1 - Procédé de génération d’une représentation visuelle de l’environnement de conduite d’un véhicule - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un procédé de génération d’une représentation visuelle de l’environnement de conduite d’un véhicule (1), caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes :- génération d’une première représentation virtuelle schématique représentant au moins une partie dudit véhicule (1) conformément à la perception qu’en aurait une première caméra virtuelle (C1) implantée au dessus de ce véhicule ;- génération d’une deuxième représentation virtuelle schématique représentant certains éléments détectés (4) dans l’environnement dudit véhicule (1), conformément à la perception qu’en aurait une seconde caméra virtuelle (C2) implantée dans une position différente au dessus dudit véhicule ; et- génération d’une troisième représentation virtuelle finale constituée par la superposition de ladite première représentation virtuelle sur ladite deuxième représentation virtuelle. Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 3
Description
La présente invention concerne d’une manière générale les véhicules automobiles. Elle vise plus particulièrement un procédé de génération d’une représentation visuelle de l’environnement de conduite d’un véhicule.
Dans les véhicules automobiles actuels, de nombreuses informations sont fournies aux conducteurs telles que des informations de navigation et/ou d'informations de conduite relatives au fonctionnement du véhicule et à l'environnement dans lequel évolue ce véhicule.
La plupart de ces informations peuvent être affichées sur un ou plusieurs écrans, soit directement, c'est-à-dire sans intervention du conducteur, soit indirectement, c'est-à-dire moyennant l'intervention du conducteur au moyen d'une interface homme/machine comprenant des organes de sélection situés sur la façade de la planche de bord et/ou sur ou derrière le volant et/ou sur l'éventuelle console centrale implantée entre les sièges avant.
Lorsque l'affichage d'informations se fait de façon simultanée et détachée du contexte et/ou en plusieurs endroits distants et/ou nécessite plusieurs interventions au moyen de plusieurs organes de sélection distincts, les informations peuvent s'avérer difficiles à comprendre, voire même à lire, alors mêmes qu'elles peuvent nécessiter des actions immédiates du conducteur sur son véhicule.
Par ailleurs, il est connu notamment du document brevet US 7,167,779, d’afficher sur un écran du véhicule une représentation visuelle de l'environnement de conduite de ce véhicule en y incrustant ou superposant quelques informations routières, comme par exemple des positions de panneaux que le conducteur n'est pas en mesure de voir.
L'inconvénient principal de ces images d'environnement réside dans le fait qu'elles sont décorrélées du véhicule et notamment de sa position effective.
Afin d’améliorer la perception du conducteur de la situation de conduite, il est connu d’intégrer à ce type de représentation la partie avant du véhicule.
La perspective de la représentation choisie doit alors être un compromis entre la perception de l’environnement et la perception du véhicule.
Dans les représentations existantes, on privilégie généralement l’obtention d’une perception étendue de l’environnement du véhicule au détriment de la perception du véhicule, mais le résultat n’est pas pleinement satisfaisant
La présente invention vise donc à améliorer la situation.
Elle propose à cet effet un procédé de génération d’une représentation visuelle de l’environnement de conduite d’un véhicule, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes :
- génération d’une première représentation virtuelle schématique représentant au moins une partie dudit véhicule conformément à la perception qu’en aurait une première caméra virtuelle implantée au dessus de ce véhicule ;
- génération d’une deuxième représentation virtuelle schématique représentant certains éléments détectés dans l’environnement dudit véhicule, conformément à la perception qu’en aurait une seconde caméra virtuelle implantée dans une position différente au dessus dudit véhicule ; et
- génération d’une troisième représentation virtuelle finale constituée par la superposition de ladite première représentation virtuelle sur ladite deuxième représentation virtuelle.
- génération d’une première représentation virtuelle schématique représentant au moins une partie dudit véhicule conformément à la perception qu’en aurait une première caméra virtuelle implantée au dessus de ce véhicule ;
- génération d’une deuxième représentation virtuelle schématique représentant certains éléments détectés dans l’environnement dudit véhicule, conformément à la perception qu’en aurait une seconde caméra virtuelle implantée dans une position différente au dessus dudit véhicule ; et
- génération d’une troisième représentation virtuelle finale constituée par la superposition de ladite première représentation virtuelle sur ladite deuxième représentation virtuelle.
Le procédé selon l’invention permet de générer une représentation visuelle étendue de l’environnement de conduite tout en améliorant la perception visuelle par le conducteur du véhicule des divers éléments contenus dans cette représentation (à savoir, au moins une partie de ce véhicule et certains éléments détectés dans l’environnement dudit véhicule) par rapport à une représentation traditionnelle réaliste basée sur un point de vue unique mais contraignant la perception.
