WO1998019886A1 - Dispositif de controle automatique des phares de vehicules automobiles - Google Patents

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    • B60Q1/14—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments the devices being headlights having dimming means
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    • B60Q1/143—Automatic dimming circuits, i.e. switching between high beam and low beam due to change of ambient light or light level in road traffic combined with another condition, e.g. using vehicle recognition from camera images or activation of wipers
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Definitions

  • the present invention relates to an automatic control device for switching headlights on and off, in particular for motor vehicles. It relates more particularly to a video camera coupled to a computer and to a switch which not only make it possible to determine the level of lighting but also to discriminate a certain number of predetermined situations in algorithms, for which the headlights must be turned on in large, put in crossing position or off.
  • the automatic headlight control system is an obvious part of road safety.
  • a relatively large number of drivers make faults and endanger traffic, for example by not switching on the headlights at dusk or by leaving the large headlights on when passing.
  • the driver's vision control criteria are very low. Many suffer from insufficient night vision, high glare recovery time or simply low vision.
  • the twilight conditions are particularly difficult: low and dazzling sun, road in the dark. The same is true for the transition from the sunny road to the darkness of a tunnel. It is clear that one cannot replace the sight of a driver by a simple electric cell, especially since a good part of the human brain is used for vision.
  • control device is particularly remarkable in that it comprises:
  • an electronic image capture card transforming the analog video signal from the camera into a series of digital information (bytes) each corresponding to a point in the image (pixel),
  • ROM read-only memory
  • the algorithms making it possible to analyze the image and to discriminate the different situations defining the controls of the headlights
  • an input - digital output card receiving on the one hand the information on the position of the manual control of the headlights and on the other hand serving as a switch to control the position of lighting of the headlights
  • FIG. 1 is a block diagram of a preferred embodiment
  • - Fig 2 defines the position of the headlights as a function of the illumination
  • - fig 3 defines the area in which the approach situation of a tunnel is detected
  • - Fig 4 defines the area in which the crossing of a vehicle is detected
  • the signals coming from the CCD sensor 2 are processed and normalized by the electronic unit 5 then amplified by the variable gain circuit 6.
  • the gain of the amplifier 6 is determined by the AGC circuit 4.
  • the analog video signal at the output of the amplifier 6 is transmitted image capture circuit 7.
  • the circuit 7 transforms the image for example into 512 x 512 8-bit pieces of information (pixels) which are stored in an area of the volatile memory RAM 9 via the bus 13.
  • the transfer methods are defined in a module of the program located in the non-volatile memory ROM 10 and the progress of which is ensured by the processor 11.
  • the analog signal from the gain controller 4 is transformed into a 1 byte by the analog-digital conversion circuit 8 and is stored in memory 9.
  • the program submits it to the algorithms. First of all, the average image intensity is calculated according to each pixel and the value of the gain control.
  • the high beam ignition command is transmitted to the headlight 14 via the input - output card 12 (night mode). Similarly if the intensity, according to fig 2 is located between threshold 17 and threshold 18, the low beams are on.

Abstract

Le dispositif de contrôle automatique d'allumage et d'extinction de phares pour véhicules automobiles est formé d'une caméra vidéo couplée à un ordinateur et à un commutateur. L'image de la route située devant le véhicule est analysée et comparée à des situations préétablies pour lesquelles les phares doivent être allumés en grand, mis en position de croisement ou éteints.

