FR3128998A1 - Traitement de données d’un capteur LiDAR - Google Patents
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Abstract
La divulgation concerne un dispositif de traitement de données de capteur LiDAR monté sur un véhicule. Le dispositif de traitement de données permet de déterminer si des groupes de pixels d’une matrice de pixels obtenus par le capteur LiDAR correspondent à des nuages de particules notamment à partir d’une distribution de vecteurs normaux associés à ces pixels.
Description
La présente invention concerne un dispositif et un procédé de traitement de données d’un capteur LiDAR.
Un capteur LiDAR (Light Detection And Ranging) est un capteur émettant des ondes lumineuses et déterminant, à partir de la réflexion de ces ondes lumineuses, une matrice cartographiant un environnement du capteur LiDAR.
La matrice de l’environnement du capteur LiDAR peut comprendre des particules en suspension et notamment, lorsque le capteur LiDAR est embarqué à bord d’un véhicule, des particules en suspension issues des gaz d’échappement.
Dans le cadre d’un capteur LiDAR positionné sur un véhicule circulant sur le réseau routier, les particules en suspension sont nombreuses notamment du fait des gaz d’échappement des différents véhicules et peuvent empêcher une interprétation correcte de la matrice de l’environnement du capteur LiDAR.
Une solution proposée par le document US8818609 consiste à déterminer si une zone de points obtenus par le capteur LiDAR correspond à des gaz d’échappement ou s’il s’agit d’une zone correspondant à un objet solide à partir d’un profil de densité et d’un profil d’élévation de ces points. Plus précisément, les profils de densité et d’élévation sont comparés avec des profils préalablement déterminés et un classifieur est utilisé pour déterminer s’il s’agit de gaz d’échappement ou d’un objet solide sur la base de la comparaison.
Toutefois, cette solution est limitée dans la mesure où un objet solide peut également être compris au niveau des gaz d’échappement et dans ce cas, la discrimination entre les gaz d’échappement et l’objet solide peut s’avérer difficile.
En ce sens, la précision de la détection des particules en suspension et la discrimination d’objets dans ces particules peut donc être améliorée.
Présentation de l’invention
Un premier objectif de la présente divulgation consiste donc à proposer un dispositif et un procédé alternatifs adaptés pour détecter si un groupe de points (pixels) obtenus par un capteur LiDAR adapté pour être monté sur un véhicule correspond en tout ou partie à un nuage de particules.
Un autre objectif de la présente divulgation consiste à permettre au dispositif et au procédé de déceler si, à l’intérieur de ce groupe de pixels préalablement identifiés comme appartenant en tout ou partie à un nuage de particules, des pixels correspondent à des éléments solides autres que des particules.
A ce titre, la présente divulgation présente un dispositif de traitement de données d’un capteur LiDAR adapté pour être monté sur un véhicule, le dispositif comprenant un calculateur configuré pour :
- obtenir une matrice de pixels acquise par le capteur LiDAR, chaque pixel de la matrice étant associé à une intensité lumineuse et à une position dans un espace en trois dimensions,
- identifier au moins un groupe de pixels voisins de la matrice de pixels et,
pour au moins un groupe de pixels voisins identifié :
* déterminer une pluralité de vecteurs normaux associés aux pixels du groupe de pixels voisins,
* identifier si le groupe de pixels voisins appartient en tout ou partie à un nuage de particules à partir d’une distribution de la pluralité de vecteurs normaux associés aux pixels du groupe de pixels voisins.
- obtenir une matrice de pixels acquise par le capteur LiDAR, chaque pixel de la matrice étant associé à une intensité lumineuse et à une position dans un espace en trois dimensions,
- identifier au moins un groupe de pixels voisins de la matrice de pixels et,
pour au moins un groupe de pixels voisins identifié :
* déterminer une pluralité de vecteurs normaux associés aux pixels du groupe de pixels voisins,
* identifier si le groupe de pixels voisins appartient en tout ou partie à un nuage de particules à partir d’une distribution de la pluralité de vecteurs normaux associés aux pixels du groupe de pixels voisins.
Optionnellement, le calculateur est également configuré pour, déterminer, pour au moins un pixel spécifique du groupe de pixels voisins identifié comme appartenant en tout ou partie à un nuage de particules, si le pixel spécifique appartient à un élément solide autre que le nuage de particules.
