WO2007093731A2 - Procede et dispositif de detection de reperes routiers dans une image - Google Patents

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WO2007093731A2
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points
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road
image
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Jean-Marc Blosseville
Jérôme DOURET
Sio-Song Ieng
Raphaël LABAYRADE
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    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0231—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means
    • G05D1/0246—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means using a video camera in combination with image processing means
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
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    • G06V10/40—Extraction of image or video features
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
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    • G06V10/469—Contour-based spatial representations, e.g. vector-coding
    • G06V10/471—Contour-based spatial representations, e.g. vector-coding using approximation functions

Definitions

  • the present invention relates to a method for detecting road markers.
  • the present invention also relates to a method and a device for assisting the driving of a motor vehicle.
  • road mark means a road marking, that is to say a line of the ground color different from the road, and which delimits one side of a traffic lane.
  • the ground line can be continuous or interrupted.
  • road mark also refers to the edge of the roadway, that is to say the boundary between the surface intended for traffic, for example asphalt, and the roadside.
  • a method of detecting road markings is generally used to assist the driver of a motor vehicle, for example by emitting an audible and / or light signal when the vehicle deviates from a traffic lane. It is also envisaged to use this type of method for the automatic control of a motor vehicle, for example by automatically controlling the speed and / or the direction of the vehicle according to detected road markings. However, in this type of application, it is necessary for safety reasons that the detection of road markings is extremely reliable.
  • the document Ieng, Tarel and Charbonnier, "Robust estimation for detection and monitoring by camera", signal processing vol. N. 3, p. 205-226, 2004 describes a method for detecting a road marking in an image.
  • the parameters of a representative curve of road marking are estimated. This estimate is based on a set of points extracted from the image as likely to correspond to a portion of road marking, and on a noise function that models the statistical correspondence between the extracted points and the road marking.
  • known road mark detection methods provide limited reliability.
  • the known road mark detection methods can provide inaccurate or false results.
  • the methods of detecting road markings are of no use in the case of an unmarked road.
  • An object of the invention is therefore to provide a method of detecting road markers which has high reliability.
  • the invention provides a method of detecting a left road mark and a right road mark delimiting a traffic lane in an image of a road, characterized in that it comprises the steps of:
  • the calculated statistical correlation will be even lower if the benchmark candidates identified by executing the first algorithm are different from those identified by executing the second algorithm. If the statistical correlation is below the confidence threshold, that is, if the benchmark candidates identified by executing the first algorithm are very different from those identified by executing the second algorithm, is that at least one of the algorithms has led to imprecise or false benchmark candidates. The method according to the invention makes it possible not to provide such false or inaccurate reference candidates as a result, which increases the reliability of the process. Conversely, if the statistical correlation is greater than the confidence threshold, that is to say if the benchmark candidates identified by executing the first algorithm are similar or identical to those identified by executing the second algorithm, then the benchmark candidates identified by the first algorithm confirm those identified by the second algorithm and vice versa.
  • the method according to the invention makes it possible to provide such confirmed reference candidates as a result, which increases the reliability of the process.
  • This reliability will be all the greater as the first and second algorithms are different from each other. Indeed in this case the risk that the two algorithms confirm each other, while giving false results due to a common error, is reduced.
  • the method comprises the step of identifying in said image a set of points having a predetermined graphical characteristic and capable of corresponding to portions of said road markers of said traffic lane to be detected, said first algorithm comprising the sub- steps of:
  • each pair of points comprising a left point and a straight point aligned in a predefined direction of said image, said pairs of points being selected according to a correspondence between a distance between said left point and said right point and a determined distance between said road markings to be detected,
  • the predefined direction of the image so that the reference candidates identified by executing the first algorithm have coherence in a direction transverse to the traffic lane.
  • said determined distance between said road markings to be detected corresponds to the width of the lane.
  • the graphic characteristic predetermined can be chosen so that the points identified are likely to correspond to portions of road marking.
  • the predetermined graphical characteristic may also be chosen so that the points identified are likely to correspond to portions of the roadside. In this case, the method can be used for assistance in driving a vehicle on an unmarked road.
  • the method comprises the step of identifying in said image a set of points having a predetermined graphic characteristic and capable of corresponding to portions of said road markers of said traffic lane to be detected, said second algorithm comprising the sub-steps. consists in :
  • the benchmark candidates identified by executing the second algorithm have coherence in the direction of the lane.
  • said step consisting in identifying in said image a left marker candidate and a right marker candidate by executing said second algorithm comprises the substeps consisting of:
  • said step of computing a statistical correlation comprising the substeps of at :
  • Road markers can take different forms, for example a rectilinear shape when the traffic lane is straight or a curved shape in a bend. Identifying benchmark candidates by executing an algorithm while taking into account the actual shape of the road markers makes it possible to increase the accuracy of the benchmark candidates and thus the reliability of the results.
  • the shape of the road markers is not necessarily known, it is proposed to identify two couples of candidate left marker and candidate right marker, one taking into account a first form of road markers and the other of a second form of road markers. If one of these two pairs of candidate left marker and right marker candidate is determined by taking into account a shape close to or equal to the actual shape of the road markers, it will present a high accuracy.
  • said first, respectively second, form condition is that said statistically representative curves of said set of points belong to a first, respectively second, family of curves.
  • said first family of curves consists of lines and said second family of curves consists of planar projections of the clothoids.
  • a method in which we identify with the second algorithm only benchmark candidates with as a condition of form the membership of the curve to the family of planar projections of the clothoids would not give a reliable result in some cases.
  • a typical case is encountered when the road markers are substantially rectilinear and other elements resembling a portion of road marking are present in the image near the road markings to be detected, such as the edge of another vehicle, an arrow on the ground, another horizontal signage or a tire mark.
  • Another typical case is encountered when the taxiway is substantially rectilinear and defined by road markers at least one is constituted by an interrupted ground line consisting of several line segments.
  • the method comprises the steps of:
  • determining a left edge confirmation index by comparing a left marker candidate identified by said first algorithm with a left marker candidate identified by said second algorithm
  • determining a right edge confirmation index by comparing a right landmark candidate identified by said first algorithm with a right landmark candidate identified by said second algorithm, said step of providing as result the benchmark candidates identified by one of said algorithms being carried out only if said left edge confirmation index and said right edge confirmation index are greater than a confirmation threshold.
  • said left or right edge confirmation index is determined as a function of the ratio between, on the one hand, the number of pairs of points selected by said first algorithm and, on the other hand, the number of left or right points, said pairs of points, which are remote from said left marker candidate, respectively right, identified by said second algorithm by less than a distance threshold.
  • These characteristics are particularly effective for confirming edge by edge that the identified benchmark candidates correspond to a road mark. Indeed, in the case of a road mark, the left points, respectively right, will be relatively aligned with each other, and will all be relatively close to the candidate left marker, respectively right, identified by the second algorithm.
  • the left or right points will be distributed in a relatively scattered cloud of points, and a certain number of them will be relatively far away from the left marker candidate, respectively right, identified by the second algorithm.
  • at least one of said first and second algorithms is applied to a set of points of said image having a predetermined graphic characteristic and capable of corresponding to road marker portions, said left and right mark candidates being identified as a function of said set. of points to which said algorithm is applied.
  • the invention also provides a method for detecting road markers delimiting traffic lanes in an image of a road, characterized in that it comprises the step of identifying in said image a set of points having a graphic characteristic. predetermined and likely to correspond to road mark portions, said method comprising the steps of:
  • the vehicle is simultaneously engaged on two partially superimposed traffic lanes, delimited by at least three road markers.
  • the aforementioned characteristics make it possible to detect these two traffic lanes. Then, it may be possible to determine which of these two lanes of traffic is to be considered, depending for example on the steering wheel angle of the vehicle.
  • the aforementioned characteristics allow to correctly detect the road markers delimiting a traffic lane in certain particular situations such as the presence of a zebra or a double central line on the ground, as on certain departmental roads.
  • the step of removing from said set of points points corresponding to one of said detected road markings consists in removing from said set of points the points whose distance to said one of said detected road markers is less than a proximity threshold.
  • at least one of said algorithms comprises an adjustable position condition delimiting a domain of the image in which at least one of said left and right marker candidates is capable of being identified by said algorithm.