Description

Dispositif de contrôle automatique des phares de véhicules automobiles.
Description.
La présente invention concerne un dispositif de contrôle automatique d'allumage et d'extinction de phares, notamment pour véhicules automobiles. Elle concerne plus particulièrement une caméra vidéo couplée à un ordinateur et à un commutateur qui permettent non seulement de déterminer le niveau d'éclairage mais encore de discriminer un certain nombre de situations préétablies dans des algorithmes, pour lesquelles les phares doivent être allumés en grand, mis en position de croisement ou éteints.
Le dispositif de contrôle automatique des phares de voitures est un élément évident de sécurité routière. Un nombre relativement élevé de conducteurs commettent des fautes et mettent la circulation en danger, soit par exemple en n'allumant pas les phares au crépuscule ou en laissant les grands phares lors de croisement. De plus les critères de contrôle de la vue des conducteurs sont très bas. Nombre de ceux-ci souffrent d'une vision nocturne insuffisante, d'un temps de récupération après éblouissement élevé ou tout simplement d'une vue basse. Les conditions crépusculaires sont particulièrement difficiles: soleil bas et éblouissant, route dans la pénombre. Il en est de même de la transition entre la route ensoleillée et l'obscurité d'un tunnel. Il est clair que l'on ne peut pas remplacer la vue d'un conducteur par une simple cellule électrique, d'autant plus qu'une bonne part du cerveau humain est utilisé pour la vision.
Pour atteindre cet objectif, le dispositif de contrôle selon l'invention est particulièrement remarquable en ce qu'il comprend:
- une caméra vidéo captant l'image de la route ou voie et de ses environs devant le véhicule automobile,
- une carte électronique de capture d'image transformant le signal analogique vidéo de la caméra en une série d'informations digitales (bytes) correspondant chacune en un point de l'image (pixel),
- une carte électronique de conversion du signal analogique de contrôle du gain de la caméra ( niveau moyen d'éclairage) en signaux digitaux, - une mémoire volatile (RAM ou similaire) permettant de stocker ces informations,
- une mémoire fixe (ROM ou similaire) dans laquelle sont enregistrés sous forme de programme les algorithmes permettant d'analyser l'image et de discriminer les différentes situations définissant les commandes des phares,
- un processeur assurant le déroulement du programme,
- une carte d'entrée - sortie digitale recevant d'une part les informations sur la position de la commande manuelle des phares et d'autre part servant de commutateur pour commander la position d'allumage des phares,
- un commutateur définissant sur quel côté de la route se fait la circulation,
- un algorithme définissant le contrôle des phares au crépuscule ou à l'aube en fonction de la valeur du contrôle automatique de gain et de la valeur moyenne de l'image,
- un algorithme définissant le contrôle des phares à l'entrée ou sortie de tunnel en fonction de la valeur du contrôle automatique de gain et de la valeur moyenne d'une portion de l'image correspondant à une zone située à l'avant du véhicule,
- un algorithme définissant le contrôle des phares lors de croisement de nuit en fonction de la valeur du contrôle automatique de gain, de la valeur moyenne de l'image, de la valeur de groupes de pixel situés dans une zone de l'image correspondant à des véhicules venant en face et de la valeur de groupes de pixels situés dans une zone de l'image correspondant à des véhicules précédents,
- un algorithme définissant si une commande manuelle des phares doit être acceptée ou modifiée
D'autres caractéristiques et avantages du dispositif de contrôle selon la présente invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard du dessin annexés et donnant, à titre limitatif mais nullement limititatif, un exemple de réalisation d'un tel dispositif de contrôle de phares de véhicules automobiles Sur ce dessin
- la fig 1 est un schéma bloc d'un mode de réalisation préférentielle,
- la fig 2 définit la position des phares en fonction de l'illumination,
- la fig 3 définit la zone dans laquelle la situation d'approche d'un tunnel est détectée
- la fig 4 définit la zone dans laquelle le croisement d'un véhicule est détectée
- la fig 5 définit la zone dans laquelle un véhicule précèdent est détectée Dans le mode de réalisation préférentiel, le dispositif de contrôle selon l'invention, représenté schématiquement dans la fig. 1 comporte une caméra vidéo 3 formant l'image de la route située à l'avant du véhicule sur le capteur CCD 2 par l'intermédiaire de l'optique 1. Les signaux provenant du capteur CCD 2 sont traités et normalisés par le bloc électronique 5 puis amplifiés par le circuit à gain variable 6. Le gain de l'amplificateur 6 est déterminé par le circuit CAG 4. Le signal analogique vidéo à la sortie de l'amplificateur 6 est transmis circuit de capture d'image 7. Le circuit 7 transforme l'image par exemple en 512 x 512 éléments d'information (pixels) de 8 bits qui sont mémorisés dans une zone de la mémoire volatile RAM 9 par l'intermédiaire du bus 13. Les modalités du transfert sont définies dans un module du programme situé dans la mémoire non volatile ROM 10 et dont le déroulement est assuré par le processeur 11.
De façon similaire le signal analogique provenant du contrôleur de gain 4 est transformé en un 1 byte par le circuit de conversion analogue - digitale 8 et est stocké dans la mémoire 9.
Il en est de même des signaux provenant de la commande manuelle des phares 14 et à celle du commutateur de côté de route 16 qui sont transformés par la carte d'entrée - sortie digitale 12 avant d'être mémorisés.
Immédiatement après le stockage des informations, le programme les soumet aux algorithmes. Tout d'abord l'intensité moyenne de l'image est calculée en fonction de chaque pixel et de la valeur du contrôle de gain.
Si l'intensité selon la fig. 2 et située en dessous du seuil 17, la commande d'allumage des feux de route est transmise au phare 14 via la carte d'entrée - sortie 12 (mode nuit). De même si l'intensité, selon la fig 2 est situés entre le seuil 17 et le seuil 18, les feux de croisement sont allumés.
Si au cours de l'analyse d'image ci dessus les pixels situés dans la zone 21 selon la fig. 3 ont en moyenne une valeur inférieure au seuil 17 selon la fig. 2, alors que les pixels de la zone 22 ont une valeur supérieure au seuil 7, alors seul les feux de croisement son allumés (mode tunnel)
Si au cours de l'analyse ci-dessus un groupe d'au moins par exemple 3 pixels de la zone 24 selon la fig 4 ont une intensité supérieure au seuil 19 selon la fig. 2, alors les feux de croisement sont allumés, (véhicule en en face) Si au cours de l'analyse ci-dessus un groupe d'au moins par exemple 3 pixels de la zone 25 selon la fig 5 ont une intensité supérieure au seuil 19, alors les feux de croisement sont allumés (véhicule précédent)
Si le commutateur de côté de route 16 selon la fig. 1 est sur la position gauche, les fig. 3, fig 4 et fig 5 sont inversées.
Si la commande manuelle de phares est mise sur la position éteint, alors que la commande automatique demande un allumage, cette dernière commande est prioritaire
Il va de soit que le dispositif de contrôle des phares qui vient d'être décrit peut subir encore d'autre modification que celles qui ont été mentionnées, évidentes à l'homme du métier, sans sortir du cadre de la présente invention.

