FR3132780A1 - Procédé de calibration d’un dispositif de rétrovision numérique latérale extérieure d’un véhicule automobile - Google Patents
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Abstract
Procédé de calibration d’un dispositif de rétrovision numérique comportant au moins une caméra afin de capturer au moins une image numérique de son environnement arrière, restituant au moins une partie déterminée de l’image complète sur un écran d’affichage et des moyens de traitement d’images couplés à ladite caméra ; ledit procédé consistant, dans une première étape (200), à définir la partie d’image autour d’un point de repère fixe préalablement défini (100) et identifiable par la caméra, sur la partie arrière de la carrosserie, dans une deuxième étape (300), à identifier dans l’image complète ledit point de repère, dans une troisième étape (400), à positionner la partie d’image dans l’image complète par rapport au point de repère identifié dans l’image complète et dans une quatrième étape (500), à restituer la partie d’image ainsi positionnée, sur l’écran d’affichage à partir des coordonnées de la partie d’image dans l’image complète. (Figure 3)
Description
La présente invention concerne de manière générale les dispositifs de rétrovision numérique comportant des caméras destinées à remplacer les rétroviseurs extérieurs latéraux d’un véhicule automobile, couplées à des écran d’affichage disposés dans le cockpit du véhicule.
La présente invention s’intéresse plus particulièrement à un procédé de calibration d’un dispositif de rétrovision numérique latérale extérieure d’un véhicule automobile.
Les dispositifs de rétrovision numérique cohabitent généralement avec les systèmes d’aide à la conduite également désignés par systèmes ADAS (acronyme anglosaxon pour « Advanced Driver-Assistance System »). Ils sont généralement gérés par des calculateurs d’info-divertissement, appelés également « infotainement systems » en terminologie anglo-saxonne qui gèrent les interactions entre les capteurs du véhicule et les écrans d’affichage et autres IHM (Interface Homme-Machine) du véhicule. Les dispositifs de rétrovision numérique peuvent soit exploiter les calculateurs des systèmes ADAS, soit utiliser des calculateurs spécifiques destinés uniquement à la fonction de rétrovision.
Pour la rétrovision numérique, une zone, ou partie, de l’image capturée par les caméras et qui correspond à la vue dite de rétrovision (ou encore : vue de référence), est restituée au conducteur sur des écrans situés dans l’habitacle, ou cockpit, du véhicule. Ces écrans sont généralement disposés respectivement dans les angles inférieurs du pare-brise formés entre les montants de baie de pare-brise et la planche de bord ou dans les portes avant du véhicule.
Comme c’est souvent le cas avec des dispositifs comportant des capteurs de perception et en particulier des caméras, il est nécessaire d’effectuer une calibration, ou étalonnage, du dispositif de rétrovision en usine, en fin de chaine de fabrication du véhicule. La calibration est une opération qui consiste à sélectionner à l’intérieur de la vue complète captée par la caméra, la zone qui sera exploitée pour être restituée dans les écrans d’affichage du cockpit.
Les opérations de calibration sont indispensables pour répondre aux contraintes comme celles liées aux disparités des montages des caméras sur le véhicule.
Généralement ces calibrations sont réalisées avec des solutions en ligne de montage avec des équipements installés en bord de ligne (mire, …) qui présentent l’inconvénient d’être contraignants en termes de place, d’équipements et d’organisation et donc d’être coûteuses.
L’invention a pour but de proposer un procédé de calibration permettant de pallier ces inconvénients.
A cet effet, la présente invention a pour premier objet un procédé de calibration d’un dispositif de rétrovision numérique latérale extérieure équipant un véhicule automobile, ledit dispositif comportant au moins une caméra montée à l’extérieur dudit véhicule afin de capturer au moins une image numérique de son environnement arrière, couvrant au moins une partie arrière de la face latérale du véhicule, et restituant au moins une partie déterminée de l’image complète capturée par la caméra sur un écran d’affichage disposé dans le cockpit du véhicule et des moyens de traitement d’images couplés à ladite caméra ; ledit procédé consistant, dans une première étape, à définir la partie d’image autour d’un point de repère fixe préalablement défini et identifiable par la caméra, sur la partie arrière de la carrosserie, dans une deuxième étape, à identifier dans l’image complète ledit point de repère, dans une troisième étape, à positionner la partie d’image dans l’image complète par rapport au point de repère identifié dans l’image complète et, dans une quatrième étape, à restituer la partie d’image ainsi positionnée, sur l’écran d’affichage à partir des coordonnées de la partie d’image dans l’image complète.