  • the invention also provides a method for detecting road markers delimiting at least one traffic lane in a sequence of images of a road, characterized in that it comprises the steps of:
  • the invention also provides a method of assisting the driving of a motor vehicle, characterized in that it comprises the steps of:
  • FIG. 1 is a schematic representation of an image captured by an on-board camera of a driving assistance device according to one embodiment of the invention
  • FIG. 2 shows a gray level profile of a line of the image of Fig. 1;
  • FIG. 3 represents a set of points extracted from the image of FIG. 1;
  • FIG. 4 represents the candidate markings identified by a first algorithm as a function of the points of FIG. 3;
  • FIG. 5 represents rectilinear marking candidates identified by a second algorithm as a function of the points of FIG. 3;
  • FIG. 6 illustrates the calculation of a statistical correlation between the marking candidates of FIG. 4 and those of FIG. 5;
  • FIG. 7 represents candidates marking curves identified by a second algorithm as a function of the points of FIG. 3;
  • FIG. 8 illustrates the calculation of a statistical correlation between the marking candidates of FIG. 4 and those of FIG. 7;
  • FIG. 9 represents a set of points extracted from an image similar to the image of FIG. 1;
  • FIG. 10 represents left road markings and right road markings detected according to the points of FIG. 9;
  • FIG. 11 represents the points of FIG. 9 which correspond to the detected right-hand road mark;
  • Figure 12 shows a subset of points corresponding to the points of Figure 9 except those of Figure 11;
  • FIG. 13 represents left road markings and right road markings detected according to the points of FIG. 12; and
  • Figure 14 shows the road markings of Figures 10 and 13;
  • Fig. 15 shows a gray level profile of a line of an image similar to the image of Fig. 1.
  • Figure 1 shows an image captured by a camera embedded in a vehicle.
  • This image is a black and white image, each pixel corresponding to a gray level between 0 and 255.
  • the camera captures a sequence of images, for example at an image rate of 25 images per second.
  • the camera is located at a height h from the road. Its optical axis is directed towards the front of the vehicle and forms an angle ⁇ with the plane of the road.
  • FIG. 1 Two road markings can be seen in FIG. 1, namely a road marking 1 and a road mark 2, in broken lines, which delimit a roadway on a road 4.
  • a method of detecting road markings is now described. In what follows, the detection of road markings in an image of the image sequence is described. However, it should be understood that the method successively detects road markings in successive images of the image sequence, to have updated results. Depending on the available image processing capabilities and image rate, the method may be designed to detect road markings in all or some of the images in the image sequence.
  • the image of Figure 1 in addition to the road markings, we can see many other objects, such as the edges of the road 4, the skyline, a car preceding the vehicle equipped with the camera, ...
  • a first step of the method consists in extracting from this image a set of points likely to correspond to a portion of a road marking. The rest of the process will be based on this set of points.
  • Figures 2, 3 and 9 illustrate this first step of the method.
  • road markings are present in the form of light-colored elements on a dark background.
  • road markings have a width L in meters in an interval [L 1 , L 2 ].
  • I (u, v) the gray level of a pixel of the coordinate image (u, v)
  • G the gradient of the image
  • G (u, v) I (u + 1, v) - I (u, v).
  • Figure 2 shows a gray level profile of a line v.
  • G (U 1, v) Hl> 0 and G (u 2, v)
  • FIG. 3 represents the extracted points of the image of FIG. 1, which are those which satisfy, for a coordinate point (u, v): G (u-1/2, v)> S
  • the value S is a threshold between 0 and 255, the value of which is preferably relatively low in order to be able to detect road markings even in low light conditions.
  • Figure 9 is another example of extracted points 90 of an image.
  • the search for the points to be extracted can be done throughout the image, or in a limited search zone, determined according to the results of the processing of a previous image of the image sequence.
  • a left-hand marking candidate and a right-marking candidate are identified by executing a first algorithm. It is also identified according to the extracted points a left marking candidate and a straight rectilinear marking candidate by executing a second algorithm as well as a left marking candidate and a right marking candidate curves, that is to say having a second non-zero derivative , by executing the second algorithm.
  • the first and second algorithms are successively described.
  • the order of execution of the algorithms may be arbitrary, or that they may be executed simultaneously.
  • the two algorithms have as basic data the same extracted points 30 or 90.
  • the step of extracting the points is performed only once, which benefit to the speed of the process.
  • points are extracted in a first way for the first algorithm and in another way for the second algorithm. The two algorithms are then more different from each other.
  • the different horizontal lines v have zero, one or more points extracted.
  • the first algorithm treats each line of analysis v independently. For a line v, the first algorithm selects a pair of extracted points comprising a left point P 1 of coordinates (U 1 , v) and a right point P 2 of coordinates (u 2 , v) which satisfy:
  • the value lv v is the width of the road in pixels on the line v, corresponding to a road width in meters LV.
  • LV is equal to a predetermined value corresponding to an average usual width of the traffic lanes.
  • LV is again equal to this predetermined value.
  • LV is determined based on a distance between two road markings detected in a previous image or two markup candidates identified in a previous image. T is a tolerance with respect to the value lv v for the analysis line v.
  • FIG. 4 shows the pairs of points P 1 and P 2 of FIG. 3 which satisfy the aforementioned conditions.
  • the left points P 1 define the left marking candidate 41 identified by the first algorithm and the straight points P 2 define the right marking candidate 42 identified by the first algorithm.
  • the camera is positioned so that a horizontal line of the image is likely to correspond substantially, to the uncertainties of trajectory, to the direction transverse to the taxiway to be detected.
  • the points P 1 and P 2 are thus detected aligned on a horizontal line of the image.
  • another predetermined direction of alignment of the points P 1 and P 2 could be considered.
  • the extracted points 30 are divided into two points clouds 31 and 32.
  • the points of the left-hand point cloud 31 are considered to be a noisy representation of a CMg curve corresponding to the left-hand road marking and the points of the right-hand point cloud 32 are a noisy representation of a CMd curve. corresponding to the right road marking.
  • a Og and A od are equal to predetermined values corresponding to a position usual average of road markings.
  • a Og and A od are new equal to these predetermined values.
  • a Og and A od are determined according to the vectors A g and A d identified in a previous image.
  • the first algorithm has identified left-hand points representing a left marking candidate 41 and right-hand points representing a right marking candidate 42.
  • the second algorithm also identified parameter vectors representing a candidate marking left. 51 and a candidate straight marking 52 rectilinear, and a candidate marking left 71 and a candidate marking right 72 curves.
  • N be the number of the first algorithm scan lines e and h a horizontal tolerated error, in pixels, between the candidate markings identified by the first algorithm 41, 42 and markings candidates identified by the second algorithm 51, 52 and 71, 72.
  • Different compatibility indices are defined between the first and the second algorithm:
  • the compatibility indices C g ib, Cdib, C g b, Cdb and Cb between the marking candidates identified by the first algorithm 41, 42 and the marked marking candidates identified by the second algorithm 71, 72 are defined analogously.
  • C a represents a statistical correlation between the marking candidates identified by the first algorithm 41, 42 and the rectilinear marking candidates identified by the second algorithm 51, 52. In other words, C a , which can take a value between 0 and 2N , will be even higher than the candidate markings identified by the first algorithm 41, 42 and the rectilinear mark candidates identified by the second algorithm 51, 52 are similar.
  • C b represents a statistical correlation between the marking candidates identified by the first algorithm 41, 42 and the marked marking candidates identified by the second algorithm 71, 72. In other words, C b , which can take a value between 0 and 2N will be even higher than the candidate markings identified by the first algorithm 41, 42 and the candidate marked curves identified by the second algorithm 71,
  • C a is greater than a confidence threshold C nUn , this means that the candidates rectilinear markings identified by the second algorithm 51, 52 are confirmed by the first algorithm.
  • C b is greater than a confidence threshold C nUn , this means that the candidates marked curves identified by the second algorithm 71, 72 are confirmed by the first algorithm.
  • nA C 0.2N.
  • the method provides as a result, i.e. as detected road markings, the candidate markings identified by the second algorithm, which have been confirmed by the first algorithm, that is, those for which C a or C b is greater than C nUn .
  • the method provides the result of the candidate markings identified by the second algorithm, the confirmation of which by the first algorithm is the strongest, that is to say those for which C a or C b is maximum.
  • the method determines a left edge confirmation index and a right edge confirmation index, and only provides a result if these confirmation indices are greater than a threshold. of confirmation.
  • the left-right confirmation index, respectively right is determined so as to be representative of the dispersion of the point cloud corresponding to the left marking candidate, respectively right, identified by the first algorithm, with respect to the candidate left marking, respectively right, identified by the second algorithm.
  • the global compatibility indices C ga and C da or C gb and C db are used as confirmatory indices.
  • indices that are determined in a manner analogous to these global compatibility indices are used as confirmatory indices. , but with a horizontal error tolerated e h lower, that is to say by requiring greater correspondence edge to edge between the candidates markings.
  • the method has made it possible to detect two road markings delimiting a traffic lane.
  • Figure 9 shows extracted points 90 in an image, similar to the image of Figure 1, in which there are three road markings. Proceeding as described above, the road markings 101 and 102 shown in FIG. 10 are detected. Then, from the points 90 of FIG. 9, those which correspond to the detected right road marking 102 are determined. These points 110 are represented on 11 and are those whose horizontal distance from the right road marking 102 is less than a proximity threshold Dj 1 .
  • Fig. 12 shows a subset of points 120, corresponding to points 90 of Fig. 9 minus points 110 of Fig. 11, and Fig. 13 shows road markings 101 and 132 detected in the manner previously described from the points. 120 of Figure 12.
  • the left road mark 101 of Figure 13 is identical to that and Figure 10, while the right road marking 132 is different from the mark 102. At this stage, three road markings 101 were detected, 102 and 132, shown in Figure 14.
