WO2016110627A1 - Procédé de calibration, par détection de lumière, de la position d'un faisceau de lumière d'une source mobile par rapport à l'axe optique d'une caméra - Google Patents

Procédé de calibration, par détection de lumière, de la position d'un faisceau de lumière d'une source mobile par rapport à l'axe optique d'une caméra Download PDF

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WO2016110627A1
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camera
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light detector
optical axis
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PCT/FR2015/053530
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Michel Surugue
Lucien Stee
Whilk Marcelino GONCALVES
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PSA Automobiles SA
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Peugeot Citroen Automobiles SA
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    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • G01M11/06—Testing the alignment of vehicle headlight devices
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
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    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/70—Determining position or orientation of objects or cameras
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    • G06T2207/30—Subject of image; Context of image processing
    • G06T2207/30248—Vehicle exterior or interior
    • G06T2207/30252—Vehicle exterior; Vicinity of vehicle

Definitions

  • the invention relates to light sources, and more specifically those that participate in at least one photometric function and are movable to deliver a light beam in several directions.
  • the mobility of the light source can have two origins. It can result from a coupling to displacement means responsible for causing it to move (for example to cause it to rotate about at least one axis), or because it comprises at least one moving part, such as, for example a reflector, able to send back its beam of light in several different directions.
  • photometric function is understood to mean a light function provided by a “dynamic” light source and intended to participate in lighting the environment of a system, such as for example a vehicle. Therefore, in the case of a vehicle it may be in particular a low beam function (or code), a fog lamp function, a high beam function, or a obstacle illumination function detected in the area in front of this vehicle by onboard detection means.
  • Some systems such as certain vehicles or buildings, or certain spaces (interior or exterior), include a camera capable of recording images of an area that is illuminated by at least one beam of light produced by a mobile source (making possibly part of an optical block).
  • this camera provides images in which one seeks to detect, for example, ground marks (such as lines defining the traffic lanes), or living beings or obstacles.
  • ground marks such as lines defining the traffic lanes
  • living beings or obstacles For example, when we detect in a vehicle that lines on the ground become curved, we can change the direction of the light beams produced by the moving sources of the front light units which participate in the dipped beam or road function.
  • this obstacle can be illuminated with at least one beam of light produced by a mobile source, possibly dedicated, of a front optical unit.
  • the positions of the obstacles or ground marks are defined in each image with respect to its optical axis which is generally located at the center of its field of view. Therefore, if it is desired to control the position of a light beam as a function of what has been detected, the main axis of this light beam must be calibrated precisely with respect to the optical axis of the light beam. camera.
  • this calibration is performed only very roughly according to the tolerance intervals of assembly and manufacture of the parts concerned. In the field of production vehicles this situation results mainly from the fact that the calibration requires precise manual adjustments which are time-consuming and require technical means that are not present on an assembly line.
  • the invention is therefore particularly intended to improve the situation.
  • a second step in which the source is moved so that its light beam at least partially sweeps the area, and the position of the source is stored in at least one direction of the space when the light detector detects the beam of light, and
  • a third step in which the stored position of the source is associated with a position of an optical axis of the camera relative to the position of the light detector in the zone.
  • the calibration method according to the invention may comprise other characteristics that can be taken separately or in combination, and in particular:
  • images can be acquired with the camera, and at least one image can be stored in which the light detector appears, in correspondence of the position from the source.
  • the position of the light detector relative to the position of the optical axis of the camera can be determined in this stored image, and then the stored position of the source can be associated with the position of the light source. optical axis of the camera with respect to the position of the light detector;
  • the (each) light detector can be precisely positioned with respect to the optical axis of the camera;
  • a calibration panel in the first step, can be positioned in the zone that includes the (each) light detector at a predefined location;
  • a part of the zone can be scanned in two opposite directions in order to deduce and store an average position of the source
  • the source in the second step, can be displaced so that its beam of light sweeps the area along a first direction of space and then along a second direction of space perpendicular to this first direction of space, in order to deduce and store an angular position of the source.
  • the third step it is possible to associate the stored angular position of the source with the position of the optical axis of the camera with respect to the position of the light detector in the zone; the system may be a vehicle, possibly of automotive type, and comprising at least one optical block comprising the mobile source.
  • FIG. 1 schematically and functionally illustrates an example of a motor vehicle having a front optical unit comprising a light source whose position is being calibrated by means of a calibration method according to the invention
  • FIG. 2 schematically illustrates a portion of the motor vehicle of FIG. 1 at the beginning of the calibration of the position of a light source of one of its front optical units by means of a calibration method according to FIG. invention