Selon des caractéristiques préférées dudit procédé selon l’invention :
- l’angle que forme l’axe optique de la seconde caméra virtuelle avec l’horizontale est inférieur à celui que forme l’axe optique de la première caméra virtuelle avec l’horizontale ;
- le champ angulaire de vision de la seconde caméra virtuelle est supérieur à celui de la première caméra virtuelle ;
- la deuxième représentation virtuelle est réalisée à partir des données d’informations sur la position et le type d’éléments détectés par au moins un capteur implanté dans le véhicule ;
- les éléments détectés affichés sur la deuxième représentation virtuelle comprennent les lignes de marquages au sol délimitant la voie de circulation du véhicule ainsi que le véhicule précédant circulant sur cette voie de circulation ;
- la deuxième représentation virtuelle comporte également des marquages représentatifs de la distance séparant le véhicule dudit véhicule précédant ;
- des informations de conduites additionnelles sont incrustées la représentation virtuelle finale ;
- lesdites informations de conduites additionnelles comprennent des pictogrammes représentatifs de l’activation de certains modes d’assistance à la conduite ;
- lesdites représentations virtuelles sont en perspective ; et/ou
- ledit procédé est mis en œuvre de manière périodique suivant une fréquence de rafraichissement prédéterminée comprise avantageusement entre 20 et 250 Hz.
- l’angle que forme l’axe optique de la seconde caméra virtuelle avec l’horizontale est inférieur à celui que forme l’axe optique de la première caméra virtuelle avec l’horizontale ;
- le champ angulaire de vision de la seconde caméra virtuelle est supérieur à celui de la première caméra virtuelle ;
- la deuxième représentation virtuelle est réalisée à partir des données d’informations sur la position et le type d’éléments détectés par au moins un capteur implanté dans le véhicule ;
- les éléments détectés affichés sur la deuxième représentation virtuelle comprennent les lignes de marquages au sol délimitant la voie de circulation du véhicule ainsi que le véhicule précédant circulant sur cette voie de circulation ;
- la deuxième représentation virtuelle comporte également des marquages représentatifs de la distance séparant le véhicule dudit véhicule précédant ;
- des informations de conduites additionnelles sont incrustées la représentation virtuelle finale ;
- lesdites informations de conduites additionnelles comprennent des pictogrammes représentatifs de l’activation de certains modes d’assistance à la conduite ;
- lesdites représentations virtuelles sont en perspective ; et/ou
- ledit procédé est mis en œuvre de manière périodique suivant une fréquence de rafraichissement prédéterminée comprise avantageusement entre 20 et 250 Hz.
L’exposé de l’invention sera maintenant poursuivi par la description détaillée d’un exemple de réalisation, donnée ci-après à titre illustratif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés, sur lesquels :
La figure 1 représente schématiquement un véhicule automobile 1 équipé d'un écran d'affichage 10, d'une unité de recueil et d’analyse de données d’environnement de conduite 20 et d'une unité d’imagerie 30.
L’écran d'affichage 10 est constitué avantageusement par l’écran du combiné d’instruments numérique du véhicule 1 intégré à la planche de bord 2 derrière le volant de conduite dans l’axe de vision directe du conducteur, de sorte que ce dernier puisse consulter les informations affichées sans avoir à détourner son regard de la route.
Outre les informations relatives au fonctionnement du véhicule automobile, telles que par exemple les vitesses instantanée et moyenne, le régime moteur, le nombre de kilomètres parcourus, l’autonomie restante, la consommation moyenne, la température de consigne du système de climatisation, le nom de la station de radio ou du morceau en cours d’écoute, ainsi que d’éventuels signaux ou témoins d’alertes, l’écran d’affichage 10 est apte à afficher une représentation visuelle en temps réel de l’environnement de conduite du véhicule 1 générée par l’unité d’imagerie 30.
L’unité de recueil et d’analyse 20 comporte des moyens de détection 21 comprenant au moins un capteur implanté à l’avant du véhicule 1 et étant aptes à acquérir des données représentative de l’environnement de conduite du véhicule.
