FR3124782A1 - Méthode d’analyse de la qualité optique d’un vitrage, méthode de calibration d’une caméra, vitrage analysé - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne une méthode d’analyse de la qualité optique d’une région d’un vitrage, ladite région étant destinée à être placée devant un dispositif d’acquisition ou de mesure tel qu’une caméra à partir de déplacements apparents de points d’image. L’invention concerne ainsi une méthode de calibration d’une caméra à partir de ladite méthode d’analyse et un vitrage ainsi analysé. Figure pour abrégé : Figure 1
Description
L’invention concerne une méthode d’analyse de la qualité optique d’une région d’un vitrage, ladite région étant destinée à être placée devant un dispositif d’acquisition ou de mesure tel qu’une caméra. L’invention concerne ainsi une méthode de calibration d’une caméra à partir de ladite méthode d’analyse et un vitrage ainsi analysé.
L’invention est particulièrement adaptée à la mesure de la qualité optique d’une zone délimitée d’un vitrage de véhicule de transport, tel qu’un parebrise de voiture ou d’avion, devant laquelle un dispositif optique d’enregistrement d’images ou un dispositif de mesure de l’environnement extérieur du véhicule est placé pour le fonctionnement d’un système intelligent d’assistance à la conduite dudit véhicule.
Les systèmes intelligents d’assistance à la conduite (ADAS « advanced driver assistance system ») équipent de plus en plus de véhicules de transport, notamment de véhicules automobiles. Entre autres fonctionnalités, ces systèmes embarqués peuvent fournir en temps réel des informations sur l’état du trafic routier et/ou sur l’état des équipements et des éléments mécaniques et/ou électriques du véhicule, évaluer l’état de fatigue ou de distraction du conducteur, détecter et anticiper d’éventuelles menaces de l’environnement extérieur du véhicule, ou encore aider le conducteur à réaliser certaines manœuvres difficiles comme le dépassement d’autres véhicules ou le stationnement.
Pour fonctionner ces systèmes intègrent de nombreux dispositifs ou capteurs permettant de collecter des données sur le conducteur, le véhicule et/ou sur leur environnement. Certains systèmes, comme par exemple les systèmes d’aide au stationnement, les systèmes de conduite autonome ou encore les systèmes d’anticipation des collisions, mettent en œuvre un ou plusieurs dispositifs optiques d’acquisition d’images ou des dispositifs de mesure de l’environnement extérieur du véhicule. Ces dispositifs sont généralement disposés dans l’enceinte du véhicule, derrière l’un des vitrages dudit véhicule, ledit vitrage ayant alors généralement une fonction protectrice pour ce dispositif. Ils peuvent aussi être directement incorporés dans le vitrage, par exemple entre deux feuilles de verre d’un vitrage feuilleté dont l’une est munie d’une cavité pour l’accueillir.
Le vitrage peut être un des quelconques vitrages usuels du véhicule : parebrise, lunette arrière, vitrages latéraux. Le plus souvent les dispositifs optiques sont disposés derrière le parebrise afin d’acquérir des informations de l’avant du véhicule.
Les informations ou données acquises par les dispositifs, comme par exemple des images dans le cas de dispositifs optiques d’enregistrement, sont traitées par des systèmes embarqués pour obtenir la fonctionnalité recherchée. Afin que les systèmes intelligents embarqués qui mettent en œuvre des dispositifs optiques d’enregistrement ou des dispositifs de mesure disposés derrière les vitrages puissent fonctionner de manière optimale, il est nécessaire que les données acquises par lesdits dispositifs optiques soient fiables, c’est-à-dire libres de tout artefact. Aussi, lesdits vitrages doivent-ils présenter une qualité optique suffisante afin d’éviter les défauts et/ou aberrations optiques comme des aberrations de sphéricité, de chromatisme, d’astigmatisme, de coma.
Ces dispositifs, en particulier les dispositifs situés au niveau du parebrise, sont généralement disposés derrière des vitrages inclinés et, dans la majorité des cas dans une zone des vitrages délimitée par des éléments de décoration permettant de cacher à la vue depuis l’extérieur des véhicules les éléments desdits dispositifs hormis leurs éléments actifs pour l’acquisition des images ou la mesure de tout autre paramètre. Les zones délimitées peuvent également comprendre sur leur surface des éléments fonctionnels qui se retrouvent directement placés dans le champs d’acquisition ou de mesure des dispositifs d’acquisition ou mesure. Ces éléments peuvent, par exemple, être des réseaux de fils chauffants avec différentes géométries, ou encore des couches fonctionnelles à propriétés optiques ou thermiques. Ces éléments fonctionnels provoquent également des distorsions optiques.
Les vitrages comprenant une zone délimitée destinée à être placée devant un dispositif d’acquisition ou de mesure sont fabriqués avant l’intégration dudit dispositif. Il est donc nécessaire de vérifier la qualité optique de la zone délimitée afin d’éviter que la présence de distorsions optiques ne soit à l’origine d’artefacts préjudiciables dans les images ou signaux acquis par ces dispositifs.
L’état de la technique décrit de nombreuses méthodes de contrôle ou de mesure de la qualité optique des vitrages, en particulier des parebrises pour véhicule.
Il est connu d’analyser la qualité optique d’un pare-brise entier par analyse d’images d’une mire.
Toutefois, s’il s’agit de mesurer la qualité d’une zone délimitée d’un vitrage en relation avec une caméra optique avec un champ de vue angulaire dit AFOV (pour Angular Field Of View en anglais) élevé, cela nécessiterait de positionner une mire gigantesque. Par exemple à 5m pour un AFOV horizontal de 100° la mire devrait être de plus de 10m de large ce qui est difficilement intégrable dans une ligne industrielle. La mire serait encombrante et devrait s’ajuster à chaque modèle de caméra optique.
Aussi un objet de l’invention est de proposer une méthode d’analyse de la qualité optique d’une région d’un vitrage (troué ou non troué) sans les inconvénients précités, ainsi davantage aisée à mettre en œuvre industriellement (mire à plus courte distance que la distance de travail -distance de détection de l’objet etc-, équipement simple à prix raisonnable qui sert pour tout type de caméra, quelle que soit la distance de travail…) sans sacrifier la précision de mesure.