Selon une caractéristique, le procédé consiste à définir la partie d’image sous la forme d’une fenêtre rectangulaire comportant une largeur et une hauteur déterminées s’exprimant respectivement en nombre de pixels et dans lequel, le point de repère est représenté par un ou plusieurs pixels dont les coordonnées sont définies par rapport à la largeur et la hauteur de la fenêtre.
Selon une autre caractéristique, le point de repère est choisi parmi : une aspérité sur la carrosserie, une baguette de protection, une extrémité de vitrage et une poignée de porte et notamment, l’extrémité avant de la poignée de porte arrière du véhicule comme point de repère fixe.
La présente invention a pour deuxième objet, l’utilisation du procédé tel que décrit ci-dessus, pour la calibration du dispositif de rétrovision en fin de chaine de fabrication.
La présente invention a pour troisième objet, l’utilisation du procédé tel que décrit ci-dessus, pour la calibration autonome du dispositif de rétrovision après chaque démarrage du véhicule.
La présente invention a pour quatrième objet, un produit programme d’ordinateur comportant des instructions qui, lorsque le programme est exécuté par un ordinateur, conduisent celui-ci à mettre en œuvre les étapes du procédé tel que décrit ci-dessus.
Enfin, la présente invention a pour quatrième objet, un véhicule automobile comportant un dispositif de rétrovision numérique comportant au moins une caméra montée à l’extérieur dudit véhicule afin de capturer au moins une image numérique de son environnement arrière couvrant au moins une partie arrière de la face latérale du véhicule, et un écran d’affichage disposé dans le cockpit du véhicule, restituant au moins une partie déterminée de l’image complète capturée par la caméra, et des moyens de traitement d’images couplés à ladite caméra, ledit dispositif mettant en œuvre le procédé tel que décrit ci-dessus.
Selon une caractéristique, le véhicule comporte un système d’info-divertissement, ou un calculateur spécifique, coopérant avec les moyens de traitement d’images du dispositif de rétrovision pour restituer la partie d’image dans l’écran d’affichage.
La présente invention a pour avantage de ne nécessiter aucun équipement complémentaire comme une mire avec son matériel associé, et donc de pouvoir assurer une calibration de manière entièrement autonome à partir du seul véhicule. Elle peut donc être réalisée en usine, sans contrainte spécifique de place ni de lieu, voire à chaque démarrage du véhicule pour compenser d’éventuels écarts de position notamment si le support de caméra est rabattable mécaniquement ou électriquement.
D’autres avantages et caractéristiques pourront ressortir plus clairement de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif et faite en se référant aux dessins dans lesquels :
Les éléments représentés sur les figures, sont orientés à l'intérieur d'un même repère orthonormé XYZ et les éléments identiques sont désignés par les mêmes références alphanumériques.
Pour cela et sauf précision contraire, il est fait référence au repère orthonormé XYZ pour identifier les directions d'extension du véhicule et les notions relatives associées, dont une direction longitudinale (selon X), une direction transversale (selon Y) et une direction verticale (selon Z). La direction longitudinale X s'étend entre l'avant et l'arrière du véhicule, la direction transversale Y s'étend entre les côtés latéraux droit et gauche du véhicule identifiés par rapport au conducteur en situation de conduite du véhicule, et la direction verticale Z définit l'extension du véhicule en élévation depuis son plan de roulage au sol. Par suite, les notions relatives avant et arrière sont identifiées longitudinalement, la notion latérale et les notions relatives droit et gauche sont identifiées transversalement, les notions comme supérieur et inférieur ou autres notions relatives apparentées comme bas et haut, … sont définies verticalement par rapport au plan de roulage du véhicule au sol.