  • the method which has just been described therefore provides, as a result, detected road markings with great reliability. This result can be exploited for the automatic control of the vehicle, for example by acting on the direction of the vehicle, or on the speed of the vehicle.
  • markers in each processed image of an image sequence are identified with a first and a second algorithm.
  • a method of detecting road markings has been described.
  • the method allows in addition or alternatively to detect the edges of the roadway.
  • a first step of the method consists in extracting in the image a set of points likely to correspond to a portion of a road mark.
  • this step is replaced by a step of extracting in this image a set of points likely to correspond to a portion of the roadside.
  • a first set of points may be extracted that may correspond to a portion of a road marking and a second set of points that may correspond to a portion of the road edge. We can then consider all points extracted without distinction.
  • the number of points likely to correspond to a portion of a road marking extracted in a search zone corresponding to a left marking candidate, respectively right is greater than a predetermined threshold, then we use these points for the detection of the candidate left marking, respectively right, otherwise we use the points likely to correspond to a portion of the roadside.
  • Figure 15 illustrates an example of the step of extracting in the image a set of points likely to correspond to a portion of the roadway edge.
  • I (u, v) the gray level of a pixel of the coordinate image (u, v)
  • Fig. 15 shows a gray level profile of a line v.
  • the points that may correspond to an extracted portion of a roadside are the points of coordinates (u, v) that verify:
  • the values S 1 , S 2 and S 3 are predetermined thresholds.
  • the values L 3 and L 4 are predetermined lengths, in pixels.

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Abstract

Procédé de détection d'un repère routier gauche et un repère routier droit délimitant une voie de circulation dans une image d'une route, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à : - identifier dans ladite image un candidat repère gauche et un candidat repère droit en exécutant un premier algorithme, - identifier dans ladite image un candidat repère gauche (51) et un candidat repère droit (52) en exécutant un deuxième algorithme différent dudit premier algorithme, - calculer une corrélation statistique entre les positions des candidats repères identifiés par ledit premier algorithme et les positions des candidats repères identifiés par ledit deuxième algorithme, - si ladite corrélation statistique est supérieure à un seuil de confiance, fournir comme résultat les candidats repères identifiés par l'un desdits algorithmes.

Description

PROCÉDÉ ET DISPOSITIF DE DÉTECTION DE REPÈRES ROUTIERS DANS UNE IMAGE
La présente invention se rapporte à un procédé de détection de repères routiers. La présente invention se rapporte également à un procédé et un dispositif d'assistance à la conduite d'un véhicule automobile.
Dans le cadre de la présente description, on entend par « repère routier » un marquage routier, c'est-à-dire une ligne au sol de couleur différente de la route, et qui délimite un côté d'une voie de circulation. La ligne au sol peut être continue ou interrompue. On entend également par « repère routier » le bord de la chaussée, c'est-à-dire la frontière entre la surface destinée à la circulation, par exemple en bitume, et le bas-côté.
Un procédé de détection de marquages routiers est généralement utilisé pour assister le conducteur d'un véhicule automobile, par exemple en émettant un signal sonore et/ou lumineux quand le véhicule s'écarte d'une voie de circulation. Il est également envisagé d'utiliser ce type de procédé pour le contrôle automatique d'un véhicule automobile, par exemple en contrôlant automatiquement la vitesse et/ou la direction du véhicule en fonction de marquages routiers détectés. Toutefois, dans ce type d'application, il est nécessaire pour des raisons de sécurité que la détection de marquages routiers soit extrêmement fiable.
Le document Ieng, Tarel et Charbonnier, « Estimation robuste pour la détection et le suivi par caméra », Traitement du signal vol. 21 n. 3, p. 205-226, 2004 décrit un procédé de détection d'un marquage routier dans une image. Dans ce procédé, on estime les paramètres d'une courbe représentative du marquage routier. Cette estimation est basée sur un ensemble de points extraits de l'image comme étant susceptibles de correspondre à une portion de marquage routier, et sur une fonction de bruit qui modélise la correspondance statistique entre les points extraits et le marquage routier.
On a constaté cependant que les procédés de détection de marquages routiers connus offraient une fiabilité limitée. En particulier, en raison par exemple de l'état de la route, de l'éclairage, de la visibilité, de la présence d'éléments parasites, de l'absence de marquage routier ou de la présence de deux marquages routiers à proximité l'un de l'autre, les procédés de détection de marquages routiers connus peuvent fournir des résultats peu précis ou faux. De plus, les procédés de détection de marquages routiers ne sont d'aucune utilité dans le cas d'une route non marquée.
Le document Labayrade et Al, « A Reliable Road Lane Detector Approach Combining Two Vision-Based Algorithms », Intelligent Transportation Systems, 2004, décrit un procédé selon le préambule de la revendication 1. Ce procédé permet de ne fournir que des résultats qui ont été confirmés. Ce procédé présente comme inconvénient que dans certaines situations, en particulier quand la forme de la route varie sans qu'on puisse le prédire, il ne donne pas de résultats.
Un but de l'invention est donc de fournir un procédé de détection de repères routiers qui présente une haute fiabilité. Pour cela, l'invention fournit un procédé de détection d'un repère routier gauche et un repère routier droit délimitant une voie de circulation dans une image d'une route, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à :
- identifier dans ladite image un candidat repère gauche et un candidat repère droit en exécutant un premier algorithme,
- identifier dans ladite image un candidat repère gauche et un candidat repère droit en exécutant un deuxième algorithme différent dudit premier algorithme,
- calculer une corrélation statistique entre les positions des candidats repères respectivement gauche et droit identifiés par ledit premier algorithme et les positions des candidats repères respectivement gauche et droit identifiés par ledit deuxième algorithme,
- si ladite corrélation statistique est supérieure à un seuil de confiance, fournir comme résultat les candidats repères identifiés par l'un desdits algorithmes.
La corrélation statistique calculée sera d'autant plus faible que les candidats repères identifiés en exécutant le premier algorithme sont différents de ceux identifiés en exécutant le deuxième algorithme. Si la corrélation statistique est inférieure au seuil de confiance, c'est-à-dire si les candidats repères identifiés en exécutant le premier algorithme sont très différents de ceux identifiés en exécutant le deuxième algorithme, c'est qu'au moins un des algorithmes a conduit à des candidats repères imprécis ou faux. Le procédé selon l'invention permet de ne pas fournir de tels candidats repères faux ou imprécis comme résultat, ce qui augmente la fiabilité du procédé. Inversement, si la corrélation statistique est supérieure au seuil de confiance, c'est-à-dire si les candidats repères identifiés en exécutant le premier algorithme sont ressemblants ou identiques à ceux identifiés en exécutant le deuxième algorithme, alors les candidats repères identifiés par le premier algorithme confirment ceux identifiés par le deuxième algorithme et inversement. Le procédé selon l'invention permet de fournir de tels candidats repères confirmés comme résultat, ce qui augmente la fiabilité du procédé. Cette fiabilité sera d'autant plus grande que les premier et deuxième algorithmes sont différents l'un de l'autre. En effet dans ce cas le risque que les deux algorithmes se confirment l'un l'autre, tout en donnant de faux résultats en raison d'une erreur commune, est réduit.
De préférence, le procédé comprend l'étape consistant à identifier dans ladite image un ensemble de points présentant une caractéristique graphique prédéterminée et susceptibles de correspondre à des portions desdits repères routiers de ladite voie de circulation devant être détectée, ledit premier algorithme comprenant les sous-étapes consistant à :
- sélectionner des paires de points dans ledit ensemble de points, chaque paire de points comprenant un point gauche et un point droit alignés selon une direction prédéfinie de ladite image, lesdites paires de points étant sélectionnées en fonction d'une correspondance entre une distance entre ledit point gauche et ledit point droit et une distance déterminée entre lesdits repères routiers à détecter,
- associer les points gauches desdites paires de points audit candidat repère gauche et associer les points droits desdites paires de points audit candidat repère droit. Dans ce cas, on peut choisir la direction prédéfinie de l'image pour que les candidats repères identifiés en exécutant le premier algorithme présentent une cohérence dans une direction transverse à la voie de circulation. Dans le cas ou la direction prédéfinie est perpendiculaire à la voie de circulation, ladite distance déterminée entre lesdits repères routiers à détecter correspond à la largeur de la voie de circulation. La caractéristique graphique prédéterminée peut être choisie de manière que les points identifiés soient susceptibles de correspondre à des portions de marquage routier. La caractéristique graphique prédéterminée peut également être choisie de manière que les points identifiés soient susceptibles de correspondre à des portions du bord de chaussée. Dans ce cas, le procédé peut être utilisé pour l'assistance à la conduite d'un véhicule sur une route non marquée.