Aussi un premier objet de l’invention est de proposer une méthode d’analyse de la qualité optique d’une région d’un vitrage (notamment bombé et/ou feuilleté) notamment de véhicule terrestre, ferroviaire ou aéronautique, en particulier un pare-brise de véhicule automobile, région couvrant tout ou partie de la surface du vitrage, notamment région formant une zone limitée (fenêtre de transmission) destinée à être placée devant un dispositif d’acquisition ou de mesure (ADAS), éventuellement dans cette région le vitrage ayant un trou traversant comblé par un insert (transparent à la longueur d’onde de travail de l’ADAS) ou un trou partiel(sur feuille de verre interne d’un vitrage feuilleté) éventuellement avec un insert (transparent à la longueur d’onde de travail de l’ADAS), à partir d’analyse d’images d’une mire comprenant:
1) une (première) étape d’acquisition d’images numériques comportant:
- une acquisition d’au moins une image (numérique) d’une première mire M1 fixe (et éclairée) comportant un premier ensemble de motifs (contrastés) s’étendant selon deux dimensions (X, Y orthogonaux notamment Y axe vertical), de préférence motifs 2D–en particulier sur un premier panneau (notamment plan)-, à une distance L1 au moins centimétrique et de préférence d’au plus 5m d’un dispositif optique d’acquisition d’images (numériques) suivant l’axe optique (Z) du dispositif optique, notamment au moins 10, 50 ou mieux 100 motifs dans la profondeur de champ, acquisition comportant ainsi, dans n’importe quel ordre les sous étapes suivantes:
- une acquisition d’au moins une image (numérique) d’une première mire M1 fixe (et éclairée) comportant un premier ensemble de motifs (contrastés) s’étendant selon deux dimensions (X, Y orthogonaux notamment Y axe vertical), de préférence motifs 2D–en particulier sur un premier panneau (notamment plan)-, à une distance L1 au moins centimétrique et de préférence d’au plus 5m d’un dispositif optique d’acquisition d’images (numériques) suivant l’axe optique (Z) du dispositif optique, notamment au moins 10, 50 ou mieux 100 motifs dans la profondeur de champ, acquisition comportant ainsi, dans n’importe quel ordre les sous étapes suivantes:
1a) la mise à disposition d’une première image de référence I1, théorique ou acquise, de la mire M1 (simulée ou physique) de préférence dans la profondeur de champ du dispositif optique, en l’absence dudit vitrage,
1’a) le vitrage étant placé entre le dispositif optique et la première mire M1, avec ladite région de surface dans le champ de vue du dispositif optique, l’acquisition d’une première image déformée I’1de ladite première mire M1 (physique),
notamment déformation d’image induite par ladite région, vitrage incliné suivant un premier angle de préférence identique à l’angle du vitrage ou +/-5° ou +/-1° en position monté dans un véhicule
1’a) le vitrage étant placé entre le dispositif optique et la première mire M1, avec ladite région de surface dans le champ de vue du dispositif optique, l’acquisition d’une première image déformée I’1de ladite première mire M1,
déformation d’image induite par ladite région, vitrage incliné suivant un premier angle de préférence identique à l’angle du vitrage ou +/-5° ou +/-1° en position monté dans un véhicule
déformation d’image induite par ladite région, vitrage incliné suivant un premier angle de préférence identique à l’angle du vitrage ou +/-5° ou +/-1° en position monté dans un véhicule
- une acquisition d’au moins une image d’une mire Mi fixe (et éclairée) choisie parmi la première mire M1 ou d’une autre mire M2 comportant un deuxième ensemble de motifs (contrastés) s’étendant selon deux dimensions (Y’ Z’) de préférence motifs 2D – notamment sur un deuxième panneau (notamment plan), mire Mi à une distance L2 distincte de L1 du dispositif optique, de préférence L2- L1 en valeur absolue est au moins 1 cm ou 10 cm ou 20cm, acquisition comprenant ainsi, dans n’importe quel ordre les sous étapes suivantes:
1b) la mise à disposition d’une deuxième image de référence I2,théorique ou acquise, de la mire Mi (simulée ou physique), de préférence dans la profondeur de champ du dispositif optique, en l’absence dudit vitrage
1’b) le vitrage étant placé entre le dispositif optique et la mire Mi, avec ladite région dans le champ de vue du dispositif optique, l’acquisition d’une deuxième image déformée I’2de la mire Mi (physique), de préférence vitrage incliné suivant un deuxième angle de préférence identique ou sensiblement identique au premier angle
les sous étapes suivantes: 1a) à 1’b) étant dans n’importe quel ordre, avec les éventuelles acquisitions 1a) et 1b) pouvant être simultanées et/ou avec les acquisitions 1’a) et 1’b) éventuellement simultanées.
Concernant les images de références I1, I2 ce peut être des images acquises préenregistrées (acquises bien à l’avance), des images théoriques (simulées par ordinateur) ou des images acquises dans une même séquence d’acquisitions que les images déformées I’1, I’2.
Tant que la stabilité de la ligne optique est assurée, on peut notamment utiliser la première image de référence I1 théorique ou acquise (respectivement la deuxième image I2 théorique ou acquise) et ensuite faire une série d’acquisitions d’images déformées avec différents vitrages (en « batch ») à la suite pour la mire M1 et pour la mire Mi.
Après ou au fur et à mesure de l’acquisition d’images 1), la méthode comporte :
2) une étape de génération de points d’images en pixels (points repérés sur les images) qui sont :
- des premiers points (K1i) de la première mire M1 (repérés) sur la première image de référence I1 correspondant à des points physiques ou simulés (J1i) de la première mire M1 (points simulés si I1 théorique)
- des premiers autres points dits décalés (K’1i) de la première mire M1 (repérés) sur la première image déformée I’1 correspondant aux mêmes points (J1i) de la première mire M1
- des deuxième points de la mire Mi (K2i) (repérés) sur la deuxième image I2 correspondant à des points physiques ou simulés (J2i) de la mire Mi
- des deuxième autres points dits décalés (K’2i) de la deuxième mire M2 (repérés) sur la deuxième image déformée I’2 correspondant aux mêmes points (J2i) de la mire Mi.
En particulier les points d’images sont de préférence des points d’intérêts (ou remarquables) des motifs, ou des points notamment centraux de portions de région contenant un motif qu’on peut reconnaître. Les points d’images peuvent être dans n’importe quelle zone de l’image qu’on est capable de localiser sur l’image de référence I1 et sur l’image déformée I’1 (respectivement I2 et I’2).
Après ou en fur et à mesure de l’étape 2), la méthode comporte :
3) une étape de détermination, par calcul, d’un champ de premiers déplacements apparents, en pixels, entre chaque premier point (K1i) et son autre premier point décalé (K’1i) et d’un champ de deuxième déplacements apparents, en pixels, entre chaque deuxième point (K2i) et son deuxième point décalé correspondant (K2i).
Après l’étape 3) elle comporte :
4) une étape de détermination (prédiction) par calcul, à l’aide des champs des premiers et deuxième déplacements apparents, d’un champ de déplacements apparents simulé (en pixel,) de points, pour une (toute) distance L3 distincte de L1 et L2 d’une mire (comprenant des motifs s’étendant suivant deux dimensions, par exemple M1 ou M2) avec le dispositif optique le long de l’axe optique.
La méthode selon l’invention permet ainsi de déduire, prédire un champ de déplacements apparents simulé pour une distance L3 qui peut être très grande à partir de mesures et de calculs de champs de déplacement apparents à des distances L1, L2 choisies à façon.
Le champ de déplacements apparents simulé renseigne sur la qualité du vitrage et permettra de calibrer une caméra c’est-à-dire de corriger les déformations sur l’image en temps réel.
Pour une meilleure précision de mesure, le vitrage peut être de préférence incliné par rapport à l’axe optique du dispositif optique numérique selon un angle correspondant l’angle prévu dans l’utilisation dudit vitrage dans un véhicule, et l’angle est identique pendant 1’a) et 1’b).
Dans la méthode selon l’invention les étapes 1) et 2) et 2) et 3) peuvent s’entrelacer. Il faut une image pour pouvoir l'analyser mais l'analyse de cette image peut commencer pendant la fourniture ou l'acquisition d’autres images I’1, I2 etc.
Les panneaux porteurs de mire M1 ou M2 ne sont pas nécessairement strictement dans un plan orthogonal à l'axe optique. La distance L1 et L2 sont mesurée le long de l'axe optique, entre la caméra et le point de la mire qui intersecte l'axe optique.
Chaque mire est éclairée par tout moyen connu : rétroéclairage, éclairage de côté (spots, lumière d’ambiance).
Chaque mire est fixe (immobile pendant l’acquisition).
Les motifs sont discernables. Les motifs sont opaques ou transparents, colorés ou incolores, identiques ou distincts.
Les motifs peuvent être disjoints.
Les motifs peuvent être de toute forme, géométrique (disque, ovale etc) de taille adaptée à la résolution recherchée et dépendant de la taille des pixels des capteur du dispositif optique.
Les motifs peuvent former un arrangement régulier et même périodique de motifs disjoints : réseau avec une maille de forme donnée (carrée hexagonale etc) c
La mire peut être un pavage de deux motifs de couleurs différentes (rectangulaire, carré etc) en alternance par exemple la mire peut être un damier de noir et blanc ou coloré et transparent.
Pour une meilleure information 2D plutôt que 1D, on préfère des motifs 2D par opposition aux motifs 1D qui s’étendent sensiblement selon une direction telle une ligne droite ou ondulée comme une sinusoïde.