Claims

Dispositif de contrôle automatique des phares de véhicules automobiles.Revendications
1. Dispositif de contrôle automatique d'allumage et d'extinction de phares, notamment pour véhicules automobiles caractérisé en ce qu'il comprend:
- une caméra vidéo captant l'image de la route ou voie et de ses environs devant le véhicule automobile,
- une carte électronique de capture d'image transformant le signal analogique vidéo de la caméra en une série d'informations digitales (bytes) correspondant chacune en un point de l'image (pixel),
- une carte électronique de conversion du signal analogique de contrôle du gain de la caméra ( niveau moyen d'éclairage) en signaux digitaux,
- une mémoire volatile (RAM ou similaire) permettant de stocker ces informations,
- une mémoire fixe (ROM ou similaire) dans laquelle sont enregistrés sous forme de programme les algorithmes permettant d'analyser l'image et de discriminer les différentes situations définissant les commandes des phares,
- un processeur assurant le déroulement du programme,
- une carte d'entrée-sortie digitale servant de commutateur pour commander la position d'allumage des phares,
- un commutateur définissant sur quel côté de la route se fai la circulation.
2. Dispositif de contrôle automatique d'allumage et d'extinction de phares selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend un commutateur définissant sur quel côté de la route se fait la circulation, dont la position est transmise à la carte d'entrée - sortie et qui a pour effet de modifier la position des zones dans laquelle se fait l'analyse d'image .
3. Dispositif de contrôle automatique d'allumage et d'extinction de phares selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend un algorithme définissant le contrôle des phares au crépuscule ou à l'aube en fonction de la valeur du contrôle automatique de gain et de la valeur moyenne de l'intensité lumineuse de l'image.
4. dispositif de contrôle automatique d'allumage et d'extinction de phares selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend un algorithme définissant le contrôle des phares à l'entrée ou sortie de tunnel en fonction de la valeur du contrôle automatique de gain et de la valeur moyenne d'une portion de l'image correspondant à une zone située à l'avant du véhicule.
5. dispositif de contrôle automatique d'allumage et d'extinction de phares selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend un algorithme définissant le contrôle des phares lors de croisement de nuit en fonction de la valeur du contrôle automatique de gain, de la valeur moyenne de l'image, de la valeur de groupes de pixel situés dans une zone de l'image correspondant à des véhicules venant en face et de la valeur de groupes de pixels situés dans une zone de l'image correspondant à des véhicules précédents.
6. dispositif de contrôle automatique d'allumage et d'extinction de phares selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend une liaison entre la carte d'entrée - sortie et la commande manuelle des phares du véhicule automobile.
7. dispositif de contrôle automatique d'allumage et d'extinction de phares selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend un algorithme définissant si une commande manuelle des phares doit être acceptée ou modifiée.
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