Avantageusement, le procédé comprend l'étape consistant à identifier dans ladite image un ensemble de points présentant une caractéristique graphique prédéterminée et susceptibles de correspondre à des portions desdits repères routiers de ladite voie de circulation devant être détectée, ledit deuxième algorithme comprenant les sous-étapes consistant à :
- déterminer une première courbe statistiquement représentative dudit ensemble de points en fonction d'une première condition de position et d'un modèle prédéterminé dudit ensemble de points, ladite première condition de position étant choisie de sorte que ladite première courbe correspond audit candidat repère gauche,
- déterminer une deuxième courbe statistiquement représentative dudit ensemble de points en fonction d'une deuxième condition de position et dudit modèle prédéterminé dudit ensemble de points, ladite deuxième condition de position étant choisie de sorte que ladite deuxième courbe correspond audit candidat repère droit. Dans ce cas, les candidats repères identifiés en exécutant le deuxième algorithme présentent une cohérence dans la direction de la voie de circulation.
En combinant les caractéristiques précédentes, on obtient une très bonne fiabilité car les deux algorithmes sont très différents l'un de l'autre.
Selon un mode de réalisation particulier, ladite étape consistant à identifier dans ladite image un candidat repère gauche et un candidat repère droit en exécutant ledit deuxième algorithme comprend les sous-étapes consistant à :
- identifier un candidat repère gauche et un candidat repère droit en exécutant ledit deuxième algorithme de manière que lesdits candidats repères vérifient une première condition de forme prédéterminée sur la forme des repères routiers, - identifier un candidat repère gauche et un candidat repère droit en exécutant ledit deuxième algorithme de manière que lesdits candidats repères vérifient une deuxième condition de forme prédéterminée sur la forme des repères routiers, ladite étape consistant à calculer une corrélation statistique comprenant les sous-étapes consistant à :
- calculer une première corrélation statistique entre les positions des candidats repères identifiés par ledit deuxième algorithme et ladite première condition de forme et les positions des candidats repères identifiés par ledit premier algorithme,
- calculer une deuxième corrélation statistique entre les positions des candidats repères identifiés par ledit deuxième algorithme et ladite deuxième condition de forme et les positions des candidats repères identifiés par ledit premier algorithme, - sélectionner la plus élevée desdites première et deuxième corrélations statistiques, ladite étape consistant à fournir comme résultat les candidats repères identifiés par l'un desdits algorithmes, consistant à fournir comme résultat les candidats repères identifiés par ledit deuxième algorithme et ladite première ou deuxième condition de forme correspondant à celle desdites première et deuxième corrélations statistiques qui est la plus élevée.
On a constaté que grâce à ces caractéristiques, les résultats fournis sont très fiables. Les repères routiers peuvent prendre différentes formes, par exemple une forme rectiligne quand la voie de circulation est rectiligne ou une forme courbe dans un virage. Identifier des candidats repères en exécutant un algorithme tout en tenant compte de la forme effective des repères routiers permet d'augmenter la précision des candidats repères et donc la fiabilité des résultats. Toutefois, la forme des repères routiers n'étant pas nécessairement connue, on propose d'identifier deux couples de candidat repère gauche et candidat repère droit, l'un en tenant compte d'une première forme de repères routiers et l'autre d'une deuxième forme de repères routiers. Si l'un de ces deux couples de candidat repère gauche et candidat repère droit est déterminé en tenant compte d'une forme proche ou égale à la forme effective des repères routiers, il présentera une grande précision. Inversement, l'autre couple présentera une précision plus faible. L'identification de deux couples de candidats repères et le calcul de deux corrélations statistiques permet de sélectionner celui des deux couples qui présente la meilleure précision, et donc de fournir les résultats les plus fiables possibles. Avantageusement, ladite première, respectivement deuxième, condition de forme est que lesdites courbes statistiquement représentatives dudit ensemble de points appartiennent à une première, respectivement deuxième, famille de courbes.
De préférence, ladite première famille de courbes est constituée des droites et ladite deuxième famille de courbes est constituée des projections planes des clothoïdes.
Ces deux familles de courbes sont celles qu'on rencontre couramment avec les repères routiers habituels. Ainsi, l'un des deux couples de candidat repère gauche et candidat repère droit sera identifié en tenant compte de la forme effective des repères routiers et présentera donc une grande précision, conduisant à un résultat fiable.
Un procédé dans lequel on identifierait avec le deuxième algorithme uniquement des candidats repères avec comme condition de forme l' appartenance de la courbe à la famille des projections planes des clothoïdes ne donnerait pas de résultat fiable dans certains cas. Un cas typique est rencontré quand les repères routiers sont sensiblement rectilignes et que d'autres éléments ressemblant à une portion de marquage routier sont présents dans l'image à proximité des repères routiers à détecter, comme par exemple le bord d'un autre véhicule, une flèche au sol, une autre signalisation horizontale ou une trace de pneu. Un autre cas typique est rencontré quand la voie de circulation est sensiblement rectiligne et délimitée par des repères routiers dont au moins un est constitué par une ligne au sol interrompue, constituée de plusieurs segments de ligne. Dans ce cas, s'il n'y a pas de segment de ligne dans le bas de l'image, le premier segment étant situé à une ordonnée élevée dans l'image, les candidats repères routiers identifiés présenterons une faible précision dans le bas de l'image. De même, un procédé dans lequel on identifierait avec le deuxième algorithme uniquement des candidats repères avec comme condition de forme F appartenance de la courbe à la famille des droites ne donnerait pas de résultat fiable dans certains cas, par exemple dans un virage. Selon un mode de réalisation particulier, le procédé comprend les étapes consistant à :
- déterminer un indice de confirmation de bord gauche en comparant un candidat repère gauche identifié par ledit premier algorithme à un candidat repère gauche identifié par ledit deuxième algorithme,
- déterminer un indice de confirmation de bord droit en comparant un candidat repère droit identifié par ledit premier algorithme à un candidat repère droit identifié par ledit deuxième algorithme, ladite étape consistant à fournir comme résultat les candidats repères identifiés par l'un desdits algorithmes étant effectuée uniquement si ledit indice de confirmation de bord gauche et ledit indice de confirmation de bord droit sont supérieurs à un seuil de confirmation.
On a constaté que dans certains cas particuliers, on pouvait obtenir une corrélation statistique élevée alors que les candidats repères identifiés ne correspondent pas à des repères routiers réels. Ce peut être le cas par exemple quand un objet s 'étendant dans la direction de la voie de circulation, par exemple un talus herbeux, est présent dans l'image. Grâce aux caractéristiques précitées, il est possible de confirmer bord par bord, c'est-à-dire à gauche et à droite indépendamment, que les candidats repères identifiés correspondent bien à un repère routier réel, en comparant bord par bord les candidats repères identifiés.
De préférence, ledit indice de confirmation de bord gauche, respectivement droit, est déterminé en fonction du rapport entre d'une part le nombre de paires de points sélectionnés par ledit premier algorithme et d'autre part le nombre de points gauches, respectivement droits, desdites paires de points, qui sont éloignés dudit candidat repère gauche, respectivement droit, identifié par ledit deuxième algorithme de moins d'un seuil de distance. Ces caractéristiques sont particulièrement efficaces pour confirmer bord par bord que les candidats repères identifiés correspondent à un repère routier. En effet, dans le cas d'un repère routier, les points gauches, respectivement droits, seront relativement alignés les uns par rapport aux autres, et seront tous relativement proches du candidat repère gauche, respectivement droit, identifiés par le deuxième algorithme. Inversement, dans le cas d'un autre objet, par exemple un talus herbeux, les points gauches, respectivement droits, seront répartis en un nuage de points relativement dispersé, et un certain nombre d'entre eux seront relativement éloignés du candidat repère gauche, respectivement droit, identifiés par le deuxième algorithme. Avantageusement, au moins l'un desdits premier et deuxième algorithmes est appliqué à un ensemble de points de ladite image présentant une caractéristique graphique prédéterminée et susceptibles de correspondre à des portions de repère routier, lesdits candidats repères gauche et droit étant identifiés en fonction dudit ensemble de points auquel ledit algorithme est appliqué.
L'invention fournit également un procédé de détection de repères routiers délimitant des voies de circulation dans une image d'une route, caractérisé par le fait qu'il comprend l'étape consistant à identifier dans ladite image un ensemble de points présentant une caractéristique graphique prédéterminée et susceptibles de correspondre à des portions de repère routier, ledit procédé comprenant les étapes consistant à :
- détecter un repère routier gauche et un repère routier droit délimitant une première voie de circulation selon le procédé selon l'invention ci-dessus, ledit au moins un algorithme étant appliqué audit ensemble de points,
- sélectionner un sous-ensemble de points en retirant dudit ensemble de points des points correspondant à l'un desdits repères routiers détectés,
- détecter un repère routier gauche et un repère routier droit délimitant une deuxième voie de circulation selon le procédé selon l'invention ci-dessus, ledit au moins un algorithme étant appliqué audit sous-ensemble de points.