Avantageusement pour limiter les erreurs de mesure, les sous étapes 1’a) et 1’b) sont faites sans déplacement du vitrage par rapport au dispositif optique et même sans déplacement du vitrage et du dispositif optique, les sous étapes 1’a) et 1’b) étant au moins successives et de préférence simultanées lorsque Mi est la deuxième mire M2.
Dans une réalisation, Mi est la deuxième mire M2, la mire M1 occultant la mire M2, avec L2>L1 (M1 étant plus proche de M2 du dispositif optique), les sous étapes 1b) et 1’b) sont en l’absence de M1. En particulier, les sous étapes 1a) (par exemple sous étape d’acquisition) et 1’a) (par exemple sous étape d’acquisition) sont en présence ou en l’absence de M2.
Dans l’étape 1) lorsque la mire (M1 ou M1) est un damier ou un réseau de motifs alignés on peut s’arranger pour que chaque ligne de motifs soit désalignée avec la ligne des pixels du dispositif d’acquisition.
Le dispositif d’acquisition utilisé pour l’invention peut être basé sur un ou des capteurs sensibles à différentes parties du spectre électromagnétique c’est-à-dire dans le visible mais aussi hors visible notamment dans l’ultraviolet (UV) ou en-deçà ou dans l’infrarouge (IR) en particulier le proche infrarouge ou l’infrarouge lointain et au-delà. Pour une application hors visible, la mire M1 (si choisie non simulée pour l’image de référence) et le cas échéant la mire M2 et leurs illuminations sont choisies de façon à ce que ces mires et les motifs qui les constituent soient imagés de façon contrastée par le dispositif d’acquisition utilisé afin que chaque étape de l’invention puisse être réalisée.
La lumière émise, réfléchie ou diffusée par les mires M1 ou M2 et captées par le dispositif optique peuvent être dans des gammes spectrales S1 et S2 qui peuvent être égales, se recouvrir partiellement ou être complètement distinctes.
S1 et S2 ne sont pas forcément dans le visible.
Dans une réalisation avantageuse, Mi est la deuxième mire M2, les acquisitions de l’étape 1) sont en présence de M1 et M2.
Le dispositif optique peut être choisi polychromatique
-dans une gamme spectrale dans le visible avec plusieurs canaux sensibles dans au moins deux gammes spectrales différents S’1 et S’2 dans le visible.
-ou dans une autre gamme spectrale que le visible (IR, UV ) avec plusieurs canaux sensibles dans au moins deux gammes spectrales différents S’1 S’2 hors visible (IR, UV etc).
M1 peut être colorée avec une couleur Co1 (correspondant à une gamme spectrale S1, c’est-à-dire M1 émet, diffuse ou réfléchit la lumière dans la gamme spectrale S1).
M2 peut être colorée avec une couleur Co2, Co2 distincte de Co1 (correspondant à une gamme spectrale S2 distincte de S1, c’est-à-dire M2 émettant, diffusant ou réfléchissant la lumière dans une gamme spectrale S2).
En particulier le dispositif est polychromatique la première image déformée I’1 (et la première image de référence I1 acquise) contenant des motifs de couleur C’1 et la deuxième image déformée I’2 (et la deuxième image de référence I2 acquise) et contenant des motifs de couleur Co’2 distincte de Co’1.
En particulier, les motifs de M1 sont colorés avec une couleur C1, les motifs de M2 sont colorés avec une couleur Co2 distincte de C1, les couleurs Co1 et Co2 étant rendues de façon numérique par le dispositif d’acquisition d’image polychromatique par des couleurs Co’1 et Co’2 (la couleur rendue n'est pas forcément la couleur réelle).
Dans cette dernière réalisation pour d’avantage de gain de temps et pour enlever le besoin de retirer ou déplacer la mire M1, les acquisitions des sous étapes 1’a) et 1’b) sont simultanées, les éventuelles acquisitions des sous étapes 1a) et 1b) sont simultanées.
La première image déformée I’1 (notamment colorée de couleur Co’1) et la deuxième image déformée I’2 (notamment colorée de couleur Co’2 distincte de Co’1) sont combinées sur une première image commune déformée I’1c (notamment colorée avec deux couleurs Co’1 et Co’2), avant l’étape 3), on segmente la première image commune I’1c de façon à obtenir les images I’1 et I’2 (notamment colorées de couleur Co’1 et Co’2)..
Et éventuellement la première image de référence I1 acquise (notamment colorée de couleur Co’1) et la deuxième image de référence I2 acquise (notamment colorée de couleur Co’2 distincte de Co’1) sont combinées sur une image (de référence) commune I1c et avant l’étape 3), on segmente l’image (de référence) commune I1c de façon à obtenir les images (de référence) I1 et I2 notamment colorées de couleur Co’1 et Co’2).
Dans une configuration avec double mire M1 et Mi=M1, le dispositif d’acquisition numérique n’est pas focalisé sur l’une des mires en particulier (le cas échéant, un certain flou est permis sur l’image d’une ou plusieurs mires).
Dans une réalisation, la méthode comprend un établissement d’une cartographie dite prédictive en tout pixel des déplacements apparents dits simulés p3 notamment si nécessaire par interpolation (linaire, polynomiale)
des premiers et deuxièmes déplacements apparents.
La cartographie dite prédictive peut être obtenue à partir d’une première cartographie des premiers déplacements en tout pixel et d’une deuxième cartographie des deuxièmes déplacements interpolés en tout pixel, en particulier cartographies directement obtenues en utilisant une corrélation d’images.
La cartographie dite prédictive peut être obtenue à partir d’une première cartographie des premiers déplacements interpolés et d’une deuxième cartographie des deuxièmes déplacements interpolés.
Dans cette dernière réalisation, le calcul de chaque déplacement apparent p3 (pour L3) en tout pixel est obtenu à partir de la formule suivante :
dans laquelle ү1ү2et ү3sont les grandissements définis par :
fo étant la focale du dispositif optique
p1étant le premier déplacement apparent en tout pixel
p2étant le deuxième déplacement apparent en tout pixel.
Dans une réalisation, l’étape 2) comporte une détection (automatique) de points, notamment grâce à des techniques connues de l’homme du métier de traitement d’images, en particulier avec détection sous-pixel des points,
2a) une détection d’un point physique ou simulé dit point d’origine O1 de la mire M1 repéré par des coordonnées (de préférence cartésiennes) sur la première image I1 (acquise ou théorique)
2b) une détection dudit point d’origine O1 de la mire M1 repéré par des coordonnées (de préférence cartésiennes) sur la première image déformée I’1
2c) une détection desdits premiers points (d’image) qui sont des points d’intérêt K1 représentatifs des motifs de la première mire M1 sur la première image de référence I1
2d) une détection des premiers autres points (d’image) qui sont des points d’intérêt K’1 représentatifs des motifs de la première mire M1 sur la première image déformée I’1
2’a) une détection d’un autre point physique ou simulé dit autre point d’origine Oi de la mire Mi repéré par des coordonnées sur la deuxième image de référence I2 (acquise ou théorique),
2’b) une détection dudit autre point d’origine Oi de la mire Mi repéré par des coordonnées sur la deuxième image déformée I’2,
2’c) une détection des deuxièmes points (d’image) qui sont des points d’intérêt K2 représentatifs des motifs de la mire Mi sur la deuxième image I2
2’d) une détection des deuxièmes autres points qui sont des points d’intérêt K’2 représentatifs des motifs de la mire Mi sur la deuxième image déformée I’2
et après ou au fur et à mesure de la détection un ordonnancement (automatique) des (premiers, premiers autres et deuxièmes, deuxième autres ) points d’intérêts K1 à K’2
2e) les premiers points d’intérêts K1 étant ordonnés par rapport au point d’origine O1 repéré sur la première image I1 (acquise ou théorique),
2f) les autres premiers points d’intérêts K’1 étant ordonnés par rapport au point d’origine O1 repéré sur la première image déformée I’1
2’e) les deuxièmes points d’intérêts K2 étant ordonnés par rapport à l’autre point d’origine Oi repéré sur la deuxième image I2 (acquise ou théorique),
2’f) les deuxièmes autres points d’intérêts K’2 étant ordonnés par rapport à l’autre point d’origine Oi repéré sur la deuxième image déformée I’2.