Optionnellement, le calculateur est configuré pour déterminer que le pixel spécifique appartient à un élément solide lorsqu’une intensité associée au pixel est supérieur à un seuil d’intensité associé à un élément solide déterminé.
Optionnellement, le calculateur est en outre configuré pour déterminer une distance moyenne du groupe de pixels voisins par rapport au capteur LiDAR. Un groupe de pixels voisins peut être candidat à être identifié comme appartenant en tout ou partie au nuage de particules lorsqu’une distance moyenne des pixels du groupe de pixels voisins par rapport au capteur LiDAR est inférieure à un seuil de distance prédéterminé.
Optionnellement, le calculateur est en outre configuré pour déterminer une intensité moyenne du groupe de pixels voisins et une distance moyenne du groupe de pixels voisins par rapport au capteur LiDAR. Un groupe de pixels voisins peut être candidat à être identifié comme appartenant en tout ou partie au nuage de particules lorsqu’une intensité moyenne des pixels du groupe de pixels voisins est inférieure à un seuil d’intensité déterminé, le seuil d’intensité étant déterminé à partir de la distance moyenne du groupe de pixels.
Optionnellement, le calculateur est en outre configuré pour déterminer un angle d’azimut pour chacun des pixels du groupe de pixels voisins. Un groupe de pixels voisins peut être candidat à être identifié comme appartenant en tout ou partie au nuage de particules lorsqu’une distribution de l’angle d’azimut des pixels du groupe de pixels voisins correspond sensiblement à un modèle prédéterminé.
Optionnellement, le calculateur est configuré pour identifier un groupe de pixels voisins comme correspondant à une pluralité de pixels dont chaque pixel est à une distance inférieure à un seuil voisin prédéterminé d’un autre pixel du groupe de pixels.
Selon un autre aspect, la présente divulgation présente un véhicule embarquant un dispositif de traitement de données selon l’une des options décrites ci-dessus. Le calculateur du dispositif de traitement de données est alors configuré pour identifier un nuage de particules comprenant des particules de gaz d’échappement.
Selon un autre aspect, la présente divulgation présente un procédé de traitement de données d’un capteur LiDAR monté sur un véhicule caractérisé en ce qu’il comprend :
- obtention d’une matrice de pixels acquise par le capteur LiDAR, chaque pixel de la matrice étant associé à une intensité lumineuse et à une position dans un espace en trois dimensions,
- identification d’au moins un groupe de pixels voisins de la matrice de pixels et,
pour au moins un groupe de pixels voisins identifié :
* détermination d’une pluralité de vecteurs normaux associés aux pixels du groupe de pixels voisins,
* identification d’une appartenance du groupe de pixels voisins en tout ou partie à un nuage de particules à partir d’une distribution de la pluralité de vecteurs normaux associés aux pixels du groupe de pixels voisins.
- obtention d’une matrice de pixels acquise par le capteur LiDAR, chaque pixel de la matrice étant associé à une intensité lumineuse et à une position dans un espace en trois dimensions,
- identification d’au moins un groupe de pixels voisins de la matrice de pixels et,
pour au moins un groupe de pixels voisins identifié :
* détermination d’une pluralité de vecteurs normaux associés aux pixels du groupe de pixels voisins,
* identification d’une appartenance du groupe de pixels voisins en tout ou partie à un nuage de particules à partir d’une distribution de la pluralité de vecteurs normaux associés aux pixels du groupe de pixels voisins.
Optionnellement, le procédé comprend en outre une détermination, pour au moins un pixel spécifique du groupe de pixels voisins, d’une appartenance du pixel spécifique à un élément solide autre que le nuage de particules.
La présente divulgation présente par ailleurs un produit programme d’ordinateur comprenant des instructions pour la mise en œuvre de l’un quelconque des procédés présentés dans le présent document lorsqu’il est mis en œuvre par un ordinateur. Elle présente également un support de stockage non transitoire lisible par ordinateur sur lequel sont stockées des instructions de code pour la mise en œuvre de l’un quelconque des procédés décrits dans le présent document.