Dans certaines situations, par exemple quand deux voies de circulation fusionnent à une entrée d'autoroute ou quand une nouvelle voie de circulation apparaît à une sortie d'autoroute, le véhicule est engagé simultanément sur deux voies de circulation partiellement superposées, délimitées par au moins trois repères routiers. Les caractéristiques précitées permettent de détecter ces deux voies de circulation. Ensuite, il peut être possible de déterminer laquelle de ces deux voies de circulation est à prendre en considération, en fonction par exemple de l'angle de volant du véhicule. Les caractéristiques précitées permettent de détecter correctement les repères routiers délimitant une voie de circulation dans certaines situations particulières comme par exemple la présence d'un zébra ou d'une double ligne centrale au sol, comme sur certaines routes départementales. De préférence, l'étape consistant à retirer dudit ensemble de points des points correspondant à l'un desdits repères routiers détectés consiste à retirer dudit ensemble de points les points dont la distance audit un desdits repères routiers détectés est inférieure à un seuil de proximité. Avantageusement, au moins l'un desdits algorithmes comprend une condition de position réglable délimitant un domaine de l'image dans lequel au moins un desdits candidats repères gauche et droit est susceptibles d'être identifié par ledit algorithme.
L'invention fournit également un procédé de détection de repères routiers délimitants au moins une voie de circulation dans une séquence d'images d'une route, caractérisé par le fait qu'il comprend les étapes consistant à :
- tenter de détecter des repères routiers dans une image de ladite séquence d'images selon le procédé selon l'invention ci-dessus, ladite condition de position étant réglée en fonction de repères routiers détectés dans une image précédente de ladite séquence d'images,
- si ladite corrélation statistique est inférieure audit seuil de confiance, tenter de détecter des repères routiers dans une image de ladite séquence d'images selon le procédé selon l'invention ci-dessus, ladite condition de position étant réglée à une valeur prédéterminée.
L'invention fournit également un procédé d'assistance à la conduite d'un véhicule automobile, caractérisé par le fait qu'il comprend les étapes consistant à :
- capter une image ou une séquence d'images d'une route, - détecter des repères routiers avec le procédé selon l'invention ci-dessus,
- contrôler un paramètre de fonctionnement dynamique dudit véhicule en fonction desdits repères routiers détectés.
L'invention fournit également un dispositif d'assistance à la conduite d'un véhicule, comprenant un capteur apte à capter une image ou une séquence d'images d'une route, une unité de contrôle reliée audit capteur, caractérisé par le fait que ladite unité de contrôle est reliée à un organe de contrôle d'un paramètre de fonctionnement dynamique du véhicule, ladite unité de contrôle comprenant des moyens de mise en œuvre du procédé selon l'invention ci-dessus. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description suivante d'un mode de réalisation particulier de l'invention, donné uniquement à titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins annexés. Sur ces dessins : - la figure 1 est une représentation schématique d'une image captée par une caméra embarquée d'un dispositif d'assistance à la conduite selon un mode de réalisation de l'invention ; la figure 2 représente un profil de niveau de gris d'une ligne de l'image de la figure 1 ; la figure 3 représente un ensemble de points extraits de l'image de la figure 1 ; la figure 4 représente les candidats marquages identifiés par un premier algorithme en fonction des points de la figure 3 ; la figure 5 représente des candidats marquages rectilignes identifiés par un deuxième algorithme en fonction des points de la figure 3 ; la figure 6 illustre le calcul d'une corrélation statistique entre les candidats marquages de la figure 4 et ceux de la figure 5 ; la figure 7 représente des candidats marquages courbes identifiés par un deuxième algorithme en fonction des points de la figure 3 ; - la figure 8 illustre le calcul d'une corrélation statistique entre les candidats marquages de la figure 4 et ceux de la figure 7 ; la figure 9 représente un ensemble de points extraits d'une image similaire à l'image de la figure 1 ; la figure 10 représente un marquage routier gauche et un marquage routier droit détectés en fonction des points de la figure 9 ; la figure 11 représente les points de la figure 9 qui correspondent au marquage routier droit détecté ; la figure 12 représente un sous-ensemble de points correspondant aux points de la figure 9 sauf ceux de la figure 11 ; la figure 13 représente un marquage routier gauche et un marquage routier droit détectés en fonction des points de la figure 12 ; et la figure 14 représente les marquages routiers des figures 10 et 13 ; la figure 15 représente un profil de niveau de gris d'une ligne d'une image similaire à l'image de la figure 1.
La figure 1 représente une image captée par une caméra embarquée dans un véhicule. Cette image est une image en noir et blanc, chaque pixel correspondant à un niveau de gris entre 0 et 255. La caméra capte une séquence d'images, par exemple à une fréquence d'image de 25 images par seconde. La caméra est située à une hauteur h par rapport à la route. Son axe optique est dirigé vers l'avant du véhicule et forme un angle θ avec le plan de la route.
On peut voir deux marquages routiers sur la figure 1, à savoir un marquage routier 1 et un marquage routier 2, en trait interrompu, qui délimitent une voie de circulation sur une route 4.
On décrit maintenant un procédé de détection de marquages routiers selon un mode de réalisation de l'invention. Dans ce qui suit, on décrit la détection de marquages routiers dans une image de la séquence d'images. Toutefois, il faut comprendre que le procédé détecte successivement des marquages routiers dans des images successives de la séquence d'images, pour disposer de résultats mis à jour. En fonction des capacités de traitement d'image disponibles et de la fréquence d'image, le procédé peut être conçu pour détecter des marquages routiers dans toutes les images de la séquence d'images, ou dans certaines d'entre elles seulement. Sur l'image de la figure 1, outre les marquages routiers, on peut voir beaucoup d'autres objets, comme les bords de la route 4, la ligne d'horizon, une voiture précédant le véhicule équipé de la caméra,... Une première étape du procédé consiste à extraire dans cette image un ensemble de points susceptibles de correspondre à une portion d'un marquage routier. La suite du procédé sera basée sur cet ensemble de points. Les figures 2, 3 et 9 illustrent cette première étape du procédé.
On constate que dans les images captées par la caméra, les marquages routiers sont présents sous la forme d'éléments de couleur claire sur un fond foncé. D'autre part, on sait que les marquages routiers présentent une largeur L en mètre comprise dans un intervalle [L1, L2].
Connaissant les caractéristiques optiques de la caméra, notamment la hauteur h et l'angle θ, et en supposant la route plane, on peut déterminer qu'un élément présentant une largeur Lm en mètre présente sur une ligne v de l'image une largeur lv en pixel. Sur la ligne v, un marquage routier présente donc une largeur 1 en pixel comprise dans l'intervalle [llv, l2v].
On désigne par I(u, v) le niveau de gris d'un pixel de l'image de coordonnées (u, v), et par G le gradient de l'image, avec
G(u, v) = I(u+1, v) - I(u, v). La figure 2 représente un profil de niveau de gris d'une ligne v. Dans cet exemple, on a : G(U1, v) = Hl > 0 et G(u2, v)
= H2 < 0.
La figure 3 représente les points extraits 30 de l'image de la figure 1, qui sont ceux qui vérifient, pour un point de coordonnées (u, v) : G(u-l/2, v) > S
G(u+l/2,v) < - S
Avec une largeur 1 telle que llv < 1 < l2v.
La valeur S est un seuil compris entre 0 et 255, dont la valeur est de préférence relativement faible pour pouvoir détecter des marquages routiers même en cas de faible éclairage.
La figure 9 est un autre exemple de points extraits 90 d'une image. La recherche des points à extraire peut se faire dans toute l'image, ou dans une zone de recherche limitée, déterminée en fonction des résultats du traitement d'une image précédente de la séquence d'images. Ensuite, en fonction des points extraits, on identifie un candidat marquage gauche et un candidat marquage droit en exécutant un premier algorithme. On identifie également en fonction des points extraits un candidat marquage gauche et un candidat marquage droit rectilignes en exécutant un deuxième algorithme ainsi qu'un candidat marquage gauche et un candidat marquage droit courbes, c'est-à-dire présentant une dérivée seconde non nulle, en exécutant le deuxième algorithme. Dans ce qui suit, on décrit successivement le premier et le deuxième algorithme. Cependant, il faut comprendre que l'ordre d'exécution des algorithmes peut être quelconque, ou qu'ils peuvent être exécutés simultanément. D'autre part, dans l'exemple décrit, les deux algorithmes ont pour données de base les mêmes points extraits 30 ou 90. Dans ce cas, l'étape d'extraction des points n'est réalisée qu'une fois, ce qui bénéfice à la rapidité du procédé. Dans un mode de réalisation alternatif, on extrait des points d'une première manière pour le premier algorithme et d'une autre manière pour le second algorithme. Les deux algorithmes sont alors plus différents l'un de l'autre.