Les détections sont éventuellement tout ou partie simultanées, en particulier les détections 2a) et 2b) ou 2c et 2d) ou 2’a) et 2’b) ou 2’c et 2’d) étant éventuellement simultanées
Le point d’origine O1 ou O2 peut coïncider avec un point d’intérêt et être repéré en même temps.
Les détections 2’a) et 2’a) ou 2b) et 2’b) ou 2c) et 2’c) ou 2d) et 2’d) sont éventuellement simultanées, en en parallèle et de préférence réalisés après segmentation comme décrit ultérieurement
On peut ordonner Ki en parallèle d'autres traitements d’images. On peut commencer à ordonner certains points déjà détectés et continuer la détection pour d’autres.
Après ou au fur et à mesure de l’ordonnancement, la méthode peut comporter :
- la formation (automatique) de premières paires (K1, K’1) et deuxièmes paires (K2, K’2) des points d’intérêts ordonnés, chaque première paire comportant premier point d’intérêt K1 et (son) premier autre point d’intérêt K’1 décalé, chaque deuxième paire comportant deuxième point d’intérêt K2 et (son) deuxième autre point d’intérêt K’2 décalé.
Dans cette méthode, l’appariement entre points sert pour la détermination des déplacements apparents. Les premiers et deuxièmes déplacements apparents correspondent à la différence entre les coordonnées des points images K1, K’1 et K2, K’2
De préférence on forme au moins 100 premières et deuxième paires qui correspondent à des points physiques réparties sur la mire de manière régulière ou irrégulière et selon un maillage suffisant pour scanner la région du vitrage.
La formation des première et deuxième paires peut être faite de manière simultanée, en parallèle, (après la segmentation détaillée plus tard).
En particulier, les points d’intérêts sont choisis parmi :
-points dans lignes d’intersection d'une mire grille ou entre motifs de pavage de la mire M1 ou Mi par exemple coins d’un motif carré d’un damier, avec alternance de motifs carré coloré transparent avec la couleur Co1 ou Co2 et de motifs carrés transparent et incolore
-centroides de motifs formant un réseau (régulier, périodique de préférence) de motifs (ponctuels) ,identiques de préférence, disjoints de la mire M1 ou Mi notamment répartis pour mailler suffisamment la zone de détection, motifs opaques ou transparent avec la couleur Co1 ou Co2.
Alternativement à la méthode impliquant des points d’intérêts (repérées par résolution sous pixel), l’étape 2) peut être basée sur la corrélation d’images numériques, la mire M1 est de préférence une mire de motifs aléatoire ou pseudo aléatoire, la mire Mi est de préférence une mire de motifs aléatoires ou pseudo aléatoire et comprend :
-la comparaison de portions d’images de la première image de référence I1 avec la première image déformée I’1 ou inversement la comparaison de portions d’images déformées de la première image déformée I’1 avec la première image de référence I1, de préférence les premiers points sont les centres C1 des portions d’images et les premiers points décalés sont les centres C’1 des portions d’images déformées.
-la comparaison de portions d’images de la deuxième image de référence avec la deuxième image déformée I’1 ou inversement la comparaison de portions d’images déformées de la première image déformée I’2 avec la deuxième image de référence I2, les deuxièmes points sont de préférence les centres C2 des portions d’images, les deuxième points décalés sont les centres C’2 des portions d’images déformées.
L’invention concerne aussi une méthode de calibration (de corrections d’images déformées en temps réel) d’une caméra optique (dans le visible , LIDAR, caméra thermique etc) placée dans l’habitacle d’un véhicule dans le champ de vue d’une région dudit vitrage de véhicule formant zone caméra analysée selon la méthode d’analyse décrit précédemment, calibration utilisant la cartographie des déplacements apparents simulés notamment de manière à compenser sur les images de la caméra optique les effets de la réfraction (décalage, distortion) du rayonnement lumineux à travers la région dudit vitrage.
La distance de travail est la distance de la caméra par rapport à un objet de détection à l’extérieur de l’habitacle.
L’invention a trait également à un véhicule notamment autonome ou semi-autonome, comportant le vitrage ainsi analysé et ladite caméra ainsi calibrée, notamment une caméra positionnée pour recevoir un rayonnement lumineux traversant le vitrage au travers de ladite région formant zone caméra, caméra choisie parmi :caméra dans le visible, dans l’infrarouge, en particulier LIDAR ; caméra thermique.
L’invention concerne aussi un vitrage de véhicule routier ou ferroviaire, qui intègre un dispositif de stockage de données sous la forme d’une matrice de données ou d’un code-barre qui renvoie à une base de données, la base de données contenant la cartographie des déplacements apparents simulés notamment le dispositif de stockage de données est sur ledit vitrage, notamment en périphérie, en particulier imprimé sur le vitrage, gravé (par laser etc) ou collé au vitrage.
L’invention a trait également à un véhicule notamment autonome ou semi-autonome, comportant le vitrage et un dispositif d’acquisition d’images dans l’habitacle, notamment une caméra optique positionnée pour recevoir un rayonnement lumineux traversant le vitrage au travers de ladite région formant zone caméra, caméra choisie parmi :caméra dans le visible, dans l’infrarouge, en particulier LIDAR ; caméra thermique
Le vitrage selon l’invention peut être feuilleté et comprendre :
- une première feuille de verre destinée à être le vitrage extérieur avec une première face principale externe F1 et une deuxième face principale interne F2 orientée vers l’habitacle
- un intercalaire de feuilletage en matière polymère dite matière intercalaire avec une face principale Fa orienté vers F2 et avec une face principale Fb opposée à Fa, en particulier polyvinylbutyral PVB (acoustique et/ou en coin etc)
- une deuxième feuille de verre destinée à être le vitrage intérieur avec une troisième face principale F3 côté F2 et une quatrième face principale F4 interne orientée vers l’habitacle.
Par exemple la caméra est un système de vision infrarouge à la longueur d’onde de travail dans le proche infrarouge (LIDAR etc) disposé dans l’habitacle derrière ledit vitrage et comportant un émetteur et/ou récepteur de façon à envoyer et/ou recevoir un rayonnement traversant la première feuille de verre éventuellement avec un trou traversant (4), dans l’épaisseur de la deuxième feuille de verre, le trou traversant étant centimétrique, trou fermé ou débouchant.
Par exemple la caméra est un système de vision infrarouge à la longueur d’onde de travail dans l’infrarouge lointain disposé dans l’habitacle derrière ledit vitrage et en regard d’un insert transparent à la longueur d’onde de travail logé au niveau d’un trou traversant du vitrage.
Certains modes de réalisations avantageux mais non limitatif de la présente invention sont décrits ci-après, qui peuvent bien entendu combinés entres eux le cas échéant.