  • FIG. 3 schematically illustrates a portion of the motor vehicle of FIG. 1 at an intermediate stage of the calibration of the position of a light source of one of its front optical units by means of a calibration method according to the invention.
  • the object of the invention is in particular to propose a method for enabling the calibration, by light detection, of the position of a light beam FL produced by a moving source SL of a system V also comprising a CO camera specific to record images of a zone ZF which is illuminated at least by this beam of light FL.
  • the light source SL is intended to equip a system V arranged in the form of a motor vehicle.
  • the invention is not limited to this type of system. It concerns indeed any type of system that can (or must) be equipped with at least one mobile (or dynamic) light source, that is to say, able to deliver a light beam in several different directions. Thus, it concerns vehicles (land, sea (or fluvial) or air), facilities (possibly industrial type), buildings and public or private spaces.
  • the light source SL is intended to equip an optical unit BO before a vehicle, such as a projector.
  • a vehicle such as a projector.
  • the invention is not limited to this application.
  • FIG. 1 schematically and functionally illustrates a system V arranged in the form of a motor vehicle (here a car), and comprising in a front part two optical blocks BO, each equipped with a (light) source SL mobile (or dynamic), and a CO observation camera.
  • a motor vehicle here a car
  • BO optical blocks
  • the direction X is a so-called longitudinal direction, substantially parallel to the lateral doors of the vehicle V
  • the direction Y is a so-called transverse direction, perpendicular to the direction X
  • the direction Z is a so-called vertical direction, perpendicular to the longitudinal X and transverse Y directions.
  • each source SL may comprise at least one light-emitting diode (or LED) or a laser diode or a gas laser or a lamp (or bulb), for example xenon.
  • each source SL may result from the fact that it is coupled to displacement means which are responsible for moving it (for example rotating it about at least one axis). But this mobility could result from the fact that it comprises at least one moving part, such as for example a reflector, able to return its light beam FL in several different directions.
  • the (observation) camera CO can be secured to the inner rearview mirror RI of the vehicle V.
  • it could, for example, be secured to the roof (or roof) or to a ceiling lamp in a part located at the interface with the upper edge of the windshield.
  • the CO camera is here responsible for acquiring images of a zone ZF which is located in front of the vehicle V. These images are intended to be analyzed by means of analysis MA which are part of the CO camera, or an on-board computer CA in the vehicle V, as illustrated in non-limiting manner in FIG.
  • this CA computer is one that is dedicated to the management of lighting within the vehicle V, and therefore which is responsible for transmitting to the optical blocks BO operating commands and positioning of their source (s) SL.
  • this transmission can be done either directly or indirectly via a communication network RC of the vehicle V, possibly of the multiplexed type, as illustrated without limitation in FIG.
  • the camera CO can also be connected to the communication network RC in order to transmit to the analysis means MA the data that defines the digital images that it acquires in the area ZF.
  • the analysis means MA may, for example, be arranged in the form of software modules (or computer or "software”), or a combination of electronic circuits (or “hardware”) and software modules. They can possibly perform detection by shape recognition.
  • the invention proposes a calibration method for calibrating the position of the light beam FL produced by a mobile source SL of the vehicle V with respect to the optical axis A0 of the camera CO.
  • Such a method comprises three steps.
  • At least one light detector DL is positioned in the zone ZF at a selected distance from the vehicle V.
  • the vehicle V is positioned in front of the (each) light detector DL, or the (each) light detector DL is positioned in front of the vehicle V.
  • the light detector DL can be fixed on a wall, or on a movable support foot, or on a PC calibration panel, as shown without limitation in Figures 1 to 3.
  • the DL light detector is fixed on a movable support foot or on a PC calibration panel.
  • the (each) light detector DL is precisely positioned at a predefined location with respect to the optical axis A0 of the camera CO.
  • This optical axis AO is generally located in the center of the field of view of the camera CO, that is to say at the intersection between two field axes A Y and A z perpendicular to each other (here respectively parallel to the transverse directions Y and vertical Z).
  • the distance dv which separates the optical axis AO from a chosen part of a light detector DL (for example its center), along at least one direction of the space (here the transverse direction Y), is precisely fixed.
  • the source SL (object of the calibration) is moved so that its light beam FL scans the zone ZF (arrow F1), at least partially, and stores the position of the source SL following at least one direction of the space when the (when at least one) light detector DL detects the light beam FL.
  • Each position of the source SL is, a priori, known to the computer CA at each moment since it is he who controls it.
  • Each light detector DL may, for example, be arranged in the form of at least one photodiode.
  • the detection of the light beam FL can be effective when the received intensity is greater than a threshold slightly lower than the maximum known intensity of the beam of light. FL light. This ensures that the detection is substantially on the main axis AP, and therefore store a corresponding position more accurate source SL.
  • the calibration may, as illustrated without limitation in FIG. 1, be controlled via an analysis bench BA which is installed near the vehicle V.
  • the analysis bench BA is coupled to the vehicle V and to each DL light detector to provide commands and receive information.
  • this coupling can be done wired via data transfer cables CT1 and CT2.
  • a first cable CT1 connects the analysis bench BA to the light detector DL
  • a second cable CT2 connects the bench BA analyzer to a PC socket that is connected to the RC communication network (possibly the diagnostic socket).
  • this coupling can be done by waves.
  • the light detector DL is arranged to communicate by waves with a communication module of the vehicle V, which is connected to the communication network RC.
  • the calibration can be controlled by a calibration application which is embedded in the vehicle V and selectable via a man / machine interface.