D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels :
Claims (12)
- Dispositif de traitement de données (1) d’un capteur LiDAR (2) adapté pour être monté sur un véhicule (10), le dispositif comprenant un calculateur (3) configuré pour :
- obtenir (110) une matrice de pixels (p) acquise par le capteur LiDAR (2), chaque pixel (p) de la matrice étant associé à une intensité lumineuse (I) et à une position (x, y, z) dans un espace en trois dimensions,
- identifier (120) au moins un groupe de pixels voisins de la matrice de pixels et,
pour au moins un groupe de pixels voisins identifié :
* déterminer (130) une pluralité de vecteurs normaux associés aux pixels du groupe de pixels voisins,
* identifier (140) si le groupe de pixels voisins appartient en tout ou partie à un nuage de particules à partir d’une distribution de la pluralité de vecteurs normaux associés aux pixels du groupe de pixels voisins. - Dispositif (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le calculateur (3) est également configuré pour, déterminer (150), pour au moins un pixel spécifique du groupe de pixels voisins identifié comme appartenant en tout ou partie à un nuage de particules, si le pixel spécifique appartient à un élément solide autre que le nuage de particules.
- Dispositif (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le calculateur (3) est configuré pour déterminer que le pixel spécifique appartient à un élément solide lorsqu’une intensité associée au pixel est supérieur à un seuil d’intensité associé à un élément solide déterminé.
- Dispositif (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le calculateur (3) est en outre configuré pour déterminer une distance moyenne du groupe de pixels voisins par rapport au capteur LiDAR (2) et en ce qu’un groupe de pixels voisins est candidat à être identifié comme appartenant en tout ou partie au nuage de particules lorsqu’une distance moyenne des pixels du groupe de pixels voisins par rapport au capteur LiDAR (2) est inférieure à un seuil de distance prédéterminé.
- Dispositif (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le calculateur (3) est en outre configuré pour déterminer une intensité moyenne du groupe de pixels voisins et une distance moyenne du groupe de pixels voisins par rapport au capteur LiDAR (2),
et en ce qu’un groupe de pixels voisins est candidat à être identifié comme appartenant en tout ou partie au nuage de particules lorsqu’une intensité moyenne des pixels du groupe de pixels voisins est inférieure à un seuil d’intensité déterminé, le seuil d’intensité étant déterminé à partir de la distance moyenne du groupe de pixels. - Dispositif (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le calculateur est en outre configuré pour déterminer un angle d’azimut pour chacun des pixels du groupe de pixels voisins, et en ce qu’un groupe de pixels voisins est candidat à être identifié comme appartenant en tout ou partie au nuage de particules lorsqu’une distribution de l’angle d’azimut des pixels du groupe de pixels voisins correspond sensiblement à un modèle prédéterminé.
- Dispositif (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le calculateur (3) est configuré pour identifier un groupe de pixels voisins comme correspondant à une pluralité de pixels dont chaque pixel est à une distance inférieure à un seuil voisin prédéterminé d’un autre pixel du groupe de pixels.
- Véhicule (10) caractérisé en ce qu’il embarque un dispositif de traitement de données (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, en ce qu’un capteur LiDAR (2) est monté à l’arrière du véhicule et en ce que le calculateur (3) du dispositif de traitement de données (1) est configuré pour identifier un nuage de particules comprenant des particules de gaz d’échappement.
- Procédé de traitement de données d’un capteur LiDAR (2) monté sur un véhicule (10) caractérisé en ce qu’il comprend :
- obtention (110) d’une matrice de pixels (p) acquise par le capteur LiDAR (2), chaque pixel (p) de la matrice étant associé à une intensité lumineuse (I) et à une position (x, y, z) dans un espace en trois dimensions,
- identification (120) d’au moins un groupe de pixels voisins de la matrice de pixels et,
pour au moins un groupe de pixels voisins identifié :
* détermination (130) d’une pluralité de vecteurs normaux associés aux pixels du groupe de pixels voisins,
* identification (140) d’une appartenance du groupe de pixels voisins en tout ou partie à un nuage de particules à partir d’une distribution de la pluralité de vecteurs normaux associés aux pixels du groupe de pixels voisins. - Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu’il comprend en outre une détermination (150), pour au moins un pixel spécifique du groupe de pixels voisins identifié comme appartenant en tout ou partie à un nuage de particules, d’une appartenance du pixel spécifique à un élément solide autre que le nuage de particules.
- Produit programme d’ordinateur comprenant des instructions pour la mise en œuvre de l’un quelconque des revendications de procédé ci-dessus lorsqu’il est mis en œuvre par un ordinateur.
- Support de stockage non transitoire lisible par ordinateur sur lequel sont stockées des instructions de code pour la mise en œuvre d’un procédé selon l’une quelconque des revendications de procédé ci-dessus.
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