L’invention concerne une méthode d’analyse de la qualité optique d’une région d’un vitrage à partir d’analyse d’images d’une mire, qui comprend un certain nombre d’étapes avec de sous étapes en particulier :
1) une première étape d’acquisition d’images numériques comportant:
- une acquisition d’au moins une image d’une première mire M1 fixe comportant un premier ensemble de motifs s’étendant selon deux dimensions, à une distance L1 au moins centimétrique d’un dispositif optique d’acquisition d’images suivant l’axe optique du dispositif optique, acquisition comportant ainsi dans n’importe quel ordre les sous étapes suivantes:
- une acquisition d’au moins une image d’une première mire M1 fixe comportant un premier ensemble de motifs s’étendant selon deux dimensions, à une distance L1 au moins centimétrique d’un dispositif optique d’acquisition d’images suivant l’axe optique du dispositif optique, acquisition comportant ainsi dans n’importe quel ordre les sous étapes suivantes:
1a) la mise à disposition d’une première image de référence I1,théorique ou acquise, de la mire M1 de préférence dans la profondeur de champ du dispositif optique, en l’absence dudit vitrage,
1’a) le vitrage étant placé entre le dispositif optique et la première mire M1, avec ladite région de surface dans le champ de vue du dispositif optique, l’acquisition d’une première image déformée I’1de ladite première mire M1,
- une acquisition d’au moins une image d’une mire Mi fixe choisie parmi la première mire M1 ou une autre mire M2 comportant un deuxième ensemble de motifs s’étendant selon deux dimensions, mire Mi à une distance L2 distincte de L1 du dispositif optique suivant l’axe optique du dispositif optique, acquisition comprenant ainsi, dans n’importe quel ordre les sous étapes suivantes:
1b) la mise à disposition d’une deuxième image de référence I2,théorique ou acquise, de la mire Mi, de préférence dans la profondeur de champ du dispositif optique, en l’absence dudit vitrage
1’b) le vitrage étant placé entre le dispositif optique et la mire Mi, avec ladite région dans le champ de vue du dispositif optique, l’acquisition d’une deuxième image déformée I’2de la mire Mi,
De préférence les sous étapes 1’a) et 1’b) sont faites sans déplacement du vitrage par rapport au dispositif optique et même sans déplacement du vitrage et du dispositif optique, les sous étapes 1’a) et 1’b) étant au moins successives et de préférence simultanées lorsque Mi est la deuxième mire M2.
Dans un cas, Mi est la deuxième mire M2, avec L2>L1, la mire M1 occultant la mire M2, les sous étapes 1b) et 1’b) sont en l’absence de M1
Dans un autre cas, Mi est la deuxième mire M2, les acquisitions de l’étape 1) sont en présence de M1 et M2, de préférence acquisitions successives ou simultanées des sous étapes 1’a) et 1’b), en particulier le dispositif est polychromatique, la la première image déformée I’1 contenant des motifs de couleur Co’1 et la deuxième image déformée I’2 contenant des motifs de couleur Co’2 distincte de Co’1.
En particulier les acquisitions des sous étapes 1’a) et 1’b) sont simultanées, les éventuelles acquisitions des sous étapes 1a) et 1b) sont simultanées et en ce que la première image déformée I’1 et la deuxième image déformée I’2 sont combinées sur une image commune déformée I’1c, avant l’étape 3), on segmente l’image commune I’1c de façon à obtenir les images I’1 et I’2 et éventuellement la première image de référence I1 et la deuxième image de référence I2 sont combinées sur une image commune I1c et avant l’étape 3), on segmente l’image commune I1c de façon à obtenir les images I1 et I2.
Après ou au fur et à mesure de l’acquisition d’images 1), la méthode comporte :
2) une étape de génération de points d’images qui sont :
- des premiers points de la première mire M1 sur la première image I1 correspondant à des points physiques ou simulés de la première mire M1
- des premiers autres points dits décalés de la première mire M1 sur la première image déformée I’1 correspondant aux mêmes points de la première mire M1
- des deuxième points de la mire Mi sur la deuxième image I2 correspondant à des points physiques ou simulés de la mire Mi
- des deuxième autres points dits décalés de la deuxième mire M2 sur la deuxième image déformée I’2 correspondant aux mêmes points de la mire Mi.
Dans un cas, l’étape 2) peut comporter une détection de points, notamment par détection sous pixel de points,
2a) une détection d’un point physique ou simulé dit point d’origine de la mire M1 repéré par des coordonnées sur la première image I1
2b) une détection dudit point d’origine de la mire M1 repéré par des coordonnées sur la première image déformée I’1
2c) une détection desdits premiers points qui sont des points d’intérêt représentatifs des motifs de la première mire M1 sur la première image I1
2d) une détection des premiers autres points qui sont des points d’intérêt représentatifs des motifs de la première mire M1 sur la première image déformée I’1
2’a) une détection d’un autre point physique ou simulé dit autre point d’origine Oi de la mire Mi repéré par des coordonnées sur la deuxième image I2,
2’b) une détection dudit autre point d’origine Oi de la mire Mi repéré par des coordonnées sur la deuxième image déformée I’2,
2’c) une détection des deuxièmes points qui sont des points d’intérêt représentatifs des motifs de la mire Mi sur la deuxième image I2
2’d) une détection des deuxièmes autres points qui sont des points d’intérêt représentatifs des motifs de la mire Mi sur la deuxième image déformée I’2
en ce qu’ après ou au fur et à mesure de la détection un ordonnancement des points d’intérêts :
2e) les premiers points d’intérêts étant ordonnés par rapport au point d’origine O1 repéré sur la première image I1
2f) les autres premiers points d’intérêts étant ordonnés par rapport au point d’origine O1 repéré sur la première image déformée I’1
2’e) les deuxièmes points d’intérêts étant ordonnés par rapport à l’autre point d’origine Oi repéré sur la deuxième image I2
2’f) les deuxièmes autres points d’intérêts étant ordonnés par rapport à l’autre point d’origine Oi repéré sur la deuxième image déformée I’2,
Et après ou au fur et à mesure de l’ordonnancement, la méthode comporte
- la formation (automatique) de premières paires et deuxièmes paires des points d’intérêts ordonnés, chaque première paire comportant premier point d’intérêt et son premier autre point d’intérêt décalé, chaque deuxième paire comportant deuxième point d’intérêt et son deuxième autre point d’intérêt décalé.
Les points d’intérêts sont choisis parmi :
-points dans lignes d’intersection entre motifs de pavage de la mire M1 ou Mi, notamment coins d’un motif d’un damier,
-centroides de motifs formant un réseau de motifs disjoints de la mire M1 ou Mi.
Alternativement l’étape 2) est basée sur la corrélation d’images numériques, et comprend :
-la comparaison de portions d’images de la première image I1 avec la première image déformée I’1 ou inversement la comparaison de portions d’images déformées de la première image déformée I’1 avec la première image I1, de préférence les premiers points sont les centres C1 des portions d’images et les premiers points décalés sont les centres C’1 des portions d’images déformées.
-la comparaison de portions d’images de la deuxième image avec la deuxième image déformée I’1 ou inversement la comparaison de portions d’images déformées de la première image déformée I’2 avec la première image I2, les deuxièmes points sont de préférence les centres des portions d’images, les deuxième points décalés sont les centres des portions d’images déformées.
Après ou en fur et à mesure de l’étape 2), la méthode comporte :
3) une étape de détermination, par calcul, d’un champ de premiers déplacements apparents, en pixels, entre chaque premier point et son autre premier point décalé correspondant et d’un champ de deuxième déplacements apparents, en pixels, entre chaque deuxième point et son deuxième point décalé correspondant
Après l’étape 3) la méthode comporte :
4) une étape de détermination, par calcul, à l’aide des champs des premiers et deuxième déplacements apparents, d’un champ de déplacements apparents simulé, de points, pour une distance L3 distincte de L1 et L2 d’une mire avec le dispositif optique.
La présente invention est maintenant décrite à l’aide d’exemples uniquement illustratifs et nullement limitatifs de la portée de l’invention, et à partir des illustrations jointes, dans lesquelles :
Les figures suivantes illustrent un système pour la mise en œuvre d’une première étape 1) de la méthode d’analyse de la qualité optique de la région délimitée du vitrage selon un premier aspect de l’invention :
Les figures suivantes illustrent un système pour la mise en œuvre d’une première étape 1) de la méthode d’analyse de la qualité optique de la région délimitée du vitrage selon un deuxième aspect de l’invention :
Les figures suivantes illustrent la méthode de corrélation d’images numériques utilisée pour aboutir à l’étape 3).