  • each light detector DL is coupled to the vehicle V to provide it with detection information. This coupling can be done wired via a data transfer cable or by wave.
  • the light detector DL is for example connected to a socket which is connected to the communication network RC.
  • the light detector DL is arranged to communicate by waves with a vehicle communication module V, which is connected to the communication network RC.
  • the displacements of the source SL are, for example, controlled by the computer CA by means of commands (or instructions), for example transmitted via the communication network RC.
  • commands or instructions
  • the calibration is controlled via a BA analysis bench, it is the latter (BA) which transmits to the CA computer the instructions defining the scan and requiring the immediate transmission of successive positions of the source SL.
  • BA BA analysis bench
  • this application provides the CA computer instructions defining the scan and requiring the immediate transmission of successive positions of the source SL.
  • the scanning of the zone ZF by the light beam FL, during the calibration, is preferably step-by-step.
  • This scan is not intended to illuminate the entire ZF area. It suffices that it allows at a certain moment to illuminate the (at least one) light detector DL. It should be noted that this scanning can be done in two opposite directions (for example from right to left, then from left to right).
  • This round-trip sweep of part of the zone ZF makes it possible to deduce precisely the average position of the main axis AP of the light beam FL. Indeed, the position of the main axis AP may vary according to the direction of scanning due to possible mechanical clearances, especially at the means of displacement of the source SL.
  • the source SL in the second step can be moved so that its light beam FL scans the zone ZF, at least partially, in a first direction of the space (for example Y), then in a second direction space (for example Z) perpendicular to this first direction of space, in order to deduce and store an average angular position of the source SL.
  • This double scan can be done through rotations around two perpendicular axes.
  • each detected position of the source SL is temporarily stored in each direction of the space, then an angular position is determined, possibly average, with these different positions and this angular position is stored.
  • each position can, for example, be performed by the analysis bench BA.
  • the storage of each position, possibly angular, and possibly average may, for example, be carried out by the analysis means MA or by means on-board processing means dedicated to calibration (and for example part of the CA computer).
  • the method according to the invention associates the stored position of the source SL with a position of the optical axis AO of the camera CO with respect to the position in the zone ZF of the light detector DL (which detected the light beam FL).
  • This association can be achieved by the BA analysis bench or, when it is an application embedded in the vehicle V which controls the calibration, by the analysis means MA or by processing means dedicated to the calibration (and making for example part of the computer CA).
  • the optical axis AO of the camera CO is matched to the main axis AP of the light beam FL, and thus the position of the light beam FL can be accurately controlled as a function of this. which is detected by the analysis means MA in the images acquired by the camera CO. This control can indeed be done through a simple change of reference.
  • the position of the optical axis AO (of the camera CO) with respect to the position in the zone ZF of (a) light detector DL can either be known in advance or be determined during the calibration.
  • the knowledge can, for example, result from the precise positioning of the vehicle V with respect to the light detector DL or the PC calibration panel on which the latter (DL) is fixed, and knowledge of the precise positioning of the vehicle. optical axis AO with respect to a fixed reference of the vehicle V.
  • the knowledge may, for example, result from an analysis of images acquired by the CO camera during scanning. More precisely, in the second step, at the same time as the source SL is displaced, images can be acquired with the CO camera, and at least one image can be stored, in which the (at least one) light detector DL appears, in correspondence of the position of the source SL. Then, in the third step, the position d Y of the light detector DL is determined in this stored image with respect to the position of the optical axis AO of the camera CO, then the stored position of the source SL is associated with the position d Y of the optical axis AO of the camera CO with respect to the position of the light detector DL.
  • the calibration function of the BA or on-board analysis bench orders the computer CA to start the at least partial scanning of the zone ZF by at least one source SL, and on the other hand , asks the CO camera to acquire images and MA analysis means to analyze these images to save at least one of those in which appears at least a DL light detector.
  • the analysis means MA may possibly store several images in which they detect at least one detector DL, and each of these images is then stored in the analysis bench BA or in the vehicle V, in correspondence with the precise position that the source SL had at the moment when it was acquired. Each position of the source SL is supplied to the analysis bench BA or to the analysis means MA or processing means by the computer CA.
  • each position of the source SL can be defined by absolute coordinates in the reference frame (X, Y, Z) or by at least one angle with respect to an image acquired by the camera CO.
  • this angular position is associated. stored from the source SL at the position of the optical axis AO of the camera CO with respect to the position of the light detector DL in the area ZF.
  • the CO camera uses the CO camera to obtain and store first (s) and second (s) images corresponding to positions of the source SL with respect to two directions of the space (for example Y and Z)
  • the third step determines in these first and second stored images the position of the light detector DL, according to these first and second directions of space, with respect to the position of the optical axis A0.
  • the stored angular position of the source SL is associated with the position of the optical axis A0 of the camera CO relative to the position of the light detector DL within these first and second images. This makes it possible to further improve the accuracy of the calibration of the position of the light beam FL.
  • the calibration of a mobile source (or dynamic) can now be done automatically, quickly, without manual adjustment, and regardless of mounting tolerance intervals and manufacture of the parts concerned.