Cette unité de recueil et d’analyse 20 comporte également un module de traitement associé aux moyens de détection et apte à détecter à partir des données acquises par ces derniers les différents types d’éléments présents dans l’environnement au devant du véhicule (lignes de marquages au sol délimitant la voie de circulation, autres véhicules, piétons, etc…) et de leur attribuer des informations utiles comme leur type et leur position en coordonnées cartésiennes ou polaires par rapport au véhicule (ou par rapport à un repère fixe si la position du véhicule est bien déterminée dans ce repère) sur une représentation en deux dimensions, et éventuellement leur vitesse.
Les moyens de détection 21 peuvent par exemple comporter un radar Doppler à balayage longue portée émettant de façon périodique un faisceau signal sur une ouverture angulaire d’environ 40° orientée au devant du véhicule. Un tel capteur radar présente classiquement une portée comprise entre 200 et 250 mètres, de sorte qu’il puisse détecter la présence d’objets suffisamment en amont du véhicule.
En variante, les moyens de détection peuvent comporter, en sus ou en remplacement du radar, une caméra, un lidar, un capteur laser, ou bien encore un capteur à ultrasons.
L’unité d’imagerie 30 est apte à générer en temps réel une représentation visuelle simplifiée de l’environnement de conduite destinée à être affichée sur l’écran d’affichage 10.
Intégrée avantageusement à l’ordinateur de bord du véhicule 1, cette unité d’imagerie 30 comporte un calculateur doté d’un ou de plusieurs microprocesseurs interconnectés, ainsi qu’un module mémoire comprenant de la mémoire volatile (RAM) et de la mémoire non volatile (de type EEPROM, FLASH ou SSD.
Cette mémoire non volatile stocke un processus de génération d’une représentation visuelle de l’environnement de conduite selon l’invention, qui est mis en œuvre dans cette unité d’imagerie 30 et dont l’organigramme est représenté sur la figure 2.
Selon un mode préféré de réalisation, l’ensemble des informations contenues dans cette mémoire non volatile peut être mis à jour par des moyens de communication ou des moyens de lecture d’un support de données.
On va maintenant décrire en détails et à l’appui de l’organigramme de cette figure 2, les différentes étapes de ce procédé qui est mis en œuvre de manière périodique suivant une fréquence de rafraichissement prédéterminée comprise avantageusement entre 20 et 250 Hz.
Celui-ci est initié à l’étape 100 au cours de laquelle l’unité d’imagerie 30 génère une première représentation virtuelle schématique V1en perspective (3D) représentant la partie avant du véhicule 1 conformément à la perception qu’en aurait une première caméra virtuelle C1implantée au dessus de ce véhicule 1 tel qu’illustré par la figure 3, cette première caméra virtuelle C1étant définie par un axe optique A1et un champ angulaire de vision α1prédéterminés.
La figure 4 illustre un exemple de première représentation virtuelle V1générée par l’unité d’imagerie 30 dans la situation de conduite de la figure 3.
L’unité d’imagerie 30 génère également au cours d’une étape 200 une deuxième représentation virtuelle schématique V2en perspective (3D) représentant certains éléments détectés dans l’environnement au devant du véhicule, conformément à la perception qu’en aurait une seconde caméra virtuelle C2implantée au dessus du véhicule dans un position différente de la première caméra virtuelle C1tel qu’illustré par la figure 3, cette seconde caméra virtuelle C2étant définie par un axe optique A2et un champ angulaire de vision α2prédéterminés.
De préférence et comme on peut le remarquer sur la figure 3, l’angle θ2que forme l’axe optique A2de la seconde caméra virtuelle C2avec l’horizontale est inférieur à celui θ1que forme l’axe optique A1de la première caméra virtuelle C1avec l’horizontale.
En pratique, l’angle θ2est avantageusement entre 20 et 30°, tandis que l’angle θ1est avantageusement compris entre 40 et 50°.
Par ailleurs le champ angulaire de vision α2de cette seconde caméra virtuelle C2, est de préférence supérieur à celui α1de la première caméra virtuelle C1.
En pratique, le champ angulaire de vision α2sera compris avantageusement entre 30 et 120°, tandis que le champ angulaire de vision α1sera compris de préférence entre 15 et 30°.
Cette deuxième représentation virtuelle V2est réalisée à partir des données d’informations transmises en temps réel par l’unité de recueil et d’analyse 20 à cette unité d’imagerie 30.
La figure 5 illustre un exemple de deuxième représentation virtuelle V2générée par l’unité d’imagerie 30 dans la situation de conduite de la figure 3.
Comme illustré sur cette figure 5, les éléments détectés affichés sur cette deuxième représentation virtuelle V2sont constitués par les lignes de marquages au sol 3 délimitant la voie de circulation du véhicule 1 ainsi que par le véhicule précédant 4 circulant sur cette voie de circulation.