La représente schématiquement un vitrage 100 pour véhicule automobile, tel qu’un parebrise.
Le vitrage 100 comprend une feuille de verre 1 et une bande d’émail 12. La bande d’émail 12 forme une zone délimitée 10 destinée à être placée sur le trajet optique d’un dispositif optique, tel qu’une caméra d’un système intelligent d’assistance à la conduite. La surface de la zone délimitée est généralement inférieure à 0,5m².
La bande d’émail 12 peut être disposée totalement sur la surface d’une seule des deux faces principales de la feuille de verre 1, ou être divisée en plusieurs parties, chacune des parties étant disposés sur l’une et sur l’autre des faces de la feuille de verre 1 et l’ensemble des parties formant globalement une zone délimitée 10. Dans le cas d’un vitrage multiple comprenant plusieurs feuilles de verre, tel qu’un vitrage feuilleté, la bande d’émail peut aussi être en plusieurs parties, chaque partie étant disposée sur la surface de deux ou plusieurs feuilles de verre selon le nombre de parties de manière à former une zone délimité 12.
Les figures suivantes illustrent un système pour la mise en œuvre d’une première étape 1) de la méthode d’analyse de la qualité optique de la région délimitée du vitrage selon un premier aspect de l’invention :
La est une représentation schématique du système pour la mise en œuvre d’une sous étape 1a) de la première étape à savoir :
-l’acquisition d’une première image de référence I1d’une mire M1 31 fixe (et éclairée) comportant un premier ensemble de motifs (contrastés) 32,33 s’étendant selon deux dimensions (X, Y orthogonaux notamment Y axe vertical), de préférence motifs 2D–en particulier sur un premier panneau (notamment plan)-, à une distance L1 au moins centimétrique et de préférence d’au plus 5m d’un dispositif optique d’acquisition d’images (numériques) 2 suivant l’axe optique (Z) du dispositif optique, notamment au moins 10, 50 ou mieux 100 motifs dans la profondeur de champ.
La est une représentation schématique du système pour la mise en œuvre d’une sous étape 1’a) de la première étape à savoir :
le vitrage 100 étant placé entre le dispositif optique 2 et la première mire M1 31, avec ladite région de surface dans le champ de vue du dispositif optique, l’acquisition d’une première image déformée I’1de ladite première mire M1 (physique), 31 à une distance L2 distincte de L1 du dispositif optique 2, de préférence L2- L1 en valeur absolue est au moins 1 cm ou 10 cm ou 20cm
Le vitrage (bombé) est incliné suivant un premier angle de préférence identique à l’angle du vitrage ou +/-5° ou +/-1° en position monté dans un véhicule.
La est une représentation schématique du système pour la mise en œuvre d’une sous étape 1’b) de la première étape à savoir :
le vitrage 100 restant placé entre le dispositif optique 2 et la mire M1 31, avec ladite région de surface dans le champ de vue du dispositif optique, l’acquisition d’une deuxième image déformée I’2de ladite première mire M1 (physique), 31 à L2.
La est une représentation schématique du système pour la mise en œuvre d’une sous étape 1a) de la première étape à savoir :
-l’acquisition d’une deuxième image de référence I2de la mire M1 31 fixe (et éclairée) à une distance L2 (vitrage absent).
La est une représentation schématique explicative de la méthode selon l’invention avec un système 30’’d’une mire M1 à L1 de l’objectif 22 et un système 30’ d’une mire M1 (déplacée) ou M2 à L2 de l’objectif 22.
On représente les points A1, A2 points objets réels respectivement dans le plan 30’’ à L1 ou dans le plan 30’ à L2 sur le trajet ou comme sources d’un rayon lumineux faisant un angle
par rapport à l’axe optique Z (horizontale). En l’absence de l’élément transparent 100’, ce rayon passe au centre de l’objectif 22 approximé par une lentille mince pour finalement atteindre le point image A’ sur le détecteur 21.
Le détecteur 21 est positionné de préférence de façon à ce que le focus soit fait sur un des plan contenant un des objets réels , chaque plan étant de préférence dans la profondeur de champ de l’objectif.
En présence de l’élément transparent 100’, un rayon issu de A1 ou A2 ou passant par A1 et A2 et faisant un angle
par rapport à l’axe optique Z est réfracté dans l’élément transparent 100’ entre un point d’entrée H1 est un point de sortie H2 puis passe en un point G sur l’objectif 22 approximé par une lentille mince pour finalement atteindre le point B’ sur le détecteur 21.
B1 et B2 points objets virtuels, respectivement contenus dans les plans à L1 et à L2 de l’objectif 22 et représentant les positions apparentes des objets réels A1 et A2 du fait de la réfraction dans l’objet transparent 100’.
L’angle avec l’axe optique Z (horizontale) du rayon virtuel au point Bi est noté avec
Les points virtuels Bi sont définis par leur position avec :
On définit l’angle comme l’angle du rayon lumineux issu de A1 ou A2 ou passant par A1 et A2 après sa traversée dans l’objet transparent 100, c’est à dire entre les points H2 et G. Le rayon va donc intercepter l’objectif au point :
où
Sur le détecteur 21, les points et sont définis par leurs positions et :
ү1et ү2sont les grandissements définis par :
Et
avec f0la focale de l’objectif.
p1étant le premier déplacement apparent de A1 vers B1
p2étant le deuxième déplacement apparent de A2 vers B2
Et :
Où représente l’effet de la réfraction dans 100 du rayon issu de avec un angle .
On trouve donc que :
On introduit alors une troisième distance L3, distincte de L1 et L2 pour laquelle nous pouvons définir un troisième déplacement apparent d’une mire simulée à cette distance L3 :
Avec
Il est facile de généraliser les déplacements apparents pi en tout pixel et la formule précédent reste valide en tout pixel quand p1 et p2 décrive les champs de déplacements apparent en tout pixel.
Les figures suivantes illustrent un système pour la mise en œuvre d’une première étape 1) de la méthode d’analyse de la qualité optique de la région délimitée du vitrage selon un deuxième aspect de l’invention :
La est une représentation schématique du système pour la mise en œuvre d’une sous étape simultanée de 1a) et 1b) de la première étape.
On acquiert les deux images de références en même temps grâce à des mires M1 coloré 31 à damier 32, 32’ et M2 colorée 31’ à damier 32, 32’ adaptées respectivement à L1 et L2 (couleurs différentes).
M1 31 est plus proche du dispositif optique 2’ de type RBG.
La est une représentation schématique du système pour la mise en œuvre d’une sous étape simultanée 1’a) et 1’b) de la première étape.
On acquiert les deux images déformées en même temps grâce aux mires M1 31 à damier 32, 32’ et M2 31’ à damier 32, 32’ adaptées.
Le vitrage 100 est entre M1 31 et le dispositif optique 2’.
La est une représentation schématique 200 d’une image de référence (d’un damier de motifs noirs et blancs correspondant à la première mire M1) avec un champ de premiers déplacements apparents p1ipar paires de premiers points d’intérêts (K1iK’1i) qui sont les coins des motifs.
On représente ici 4 paires (K11K’11) (K12K’1i2) (K1i3K’1i3) (K1i4K’1i4)
avec 4 premiers déplacements apparents p11p12p13et p14.
On a représenté aussi le point d’origine O1.
La est une cartographie 301 des de premiers déplacements apparents interpolés pour L1 de 0,5m.
Les conditions expérimentales sont les suivantes :
- fo= 16mm,
le capteur (photodétecteur) est matriciel est de 1624*1220
- taille de pixel p de 4,4µm.
Les motifs de la mire à damier M1 sont des carrés de coté 5,4mm.
Le vitrage est incliné à 30° par rapport à l’horizontal.
La est une cartographie 302 des deuxièmes déplacements apparents interpolés pour L2 de 0,75m.