Comme on peut le constater sur la figure 3, les différentes lignes horizontales v présentent zéro, un ou plusieurs points extraits. Le premier algorithme traite chaque ligne d'analyse v indépendamment. Pour une ligne v, le premier algorithme sélectionne une paire de points extraits comprenant un point gauche P1 de coordonnées (U1, v) et un point droit P2 de coordonnées (u2, v) qui vérifient :
U1 < U2 I U2 - U1 - lvv I < T et est minimal
La valeur lvv est la largeur de la route en pixel sur la ligne v, correspondant à une largeur de route en mètre LV. Lors du traitement d'une première image de la séquence d'images après une réinitialisation, LV est égale à une valeur prédéterminée correspondant à une largeur habituelle moyenne des voies de circulation. Lors du traitement d'une image ultérieure, dans un mode de réalisation, LV est de nouveau égale à cette valeur prédéterminée. Dans un autre mode de réalisation, LV est déterminée en fonction d'une distance entre deux marquages routiers détectés dans une image précédente ou deux candidats marquages identifiés dans une image précédente. T est une tolérance par rapport à la valeur lvv pour la ligne d'analyse v. La figure 4 représente les paires de points P1 et P2 de la figure 3 qui vérifient les conditions précitées. Les points gauches P1 définissent le candidat marquage gauche 41 identifié par le premier algorithme et les points droits P2 définissent le candidat marquage droit 42 identifié par le premier algorithme.
Dans ce qui précède, la caméra est positionnée de sorte qu'une ligne horizontale de l'image est susceptible de correspondre sensiblement, aux incertitudes de trajectoire près, à la direction transverse à la voie de circulation devant être détectée. Les points P1 et P2 sont donc détectés alignés sur une ligne horizontale de l'image. En fonction de l'angle de prise de vue de la caméra, une autre direction prédéterminée d'alignement des points P1 et P2 pourrait être considérée.
On peut constater sur la figure 3 que les points extraits 30 sont répartis en deux nuages de points 31 et 32. Désignons par pi = (Ui, Vi) les coordonnées des points de la figure 3, avec i = 1,..., n. Dans le deuxième algorithme, on considère que les points du nuage de points de gauche 31 sont une représentation bruitée d'une courbe CMg correspondant au marquage routier gauche et les points du nuage de points de droite 32 sont une représentation bruitée d'une courbe CMd correspondant au marquage routier droit.
Dans un premier temps, on considère que les courbes CMg et CMd sont des courbes d'équation u = a^v-Vh) + a0 + ai v = X(v)1 A, avec X(v) = (l/(v-Vh), 1, v)1 et A = (a_i, ao, a^ et on cherche à déterminer le vecteur paramètre Ag pour CMg et Ad pour CMd. Le document de Ieng, Tarel et Charbonnier (op. cit.) décrit une méthode de calcul itératif permettant de déterminer le vecteur paramètre A dans la situation d'un seul nuage de point et d'une seule courbe. Cette méthode fait intervenir une fonction de modélisation de bruit, qui est un modèle prédéterminé de l'ensemble de points extraits, pdfα,σ(b) = k exp(-0.5 Φα(b2/ σ2)) où k est une constante et Φα(t) = ((l+t)α - I)/ α. On peut exprimer la méthode ainsi :
1) Initialiser A0 et j = 1
2) Pour i =l,...,n, calculer (Oy = ((Xi A1-1 - Ui)/σ) avec
Xi = X(Vi) 3) Résoudre le système linéaire ∑i=1 i=n Φ'(ωi;j) Xi Xi1 Aj =
∑i-!™ Φf (CDy) Xilϋ 4) Si II A, - Aj-1II > ε, alors retourner en 2), sinon A = Aj.
Dans le cas présent, dans lequel il y a deux nuages de points et deux vecteurs paramètres Ag et Ad à déterminer, la même méthode de calcul peut être appliquée à deux reprises, une première fois avec une condition initiale de position A0 = Aog pour déterminer Ag, et une deuxième fois avec une condition initiale de position A0 = AOd pour déterminer Aj. En effet, grâce à la méthode de calcul choisie et à la fonction de modélisation de bruit pdfα>σ(b) faisant intervenir Φ(t), en choisissant un vecteur Aog correspondant à une courbe passant par le nuage de points de gauche 31, on s'assure que lors de la détermination de Ag l'influence des points du nuage de points de droite 32 est réduite par la fonction pdfα>σ(b) de sorte que la courbe représentée par le vecteur paramètre Ag correspond bien au nuage de points de gauche 31. De même, la courbe représentée par le vecteur paramètre Ad correspond bien au nuage de points de droite 32. Les courbes CMg et CMd correspondant aux vecteurs Ag et Ad dans ce cas sont représentées sur la figure 7. D'autres méthodes de calcul et/ou d'autres fonctions de modélisation de bruit pourraient être utilisées pour obtenir Ag et Ad.
Lors du traitement d'une première image de la séquence d'images après une réinitialisation, on ne connaît pas nécessairement la position des nuages de points de gauche et de droite et AOg et Aod sont égaux à des valeurs prédéterminées correspondant à une position habituelle moyenne des marquages routiers. Lors du traitement d'une image ultérieure, dans un mode de réalisation, AOg et Aod sont de nouveaux égaux à ces valeurs prédéterminées. Dans un autre mode de réalisation, AOg et Aod sont déterminés en fonction des vecteurs Ag et Ad identifiés dans une image précédente.
Dans un deuxième temps, on considère que les courbes CMg et CMd sont des droites d'équation u = ao + ai v = X(v)1 A, avec X(v) = (1, v)1 et A = (a0, ai) et on cherche à déterminer le vecteur paramètre Ag pour CMg et Ad pour CMd. La détermination de Ag et Ad est similaire à celle décrite précédemment. Les droites CMg et CMd correspondant aux vecteurs Ag et Ad dans ce cas sont représentées sur la figure 5. Alternativement à ce qui précède, d'autres familles de courbes que les droites et les courbes d'équation u = a.i/(v-Vh) + a0 + ai v pourraient être utilisées. Le deuxième algorithme pourrait également être exécuté plus de deux fois pour déterminer des vecteurs paramètres correspondant à plus de deux familles de courbes.
A ce stade, on a donc identifié, par le premier algorithme, des points gauches représentant un candidat marquage gauche 41 et des points droits représentant un candidat marquage droit 42. On a également identifié par le deuxième algorithme des vecteurs paramètres représentant un candidat marquage gauche 51 et un candidat marquage droit 52 rectilignes, et un candidat marquage gauche 71 et un candidat marquage droit 72 courbes.
Pour chaque ligne d'analyse Vi du premier algorithme, on connaît donc la position du candidat marquage gauche identifié par le premier algorithme ugπ et la position du candidat marquage droit identifié par le premier algorithme UdK. On connaît également la position du candidat marquage gauche rectiligne identifié par le deuxième algorithme ug2ia et la position du candidat marquage droit rectiligne identifié par le deuxième algorithme Ud2ia ainsi que la position du candidat marquage gauche courbe identifié par le deuxième algorithme ug2ib et la position du candidat marquage droit courbe identifié par le deuxième algorithme Ud2ib-
Soit N le nombre de lignes d'analyse du premier algorithme et eh une erreur horizontale tolérée, en pixel, entre les candidats marquages identifiés par le premier algorithme 41, 42 et les candidats marquages identifiés par le deuxième algorithme 51, 52 et 71, 72. On définit différents indices de compatibilité entre le premier et le deuxième algorithme :
Cgia est l'indice de compatibilité sur la ligne Vi entre le candidat marquage gauche identifié par le premier algorithme 41 et le candidat marquage gauche rectiligne identifié par le deuxième algorithme 51, Cgia = 1 si | ugli - ug2ia I < eh, 0 sinon.
Cdia est l'indice de compatibilité sur la ligne Vi entre le candidat marquage droit identifié par le premier algorithme 42 et le candidat marquage droit rectiligne identifié par le deuxième algorithme 52, Cdia = 1 si | UdK - Ud2ia | < eh, 0 sinon. Cga est l'indice de compatibilité global entre le candidat marquage gauche identifié par le premier algorithme 41 et le candidat marquage gauche rectiligne identifié par le deuxième algorithme 51, Cga = ∑i=1 N Cgia. - Cda est l'indice de compatibilité global entre le candidat marquage droit identifié par le premier algorithme 42 et le candidat marquage droit rectiligne identifié par le deuxième algorithme 52, Cda = ∑i=iN Cdia.
Ca est l'indice de compatibilité global entre les candidats marquages identifiés par le premier algorithme 41, 42 et les candidats marquages rectilignes identifiés par le deuxième algorithme 51, 52, Ca = Cga + Cda.
Les indices de compatibilité Cgib, Cdib, Cgb, Cdb et Cb entre les candidats marquages identifiés par le premier algorithme 41, 42 et les candidats marquages courbes identifiés par le deuxième algorithme 71, 72 sont définis de manière analogue.
On constate que Ca représente une corrélation statistique entre les candidats marquages identifiés par le premier algorithme 41, 42 et les candidats marquages rectilignes identifiés par le deuxième algorithme 51, 52. Autrement dit, Ca, qui peut prendre une valeur entre 0 et 2N, sera d'autant plus élevé que les candidats marquages identifiés par le premier algorithme 41, 42 et les candidats marquages rectilignes identifiés par le deuxième algorithme 51, 52 se ressemblent. De même, Cb représente une corrélation statistique entre les candidats marquages identifiés par le premier algorithme 41, 42 et les candidats marquages courbes identifiés par le deuxième algorithme 71, 72. Autrement dit, Cb, qui peut prendre une valeur entre 0 et 2N, sera d'autant plus élevé que les candidats marquages identifiés par le premier algorithme 41, 42 et les candidats marquages courbes identifiés par le deuxième algorithme 71,
72 se ressemblent.