En variante, d’autres éléments détectés pourraient être affichés sur cette deuxième représentation comme par exemple les lignes de marquages au sol délimitant les voies de circulation adjacente à celle du véhicule 1 ainsi que les autres véhicules circulant sur ces voies.
De manière avantageuse, cette deuxième représentation virtuelle peut également comporter des informations de conduites additionnelles telles que des marquages 5 représentatifs de la distance séparant le véhicule 1 du véhicule précédant circulant sur la même voie de circulation.
L’unité d’imagerie 30 génère enfin une représentation virtuelle finale V3en temps réel de l’environnement de conduite du véhicule 1, constituée par la superposition de la première représentation virtuelle V1sur la deuxième représentation virtuelle V2(étape 300).
La figure 6 illustre un exemple de deuxième représentation virtuelle V3générée par l’unité d’imagerie 30 dans la situation de conduite de la figure 3.
De manière avantageuse, des informations de conduites additionnelles peuvent être incrustées sur cette représentation virtuelle finale V3telles que par exemple des pictogrammes représentatifs de l’activation de certains modes d’assistance à la conduite, tels que par exemple le régulateur de vitesse adaptatif apte à ajuster de manière automatique la vitesse afin de maintenir un intervalle de sécurité constant avec le véhicule précédant ou encore le dispositif anti-franchissement involontaire de ligne apte à intervenir dynamiquement sur le véhicule lorsque ce dernier s’écarte de sa voir de circulation.
Selon des variantes de réalisation non représentées, les première, deuxième et troisième représentations virtuelles V1, V2, V3générées sont des représentations à plat (2D) ou en pseudo 3D (2,5D).
Selon d’autres variantes de réalisation non représentées, la première représentation virtuelle schématique V1représente la totalité du véhicule tandis que la deuxième représentation virtuelle schématique V2représente certains éléments détectés dans l’environnement dudit véhicule sur 360° autour de lui.
Claims (10)
- Procédé de génération d’une représentation visuelle de l’environnement de conduite d’un véhicule (1), caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes :
- génération d’une première représentation virtuelle schématique (V1) représentant au moins une partie dudit véhicule (1) conformément à la perception qu’en aurait une première caméra virtuelle (C1) implantée au dessus de ce véhicule (100) ;
- génération d’une deuxième représentation virtuelle schématique (V2) représentant certains éléments détectés (3, 4) dans l’environnement dudit véhicule (1), conformément à la perception qu’en aurait une seconde caméra virtuelle (C2) implantée dans une position différente au dessus dudit véhicule (200) ; et
- génération d’une troisième représentation virtuelle finale (V3) constituée par la superposition de ladite première représentation virtuelle (V1) sur ladite deuxième représentation virtuelle (V2) (300). - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’angle (θ2) que forme l’axe optique (A2) de la seconde caméra virtuelle (C2) avec l’horizontale est inférieur à celui (θ1) que forme l’axe optique (A1) de la première caméra virtuelle (C1) avec l’horizontale.
- Procédé selon l’une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le champ angulaire de vision (α2) de la seconde caméra virtuelle (C2) est supérieur à celui (α1) de la première caméra virtuelle (C1).
- Procédé selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la deuxième représentation virtuelle (V2) est réalisée à partir des données d’informations sur la position et le type d’éléments détectés par au moins un capteur implanté dans le véhicule (1).
- Procédé selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les éléments détectés affichés sur la deuxième représentation virtuelle (V2) comprennent les lignes de marquages au sol (3) délimitant la voie de circulation du véhicule ainsi que le véhicule précédant (4) circulant sur cette voie de circulation.
- Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la deuxième représentation virtuelle (V2) comporte également des marquages (5) représentatifs de la distance séparant le véhicule (1) dudit véhicule précédant (4).
- Procédé selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que des informations de conduites additionnelles sont incrustées la représentation virtuelle finale (V3).
- Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdites informations de conduites additionnelles comprennent des pictogrammes représentatifs de l’activation de certains modes d’assistance à la conduite.
- Procédé selon l’une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que lesdites représentations virtuelles (V1, V2, V3) sont en perspective.
- Procédé selon l’une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu’il est mis en œuvre de manière périodique suivant une fréquence de rafraichissement prédéterminée comprise avantageusement entre 20 et 250 Hz.
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Owner name: STELLANTIS AUTO SAS, FR Effective date: 20240423 |
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