Les motifs de la mire à damier M2 sont des carrés de coté 8,1mm.
La est une cartographie 303 de troisièmes déplacements apparents interpolés pour L3 de 1m mesuré à titre de vérification expérimentale
Les motifs de la mire à damier M2 sont des carrés de coté 10,8mm.
La est une cartographie prédictive 304 de déplacements apparents simulés pour L3 de 1m calculée à partir des cartographies 301 et 302.
La est une cartographie 304 de l’écart entre troisième déplacements apparents et déplacements apparents simulés.
L’écart est suffisamment faible pour valider la méthode selon l’invention.
Les figures suivantes illustrent la méthode de corrélation d’images numériques utilisée pour aboutir à l’étape 3).
La montre une première image de référence 400 d’une mire de référence M1 à motifs (points) aléatoire 401 et une portion d’image Im11de la première image déformée I’1 qui est une fenêtre glissante sur la première image de référence jusqu’à trouver la meilleure localisation de la portion d’image sur l’image d’origine (calcul de la fonction de corrélation entre la portion d’image déformée et des portions de l’image de référence de taille équivalente, la meilleure localisation est définie par une fonction de corrélation maximale). On identifie le point central de cette portion d’image déformée et le point central de la portion d’image de référence équivalente. Le premier déplacement apparent est calculé entre les deux points centraux des portions d’images.
La montre un champ de premiers déplacements pour quatre portions d’images disjointes de la première image déformée Im11, Im12, Im13et Im14.
Chaque premier déplacement p11p12p13p14apparent est illustrés entre les deux points centraux (C11, C’11) (C12, C’12) (C13, C’13) (C13, C’13) des portions d’images.
La est une représentation schématique d’un vitrage 1000 comprenant une zone délimitée 10 étant destinée à être placée sur le trajet optique d’un dispositif optique tel qu’une caméra.
Le vitrage 1000 intègre un dispositif de stockage de données 2000 sous la forme d’une matrice de données ou d’un code-barre qui renvoie à une base de données contenant la cartographie des déplacements apparents simulés. Le dispositif de stockage de données est sur ledit vitrage imprimé en périphérie dans une épargne de la bande d’émail 12 sur le vitrage (en face intérieure 11 par exemple).
La est une représentation schématique en vue de côté d’un vitrage selon la comprenant la zone délimitée placée sur le trajet optique d’un dispositif optique ADAS tel qu’une caméra 2’’.
La zone délimitée est une zone délimitée par des bords, en particulier des bords opaques, notamment des bords formés par des éléments de décoration permettant de cacher à la vue des éléments de dispositifs, tels que des dispositifs de systèmes intelligents embarqués, disposés derrière le vitrage.
La zone délimitée peut avoir des formes diverses et/ou comprendre des éléments fonctionnels supplémentaires selon les utilisations.
-zone délimitée trapézoïdale avec un bord inférieur ouvert.
-zone délimitée en deux partie, l’une sous la forme rectangulaire à bords arrondis avec et l’autre, plus petite, sous la forme d’un cercle.
La partie sous la forme de cercle peut par exemple servir à l’installation d’un dispositif complémentaire tel qu’un capteur de pluie ou de luminosité extérieure. En variante, la partie rectangulaire à bords arrondis comprend en outre une bande d’estompage sur sa périphérie extérieure.
La zone délimitée peut comprendre un élément chauffant sur sa surface, permettant d’éliminer toute buée ou givre susceptible de se former sur ladite surface et gêner l’acquisition d’un dispositif optique placé en regard.
De manière générale, dans le cadre de l’invention, mais sans aucun caractère limitatif, la zone délimitée du vitrage est une zone délimitée par au moins deux bords, de préférence trois bords.
Claims (14)
- Méthode d’analyse de la qualité optique d’une région d’un vitrage à partir d’analyse d’images d’une mire, caractérisé en ce qu’elle comprend:
1) une étape d’acquisition d’images numériques comportant:
- une acquisition d’au moins une image d’une première mire M1 fixe comportant un premier ensemble de motifs s’étendant selon deux dimensions, à une distance
1a) la mise à disposition d’une première image de référence I1,théorique ou acquise, de la mire M1 de préférence dans la profondeur de champ du dispositif optique, en l’absence dudit vitrage,
1’a) le vitrage étant placé entre le dispositif optique et la première mire M1, avec ladite région de surface dans le champ de vue du dispositif optique, l’acquisition d’une première image déformée I’1de ladite première mire M1,
- une acquisition d’au moins une image d’une mire Mi fixe choisie parmi la première mire M1 ou une autre mire M2 comportant un deuxième ensemble de motifs s’étendant selon deux dimensions, mire Mi à une distance L2 distincte de L1 du dispositif optique suivant l’axe optique du dispositif optique, acquisition comprenant ainsi, dans n’importe quel ordre les sous étapes suivantes:
1b) la mise à disposition d’une deuxième image de référence I2,théorique ou acquise, de la mire Mi, de préférence dans la profondeur de champ du dispositif optique, en l’absence dudit vitrage
1’b) le vitrage étant placé entre le dispositif optique et la mire Mi, avec ladite région dans le champ de vue du dispositif optique, l’acquisition d’une deuxième image déformée I’2de la mire Mi,
en ce qu’après ou au fur et à mesure de l’acquisition d’images 1), la méthode comporte :
2) une étape de génération de points d’images qui sont :
- des premiers points de la première mire M1 sur la première image de référence I1 correspondant à des points de la première mire M1
- des premiers autres points dits décalés de la première mire M1 sur la première image déformée I’1 correspondant aux mêmes points de la première mire M1
- des deuxième points de la mire Mi sur la deuxième image de référence I2 correspondant à des points de la mire Mi
- des deuxième autres points dits décalés de la deuxième mire M2 sur la deuxième image déformée I’2 correspondant aux mêmes points de la mire Mi
et en ce qu’après ou en fur et à mesure de l’étape 2), la méthode comporte :
3) une étape de détermination, par calcul, d’un champ de premiers déplacements apparents, en pixels, entre chaque premier point et son autre premier point décalé correspondant et d’un champ de deuxième déplacements apparents, en pixels, entre chaque deuxième point et son deuxième point décalé correspondant
et en ce qu’après l’étape 3) la méthode comporte :
4) une étape de détermination, par calcul, à l’aide des champs des premiers et deuxièmes déplacements apparents, d’un champ de déplacements apparents simulé, de points, pour une distance L3 distincte de L1 et L2 d’une mire avec le dispositif optique. - Méthode d’analyse de la qualité optique d’une région d’un vitrage selon la revendication 1 caractérisé en ce que les sous étapes 1’a) et 1’b) sont faites sans déplacement du vitrage par rapport au dispositif optique et même sans déplacement du vitrage et du dispositif optique, les sous étapes 1’a) et 1’b) étant au moins successives et de préférence simultanées lorsque Mi est la deuxième mire M2.
- Méthode d’analyse de la qualité optique d’une région d’un vitrage selon l’une des revendications précédentes caractérisé en ce que Mi est la deuxième mire M2, avec L2>L1, la mire M1 occultant la mire M2, les sous étapes 1b) et 1’b) sont en l’absence de M1.
- Méthode d’analyse de la qualité optique d’une région d’un vitrage selon l’une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que Mi est la deuxième mire M2, les acquisitions de l’étape 1) sont en présence de M1 et M2, de préférence acquisitions successives ou simultanées des sous étapes 1’a) et 1’b), en particulier le dispositif est polychromatique, la première image déformée I’1 contenant des motifs de couleur Co’1 et la deuxième image déformée I’2 contenant des motifs de couleur Co’2 distincte de Co’1.