Si Ca est supérieur à un seuil de confiance CnUn, cela signifie donc que les candidats marquages rectilignes identifiés par le deuxième algorithme 51, 52 sont confirmés par le premier algorithme. De même, si Cb est supérieur à un seuil de confiance CnUn, cela signifie donc que les candidats marquages courbes identifiés par le deuxième algorithme 71, 72 sont confirmés par le premier algorithme. On peut par exemple choisir CnUn = 0.2N.
Si seul Ca ou Cb est supérieur à CnUn, alors le procédé fournit comme résultat, c'est-à-dire comme marquages routiers détectés, les candidats marquages identifiés par le deuxième algorithme, qui ont été confirmés par le premier algorithme, c'est-à-dire ceux pour lesquels Ca ou Cb est supérieur à CnUn.
Si Ca et Cb sont tous les deux supérieurs à CnUn, alors le procédé fournit comme résultat les candidats marquages identifiés par le deuxième algorithme, dont la confirmation par le premier algorithme est la plus forte, c'est-à-dire ceux pour lesquels Ca ou Cb est maximum.
Enfin, si ni Ca ni Cb n'est supérieur à C^n, alors le procédé ne fournit pas de résultat. Un tel cas peut se produite par exemple parce qu'il n'y a pas de marquage routier présent dans l'image. Ce cas peut également ce produire quand il y a des marquages routiers dans l'image, mais que ceux-ci ont relativement fortement changé par rapport à ceux qui étaient présents dans une image précédente. Dans ce cas, il se peut que les valeurs LV, AOg et AOd ainsi que les zones de recherches déterminées à partir d'une image précédente soient inappropriées et conduisent à des indices Ca et Cb inférieurs à CnUn. Pour éviter que cette situation se reproduise, quand Ca et/ou Cb sont inférieurs à CnUn, on réinitialise le procédé, c'est-à-dire on utilise des valeurs prédéterminées de LV, AOg et AOd et on effectue une recherche des points à extraire dans toute l'image ou dans des zones de recherches prédéterminées. Dans le cas des figures 3 à 8, Cb est supérieur à Ca et à CnUn, comme on peut le constater en comparant les figures 6 et 8. Le procédé fournit donc dans ce cas les candidats marquages courbes identifiés par le deuxième algorithme 71 et 72 et représentés sur les figures 7 et 8.
Dans un mode de réalisation, avant de fournir un résultat comme expliqué précédemment, le procédé détermine un indice de confirmation de bord gauche et un indice de confirmation de bord droit, et ne fournit un résultat que si ces indices de confirmation sont supérieurs à un seuil de confirmation.
Dans un mode de réalisation, l'indice de confirmation de bord gauche, respectivement droit, est déterminé de manière à être représentatif de la dispersion du nuage de points correspondant au candidat marquage gauche, respectivement droit, identifié par le premier algorithme, par rapport au candidat marquage gauche, respectivement droit, identifié par le deuxième algorithme. Par exemple, on utilise comme indice de confirmation les indices de compatibilité globaux Cga et Cda ou Cgb, et Cdb- Selon un autre exemple, on utilise comme indice de confirmation des indices déterminés de manière analogue à ces indices de compatibilité globaux, mais avec une erreur horizontale tolérée eh plus faible, c'est-à-dire en exigeant une plus grande correspondance bord à bord entre les candidats marquages. A ce stade, le procédé a permis de détecter deux marquages routiers, délimitant une voie de circulation. Cependant, il est possible que plus de deux marquages routiers soient présent dans l'image. On explique maintenant comment on détecte ces éventuels marquages routiers supplémentaires. La figure 9 représente des points extraits 90 dans une image, similaire à l'image de la figure 1, dans laquelle se trouvent trois marquages routiers. En procédant comme décrit précédemment, on détecte les marquages routiers 101 et 102 représentés sur la figure 10. Ensuite, on détermine, parmi les points 90 de la figure 9, ceux qui correspondent au marquage routier droit détecté 102. Ces points 110 sont représentés sur la figure 11 et sont ceux dont la distance horizontale par rapport au marquage routier droit 102 est inférieure à un seuil de proximité Dj1. La figure 12 représente un sous-ensemble de points 120, correspondant aux points 90 de la figure 9 moins les points 110 de la figure 11, et la figure 13 représente les marquages routiers 101 et 132 détectés de la manière précédemment décrite à partir des points 120 de la figure 12. Le marquage routier gauche 101 de la figure 13 est identique à celui et la figure 10, alors que le marquage routier droit 132 est différent du marquage 102. A ce stade, on a donc détecté trois marquages routiers 101, 102 et 132, représentés sur la figure 14.
Ce qui vient d'être décrit pour le marquage routier droit 102 de la figure 10 est répété pour le marquage routier gauche 101 de la figure 10, pour détecter un éventuel marquage supplémentaire. Dans ce cas cependant, le procédé ne donnera pas de résultat supplémentaire. Le procédé prend fin en ayant fourni comme résultat trois marquages routiers détectés. Dans un mode de réalisation, ce qui vient d'être décrit pour le marquage routier droit 102 de la figure 10 et les points 90 de la figure 9 est répété pour le marquage routier droit 132 de la figure 13 et les points 120 de la figure 12, pour détecter un éventuel marquage supplémentaire. En procédant comme on vient de le décrire pour détecter des éventuels marquages routiers supplémentaires à partir des points extrait 30 de la figure 3, le procédé ne détectera pas de marquage routier supplémentaire. En effet, les sous-ensembles de points déterminés en retirant les points de la figure 3 qui sont proches du marquage routier détecté gauche, respectivement droit, des figures 7 et 8, ne conduiront pas à des corrélations statistiques Ca et Cb supérieures à CnUn-
Le procédé qui vient d'être décrit fournit donc comme résultat des marquages routiers détectés, avec une grande fiabilité. Ce résultat peut être exploité pour le contrôle automatique du véhicule, par exemple en agissant sur la direction du véhicule, ou sur la vitesse du véhicule.
Dans ce qui précède, on a décrit un procédé dans lequel on identifie avec un premier et un deuxième algorithme des candidats marquages dans chaque image traitée d'une séquence d'image. Dans un mode de réalisation alternatif, on identifie avec le premier et le deuxième algorithme des candidats marquages dans certaines images traitées de la séquence d'images, et pour d'autres images, on identifie des candidats marquages par une estimation prédictive réalisée en fonction de candidats marquages identifiés dans une image précédente et en fonction de paramètres dynamiques du véhicule.
Dans ce qui précède, on a décrit un procédé de détection de marquages routiers. Dans un autre mode de réalisation, le procédé permet en complément ou alternativement de détecter les bords de la chaussée. Plus précisément, on a décrit ci-dessus une première étape du procédé consistant à extraire dans l'image un ensemble de points susceptibles de correspondre à une portion d'un marquage routier. Dans une première variante, cette étape est remplacée par une étape consistant à extraire dans cette image un ensemble de points susceptibles de correspondre à une portion de bord de chaussée. Dans une autre variante, on extrait un premier ensemble de points susceptibles de correspondre à une portion d'un marquage routier et un deuxième ensemble de points susceptibles de correspondre à une portion de bord de chaussée. On peut alors considérer tous les points extraits sans distinction. Alternativement, dans une variante particulière, si le nombre de points susceptibles de correspondre à une portion d'un marquage routier extraits dans une zone de recherche correspondant à un candidat marquage gauche, respectivement droit, est supérieur à un seuil prédéterminé, alors on utilise ces points pour la détection du candidat marquage gauche, respectivement droit, sinon on utilise les points susceptibles de correspondre à une portion de bord de chaussée.
La figure 15 illustre un exemple de l'étape consistant à extraire dans l'image un ensemble de points susceptibles de correspondre à une portion de bord de chaussée. Comme précédemment, on désigne par I(u, v) le niveau de gris d'un pixel de l'image de coordonnées (u, v), et par G le gradient de l'image, avec G(u, v) = I(u+1, v) - I(u, v).
La figure 15 représente un profil de niveau de gris d'une ligne v. Dans cet exemple, on a :
- G(p, v) = H, - |G(p-x, v)| < H3 pour tout x compris entre 1 et L3, et
- |G(p+x, v)| < H4 pour tout x compris entre 1 et L4. Les points susceptibles de correspondre à une portion de bord de chaussée extraits sont les points de coordonnées (u,v) qui vérifient :
- G(u, v) > S3 ou G(u, v) < - S3,
- |G(u-x, v)| < S1 pour tout x compris entre 1 et L3, et
|G(u+x, v)| < S2 pour tout x compris entre 1 et L4. Les valeurs S1, S2 et S3 sont des seuils prédéterminés. Les valeurs L3 et L4 sont des longueurs prédéterminées, en pixels.