La illustre un véhicule 1 selon une vue latérale gauche, équipé d’un dispositif de rétrovision numérique 2 mettant en œuvre le procédé selon l’invention.
La présente invention est décrite ci-après en considérant que les caméras 3 (seule la caméra gauche est visible sur la figure) du dispositif de rétrovision numérique 2 équipant le véhicule 1, ont au moins une partie de la face latérale arrière 4 du véhicule 1 dans leur champ de vision 5, englobant une partie de la porte arrière et l’aile arrière du véhicule 1. A ce champ de vision 5, délimité sur la figure par un contour fermé en trait continu, correspond une image dite complète 6. Seule une partie 7 de ce champ de vision 5, délimitée par un contour fermé en trait discontinu, est exploitée pour définir une partie d’image 8, partie d’image 8 qui est restituée au conducteur du véhicule 1.
Les caméras 3 sont implantées sur les ouvrants du véhicule 1 : les portières avant gauche et droite du véhicule 1. Elles sont, dans le mode de réalisation décrit, implantées sensiblement en lieu et place de rétroviseurs latéraux extérieurs (dans un autre mode de réalisation ces caméras pourraient également être implantées sur les ailes avant ou sur le montant du pare-brise).
Comme illustré à la , la partie 8 des images 6 capturées par les caméras 3, correspondant à une vue d’intérêt désignée par vue de rétrovision en encore par vue de référence, est restituée sur des écrans d’affichage 9 présents dans le cockpit 10 du véhicule 1. Les écrans 9 sont disposés dans le champ de vision du conducteur du véhicule 1 et notamment, sur ou au voisinage de la planche de bord 11 du véhicule 1 respectivement à gauche et à droite de la planche de bord. Ces vues de référence 8 sont destinées au conducteur du véhicule 1 pour l’aider à guider le véhicule 1 dans son environnement routier en prenant en compte la sécurité du véhicule 1 et donc des passagers du véhicule 1 mais également des autres usagers de la route. Ces vues de référence 8 sont généralement complémentaires d’autres informations de base présentées notamment sur un écran central 12 afin d'améliorer la sécurité, le confort ou la navigation.
Les vues de référence 8 ont un positionnement déterminé à l’intérieur des images complètes 6 capturées par les caméras 3.
Du fait des disparités de montage, les positions des caméras 3 peuvent être sensiblement différentes d’un véhicule à l’autre. En conséquence, les champs de vision 5 et 7 peuvent également varier sensiblement d’un véhicule à l’autre.
Ainsi, pour des vues de référence 8 ayant toujours les mêmes positionnements à l’intérieur des images complètes 6, la disparité de position des caméras 3 peut restituer des contenus visuels, offerts dans ces vues, légèrement différents d’un véhicule à l’autre. Pour remédier à ce défaut, considéré comme un défaut de qualité, mais qui peut également être lié à l’homologation du véhicule, il est nécessaire de calibrer en sortie de ligne de fabrication en usine, les dispositifs de rétrovision 2 pour que ces derniers restituent tous la même vue (contenu visuel) et c’est notamment pour cela que cette vue est désignée « vue de référence ».
La illustre un logigramme des principales étapes du procédé selon l’invention permettant de prendre en compte les disparités de montage introduites ci-dessus.
Dans la suite de la description, on décrira le procédé en considérant uniquement une seule des deux caméras 3 (la caméra de gauche) étant entendu que la description est la même pour la caméra de droite, par symétrie par rapport au plan médian passant par l’axe longitudinal selon X, du véhicule.
Préalablement au traitement et gestion des images capturées par la caméra 3, le procédé considère 100 un point de repère fixe déterminé, identifiable par la caméra, sur la partie arrière de la carrosserie.