- Méthode d’analyse de la qualité optique d’une région d’un vitrage selon la revendication précédente caractérisé en ce que les acquisitions des sous étapes 1’a) et 1’b) sont simultanées, les éventuelles acquisitions des sous étapes 1a) et 1b) sont simultanées et en ce que la première image déformée I’1 et la deuxième image déformée I’2 sont combinées sur une image commune déformée I’1c, avant l’étape 3), on segmente l’image commune I’1c de façon à obtenir les images I’1 et I’2 et éventuellement la première image de référence I1 et la deuxième image de référence I2 sont combinées sur une image de référence commune I1c et avant l’étape 3), on segmente l’image de référence commune I1c de façon à obtenir les images de référence I1 et I2.
- Méthode d’analyse de la qualité optique d’une région d’un vitrage selon l’une des revendications précédentes caractérisé en ce que l’étape 2) comporte une détection de points, notamment par détection sous pixel de points,
2a) une détection d’un point physique ou simulé dit point d’origine de la mire M1 repéré par des coordonnées sur la première image de référence I1
2b) une détection dudit point d’origine de la mire M1 repéré par des coordonnées sur la première image déformée I’1
2c) une détection desdits premiers points qui sont des points d’intérêt représentatifs des motifs de la première mire M1 sur la première image de référence I1
2d) une détection des premiers autres points qui sont des points d’intérêt représentatifs des motifs de la première mire M1 sur la première image déformée I’1
2’a) une détection d’un autre point physique ou simulé dit autre point d’origine Oi de la mire Mi repéré par des coordonnées sur la deuxième image de référence I2,
2’b) une détection dudit autre point d’origine Oi de la mire Mi repéré par des coordonnées sur la deuxième image déformée I’2,
2’c) une détection des deuxièmes points qui sont des points d’intérêt représentatifs des motifs de la mire Mi sur la deuxième image de référence I2
2’d) une détection des deuxièmes autres points qui sont des points d’intérêt représentatifs des motifs de la mire Mi sur la deuxième image déformée I’2
en ce qu’ après ou au fur et à mesure de la détection un ordonnancement des points d’intérêts :
2e) les premiers points d’intérêts étant ordonnés par rapport au point d’origine O1 repéré sur la première image de référence I1
2f) les autres premiers points d’intérêts étant ordonnés par rapport au point d’origine O1 repéré sur la première image déformée I’1
2’e) les deuxièmes points d’intérêts étant ordonnés par rapport à l’autre point d’origine Oi repéré sur la deuxième image de référence I2
2’f) les deuxièmes autres points d’intérêts étant ordonnés par rapport à l’autre point d’origine Oi repéré sur la deuxième image déformée I’2,
Et en ce qu’après ou au fur et à mesure de l’ordonnancement, la méthode comporte
- la formation (automatique) de premières paires et deuxièmes paires des points d’intérêts ordonnés, chaque première paire comportant premier point d’intérêt et son premier autre point d’intérêt décalé, chaque deuxième paire comportant deuxième point d’intérêt et son deuxième autre point d’intérêt décalé. - Méthode d’analyse de la qualité optique d’une région d’un vitrage selon la revendication précédente caractérisé en ce que les points d’intérêts sont choisis parmi :
-points dans lignes d’intersection d'une mire grille ou entre motifs de pavage de la mire M1 ou Mi, notamment coins d’un motif d’un damier,
-centroides de motifs formant un réseau de motifs disjoints de la mire M1 ou Mi. - Méthode d’analyse de la qualité optique d’une région d’un vitrage selon l’une des revendications précédentes caractérisé en ce que l’étape 2) est basée sur la corrélation d’images numériques, et comprend :
-la comparaison de portions d’images de la première image de référence I1 avec la première image déformée I’1 ou inversement la comparaison de portions d’images déformées de la première image déformée I’1 avec la première image de référence I1, de préférence les premiers points sont les centres C1 des portions d’images de référence et les premiers points décalés sont les centres C’1 des portions d’images déformées.
-la comparaison de portions d’images de la deuxième image de référence avec la deuxième image déformée I’1 ou inversement la comparaison de portions d’images déformées de la première image déformée I’2 avec la deuxième image de référence I2, les deuxièmes points sont de préférence les centres des portions d’images de référence, les deuxièmes points décalés sont les centres des portions d’images déformées. - Méthode d’analyse de la qualité optique d’une région d’un vitrage selon l’une des revendications précédentes caractérisé en ce qu’elle comprend un établissement d’une cartographie dite prédictive, en tout pixel, des déplacements apparents simulés p3 notamment par interpolation des premiers et deuxièmes déplacements apparents.
- Méthode d’analyse de la qualité optique d’une région d’un vitrage selon la revendication précédente caractérisé en ce que le calcul de chaque déplacement apparent simulé p3 en tout pixel est obtenu à partir de la formule suivante :
dans laquelle ү1ү2et ү3sont les grandissements définis par :
fo étant la focale du dispositif optique.
p1étant le premier déplacement apparent en tout pixel
p2étant le deuxième déplacement apparent en tout pixel. - Méthode de calibration d’une caméra optique placée dans l’habitacle d’un véhicule dans le champ de vue d’une région dudit vitrage de véhicule formant zone caméra analysée selon la méthode d’analyse selon l’une des revendications précédentes, calibration utilisant la cartographie des déplacements apparents simulés selon la revendication 9 ou 10.
- Véhicule notamment autonome ou semi-autonome, comportant le vitrage et ladite caméra calibrée selon la revendication précédente, notamment une caméra positionnée pour recevoir un rayonnement lumineux traversant le vitrage au travers de ladite région formant zone caméra, région éventuellement comportant dans un trou partiel du vitrage ou un trou traversant du vitrage logeant un insert, notamment caméra choisie parmi :caméra dans le visible, dans l’infrarouge, en particulier LIDAR ; caméra thermique.
- Vitrage de véhicule routier ou ferroviaire, caractérisé en ce qu’il intègre un dispositif de stockage de données sous la forme d’une matrice de données ou d’un code-barre qui renvoie à une base de données contenant la cartographie des déplacements apparents simulés selon la revendication 9 ou 10 notamment le dispositif de stockage de données est sur ledit vitrage (10), notamment en périphérie.
- Véhicule notamment autonome ou semi-autonome, comportant le vitrage selon la revendication 13 et/ou un dispositif d’acquisition d’images dans l’habitacle, notamment une caméra optique positionnée pour recevoir un rayonnement lumineux traversant le vitrage au travers de ladite région formant zone caméra, notament caméra choisie parmi :caméra dans le visible, dans l’infrarouge, en particulier LIDAR; caméra thermique..
Priority Applications (4)
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|---|---|---|---|
| FR2107080A FR3124782B1 (fr) | 2021-06-30 | 2021-06-30 | Méthode d’analyse de la qualité optique d’un vitrage, méthode de calibration d’une caméra, vitrage analysé |
| EP22744805.7A EP4364108A1 (fr) | 2021-06-30 | 2022-06-28 | Méthode d'analyse de la qualité optique d'un vitrage, méthode de calibration d'une caméra, vitrage analysé |
| CN202280004523.6A CN115735234A (zh) | 2021-06-30 | 2022-06-28 | 装配玻璃光学质量分析方法、摄像机校准方法、被分析的装配玻璃 |
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| WO2021063847A1 (fr) * | 2019-09-30 | 2021-04-08 | Saint-Gobain Glass France | Méthode d'évaluation de la qualité optique d'une zone délimitée d'un vitrage |
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Patent Citations (1)
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| WO2021063847A1 (fr) * | 2019-09-30 | 2021-04-08 | Saint-Gobain Glass France | Méthode d'évaluation de la qualité optique d'une zone délimitée d'un vitrage |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| WU BO ET AL: "PHOTOGRAMMETRIC ENGINEERING & REMOTE SENSING A Flexible Method for Zoom Lens Calibration and Modeling Using a Planar Checkerboard", PHOTOGRAMMETRIC ENGINEERING & REMOTE SENSING, 1 June 2013 (2013-06-01), XP055901696 * |
Also Published As
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