Dans le cas de la figure 15, on a H > S3, H3 > S1 et H4 > S2 de sorte que le point de coordonnées (p, v) vérifie les conditions ci- dessus et sera extrait en tant que point susceptible de correspondre à une portion de bord de chaussée. Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec un mode de réalisation particulier, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de détection d'un repère routier gauche et un repère routier droit délimitant une voie de circulation dans une image d'une route (4), comprenant les étapes consistant à : - identifier dans ladite image un candidat repère gauche (41) et un candidat repère droit (42) en exécutant un premier algorithme,
- identifier dans ladite image un candidat repère gauche (51, 71) et un candidat repère droit (52, 72) en exécutant un deuxième algorithme différent dudit premier algorithme, - calculer une corrélation statistique entre les positions des candidats repères respectivement gauche et droit identifiés par ledit premier algorithme et les positions des candidats repères respectivement gauche et droit identifiés par ledit deuxième algorithme, si ladite corrélation statistique est supérieure à un seuil de confiance, fournir comme résultat les candidats repères identifiés par l'un desdits algorithmes caractérisé par le fait que ladite étape consistant à identifier dans ladite image un candidat repère gauche et un candidat repère droit en exécutant ledit deuxième algorithme comprend les sous-étapes consistant à : - identifier un candidat repère gauche (51) et un candidat repère droit (52) en exécutant ledit deuxième algorithme de manière que lesdits candidats repères vérifient une première condition de forme prédéterminée sur la forme des repères routiers,
- identifier un candidat repère gauche (72) et un candidat repère droit (72) en exécutant ledit deuxième algorithme de manière que lesdits candidats repères vérifient une deuxième condition de forme prédéterminée sur la forme des repères routiers, ladite étape consistant à calculer une corrélation statistique comprenant les sous-étapes consistant à : - calculer une première corrélation statistique entre les positions des candidats repères identifiés par ledit deuxième algorithme et ladite première condition de forme (51, 52) et les positions des candidats repères identifiés par ledit premier algorithme (41, 42),
- calculer une deuxième corrélation statistique entre les positions des candidats repères identifiés par ledit deuxième algorithme et ladite deuxième condition de forme (71, 72) et les positions des candidats repères identifiés par ledit premier algorithme (41, 42),
- sélectionner la plus élevée desdites première et deuxième corrélations statistiques, ladite étape consistant à fournir comme résultat les candidats repères identifiés par l'un desdits algorithmes, consistant à fournir comme résultat les candidats repères identifiés par ledit deuxième algorithme et ladite première ou deuxième condition de forme correspondant à celle desdites première et deuxième corrélations statistiques qui est la plus élevée.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend l'étape consistant à identifier dans ladite image un ensemble de points (30, 90) présentant une caractéristique graphique prédéterminée et susceptibles de correspondre à des portions desdits repères routiers de ladite voie de circulation devant être détectée, ledit premier algorithme comprenant les sous-étapes consistant à :
- sélectionner des paires de points (Pl, P2) dans ledit ensemble de points, chaque paire de points comprenant un point gauche (Pl) et un point droit (P2) alignés selon une direction prédéfinie de ladite image, lesdites paires de points étant sélectionnées en fonction d'une correspondance entre une distance entre ledit point gauche et ledit point droit et une distance déterminée (LV) entre lesdits repères routiers à détecter,
- associer les points gauches desdites paires de points audit candidat repère gauche (41) et associer les points droits desdites paires de points audit candidat repère droit (42).
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'il comprend l'étape consistant à identifier dans ladite image un ensemble de points présentant une caractéristique graphique prédéterminée et susceptibles de correspondre à des portions desdits repères routiers de ladite voie de circulation devant être détectée, ledit deuxième algorithme comprenant les sous-étapes consistant à :
- déterminer une première courbe statistiquement représentative dudit ensemble de points en fonction d'une première condition de position et d'un modèle prédéterminé dudit ensemble de points, ladite première condition de position étant choisie de sorte que ladite première courbe correspond audit candidat repère gauche (51, 71), déterminer une deuxième courbe statistiquement représentative dudit ensemble de points en fonction d'une deuxième condition de position et dudit modèle prédéterminé dudit ensemble de points, ladite deuxième condition de position étant choisie de sorte que ladite deuxième courbe correspond audit candidat repère droit (52, 72).
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé par le fait que ladite première, respectivement deuxième, condition de forme est que lesdites courbes statistiquement représentatives dudit ensemble de points appartiennent à une première, respectivement deuxième, famille de courbes.
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé par le fait que ladite première famille de courbes est constituée des droites et ladite deuxième famille de courbes est constituée des projections planes des clothoïdes.
6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait qu'il comprend les étapes consistant à :
- déterminer un indice de confirmation de bord gauche en comparant un candidat repère gauche identifié par ledit premier algorithme à un candidat repère gauche identifié par ledit deuxième algorithme,
- déterminer un indice de confirmation de bord droit en comparant un candidat repère droit identifié par ledit premier algorithme à un candidat repère droit identifié par ledit deuxième algorithme, ladite étape consistant à fournir comme résultat les candidats repères identifiés par l'un desdits algorithmes étant effectuée uniquement si ledit indice de confirmation de bord gauche et ledit indice de confirmation de bord droit sont supérieurs à un seuil de confirmation.
7. Procédé selon la revendication 6 prise en combinaison avec la revendication 2, caractérisé par le fait que ledit indice de confirmation de bord gauche, respectivement droit, est déterminé en fonction du rapport entre d'une part le nombre de paires de points sélectionnés par ledit premier algorithme et d'autre part le nombre de points gauches, respectivement droits, desdites paires de points, qui sont éloignés dudit candidat repère gauche, respectivement droit, identifié par ledit deuxième algorithme de moins d'un seuil de distance.
8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait qu'au moins l'un desdits premier et deuxième algorithmes est appliqué à un ensemble de points (30, 90) de ladite image présentant une caractéristique graphique prédéterminée et susceptibles de correspondre à des portions de repère routier, lesdits candidats repères gauche et droit étant identifiés en fonction dudit ensemble de points auquel ledit algorithme est appliqué.
9. Procédé de détection de repères routiers délimitant des voies de circulation dans une image d'une route, caractérisé par le fait qu'il comprend l'étape consistant à identifier dans ladite image un ensemble de points (90) présentant une caractéristique graphique prédéterminée et susceptibles de correspondre à des portions de repère routier, ledit procédé comprenant les étapes consistant à :
- détecter un repère routier gauche (101) et un repère routier droit (102) délimitant une première voie de circulation selon le procédé de la revendication 8, ledit au moins un algorithme étant appliqué audit ensemble de points (90),
- sélectionner un sous-ensemble de points (120) en retirant dudit ensemble de points (90) des points (110) correspondant à l'un desdits repères routiers détectés,
- détecter un repère routier gauche (101) et un repère routier (132) droit délimitant une deuxième voie de circulation selon le procédé de la revendication 8, ledit au moins un algorithme étant appliqué audit sous-ensemble de points (120).
10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé par le fait que l'étape consistant à retirer dudit ensemble de points des points correspondant à l'un desdits repères routiers détectés consiste à retirer dudit ensemble de points les points dont la distance audit un desdits repères routiers détectés est inférieure à un seuil de proximité.
11. Procédé selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé par le fait qu'au moins l'un desdits algorithmes comprend une condition de position réglable délimitant un domaine de l'image dans lequel au moins un desdits candidats repères gauche et droit est susceptible d'être identifié par ledit algorithme.
12. Procédé de détection de repères routiers délimitant au moins une voie de circulation dans une séquence d'images d'une route, caractérisé par le fait qu'il comprend les étapes consistant à :
- tenter de détecter des repères routiers dans une image de ladite séquence d'images selon le procédé de la revendication 11, ladite condition de position étant réglée en fonction de repères routiers détectés dans une image précédente de ladite séquence d'images,
- si ladite corrélation statistique est inférieure audit seuil de confiance, tenter de détecter des repères routiers dans une image de ladite séquence d'images selon le procédé de la revendication 11, ladite condition de position étant réglée à une valeur prédéterminée.
13. Procédé d'assistance à la conduite d'un véhicule automobile, caractérisé par le fait qu'il comprend les étapes consistant à :
- capter une image ou une séquence d'images d'une route, - détecter des repères routiers avec le procédé selon l'une des revendications 1 à 12,
- contrôler un paramètre de fonctionnement dynamique dudit véhicule en fonction desdits repères routiers détectés.
14. Dispositif d'assistance à la conduite d'un véhicule, comprenant un capteur apte à capter une image ou une séquence d'images d'une route, une unité de contrôle reliée audit capteur, caractérisé par le fait que ladite unité de contrôle est reliée à un organe de contrôle d'un paramètre de fonctionnement dynamique du véhicule, ladite unité de contrôle comprenant des moyens de mise en œuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 12.
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