Dans une première étape 200, il consiste à définir la partie d’image qui sera restituée au conducteur sur un écran d’affichage dans l’habitacle, ou cockpit du véhicule. On désignera ci-après, cette partie d’image par « vue de référence ». La vue de référence est définie autour de la représentation du point de repère dans la partie d’image. Dans une deuxième étape 300, le procédé consiste à identifier, dans l’image complète, le point de repère. Dans une troisième étape 400, il consiste à positionner (au cours de la première calibration, par exemple en sortie de chaine de fabrication), ou repositionner (à chaque redémarrage du véhicule par exemple) la partie d’image dans l’image complète par rapport à la représentation du point de repère identifié dans l’image complète. Et, dans une quatrième étape 500 (non illustrée) le procédé consiste à restituer la partie d’image ainsi positionnée, sur l’écran d’affichage à partir des coordonnées de la vue de référence dans l’image complète.
La illustre la définition 100 d’un repère PR, ou point de repère, fixe sur la face latérale 4 du véhicule 1.
Ce point de repère fixe PR est avantageusement choisi pour être facilement reconnaissable par une caméra 3 couplée à des moyens de traitement d’images 14 basés notamment sur la reconnaissance de forme. Les images 6 capturées par la caméra 3 sont des images numériques constituées de pixels. Leurs nombres, positions et caractéristiques photométriques : intensité, couleur, ... sont exploitées pour faire de la reconnaissance de forme dans l’image 6.
Un point de repère PR aisément identifiable par ce type de moyens 14 dans le champ de vision 5 de la caméra 3, et qui est déjà présent sur la face latérale 4 du véhicule 1, est la poignée de porte 15, notamment la poignée de porte arrière du véhicule 1. En effet, une poignée de porte 15 a une forme aisément reconnaissable et qui se différencie de la forme du panneau de porte globalement plane et uniforme. La poignée 15, de forme générale rectangulaire, s’étend longitudinalement (selon X), sur sa longueur, le long du panneau de porte. C’est l’extrémité avant de la poignée 15 qui se distingue en particulier dans le champ de vision 5 de la caméra 3. Elle est identifiée, dans sa représentation numérique, par un ou plusieurs pixels correspondant à la partie d’extrémité avant de la poignée 15, à mi-hauteur de la poignée 15. Cet exemple est donné à titre d’illustration, mais tout autre élément caractéristique visible sur la face latérale 4 de la carrosserie (extrémité d’une baguette de porte, aspérité sur la forme de la carrosserie, …) pourra être utilisé de manière similaire.
A l’étape 200, illustrée à la , la vue de référence 8 qui sera restituée au conducteur, est prédéfinie comme une fenêtre rectangulaire 16 dont la taille : hauteur H x largeur L, s’exprime en nombre de pixels.
La position du ou des pixels de référence (représentation du point de repère PR) est définie, par exemple, à l’intérieur de la fenêtre 16, par rapport à l’angle supérieur gauche de la fenêtre 16. Sur les figures, le pixel de référence est désigné avec la même référence alphanumérique PR que celle servant à référencer le point de repère. La distance horizontale du pixel de référence PR suivant la largeur L de la fenêtre 16 est égale à un premier nombre P déterminé de pixels et la distance verticale du pixel de référence PR suivant la hauteur H de la fenêtre 16 est égale à un deuxième nombre N déterminé de pixels.
A l’étape 300, illustrée à la , le procédé consiste à identifier dans l’image complète 6, le pixel PR choisi comme référence. Dans le mode de réalisation décrit, le pixel de référence PR correspond à l’extrémité avant de la poignée 15.
Après avoir identifié le ou les pixels de référence PR dans l’image complète 6, le procédé consiste à l’étape 400, comme illustré à la , à positionner, en relatif par rapport à celui-ci, la vue de référence 8 avec ses dimensions (H x L), dans l’image complète 6 capturée par la caméra 3. Ensuite, le procédé consiste à l’étape 500 à déterminer les coordonnées de la vue de référence 8, dans le référentiel de l’image complète 6 pour sa restitution sur l’écran d’affichage 9 du dispositif de rétrovision 2 ( ).
Le procédé implémente un produit programme d’ordinateur comportant des instructions pour l’exécution des étapes du procédé décrit ci-dessus.
Ce programme est implémenté par exemple par un ou plusieurs calculateurs du système ADAS (superviseur ADAS) du véhicule (non représenté), spécifique ou en lien avec un ou plusieurs calculateurs du système d’info-divertissement 17 ( ) du véhicule 1 désigné également système IVI (acronyme anglosaxon pour In-Vehicle Infotainment) qui est l’organe central du véhicule 1 dédié au traitement et l’affichage des images.
Un tel programme pourra être mis à jour avec possibilité d’ajout de fonctions en utilisant une mise à jour par voie d’ondes de type OTA « Over The Air ».
Claims (10)
- Procédé de calibration d’un dispositif de rétrovision numérique latérale extérieure (2) équipant un véhicule automobile (1), ledit dispositif comportant au moins une caméra (3) montée à l’extérieur dudit véhicule (1) afin de capturer au moins une image numérique (6) de son environnement arrière couvrant au moins une partie arrière de la face latérale (4) du véhicule (1), restituant au moins une partie (8) déterminée de l’image complète (6) capturée par la caméra (3) sur un écran d’affichage (9) disposé dans le cockpit (100) du véhicule (1) et des moyens de traitement d’images (14) couplés à ladite caméra (3) ; ledit procédé consistant, dans une première étape (200), à définir la partie d’image (8) autour d’un point de repère fixe (PR) préalablement défini (100) et identifiable par la caméra (3), sur la partie arrière de la carrosserie (4), dans une deuxième étape (300), à identifier dans l’image complète (6) ledit point de repère (PR), dans une troisième étape (400), à positionner la partie d’image (8) dans l’image complète (6) par rapport au point de repère (PR) identifié dans l’image complète (6) et, dans une quatrième étape (500), à restituer la partie d’image (8) ainsi positionnée, sur l’écran d’affichage (9) à partir des coordonnées de la partie d’image dans l’image complète (6).
- Procédé selon la revendication précédente, consistant à définir la partie d’image (8) sous la forme d’une fenêtre rectangulaire (16) comportant une largeur (L) et une hauteur (H) déterminées s’exprimant respectivement en nombre de pixels (N, P) et dans lequel, le point de repère (PR) est représenté par un ou plusieurs pixels dont les coordonnées sont définies par rapport à la largeur (L) et la hauteur (H) de la fenêtre (16).
- Procédé selon l’une des revendications précédentes, consistant à définir un point de repère sur la face latérale (4) du véhicule (1) choisi parmi : une aspérité sur la carrosserie, une baguette de protection, une extrémité de vitrage et une poignée de porte.
- Procédé selon la revendication précédente, consistant à définir l’extrémité avant de la poignée (15) de porte arrière du véhicule (1) comme point de repère fixe (PR).
- Utilisation du procédé selon l’une des revendications précédentes, pour la calibration du dispositif de rétrovision (2) en fin de chaine de fabrication.
- Utilisation du procédé selon l’une des revendications 1 à 4, pour la calibration autonome du dispositif de rétrovision (2) après chaque démarrage du véhicule (1).
- Produit programme d’ordinateur comportant des instructions qui, lorsque le programme est exécuté par un ordinateur, conduisent celui-ci à mettre en œuvre les étapes du procédé selon l’une des revendications 1 à 4.
- Véhicule automobile (1) comportant un dispositif de rétrovision numérique (2) comportant au moins une caméra (3) montée à l’extérieur dudit véhicule (1) afin de capturer au moins une image numérique (6) de son environnement arrière couvrant au moins une partie arrière de la face latérale (4) du véhicule (1), et un écran d’affichage (9) disposé dans le cockpit (10) du véhicule (1), restituant au moins une partie déterminée (8) de l’image complète (6) capturée par la caméra (3), et des moyens de traitement d’images (14) couplés à ladite caméra (3) ; ledit dispositif (2) mettant en œuvre le procédé selon l’une des revendications 1 à 4.
- Véhicule automobile (1) selon la revendication précédente, comportant un système d’info-divertissement (17) coopérant avec les moyens de traitement d’images (14) du dispositif de rétrovision (2) pour restituer la partie d’image (8) dans l’écran d’affichage (9).
- Véhicule automobile (1) selon la revendication 8, comportant un calculateur spécifique coopérant avec les moyens de traitement d’images (14) du dispositif de rétrovision (2) pour restituer la partie d’image (8) dans l’écran d’affichage (9).
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