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Abstract

Un procédé permet de calibrer la position d'un faisceau de lumière (FL) d'une source (SL) mobile d'un système (V) comportant une caméra (CO) enregistrant des images d'une zone (ZF). Ce procédé comprend une première étape dans laquelle on positionne dans la zone (ZF) au moins un détecteur de lumière (DL) à une distance choisie du système (V), une deuxième étape dans laquelle on déplace la source (SL) afin que son faisceau de lumière (FL) balaye la zone (ZF), et l'on stocke la position de la source (SL) lorsque le détecteur de lumière (DL) détecte le faisceau de lumière (FL), et une troisième étape dans laquelle on associe la position stockée de la source (SL) à la position de l'axe optique (AO) de la caméra (CO) par rapport à la position du détecteur de lumière (DL) dans la zone (ZF).

Description

PROCÉDÉ DE CALIBRATION, PAR DÉTECTION DE LUMIÈRE, DE LA POSITION D'UN FAISCEAU DE LUMIÈRE D'UNE SOURCE MOBILE PAR RAPPORT À L'AXE OPTIQUE D'UNE CAMÉRA
L'invention concerne les sources de lumière, et plus précisément celles qui participent à au moins une fonction photométrique et qui sont mobiles afin de délivrer un faisceau de lumière suivant plusieurs directions.
On notera que la mobilité de la source de lumière peut avoir deux origines. Elle peut résulter d'un couplage à des moyens de déplacement chargés de la faire bouger (par exemple l'entraîner en rotation autour d'au moins un axe), ou du fait qu'elle comprend au moins une pièce mobile, comme par exemple un réflecteur, propre à renvoyer son faisceau de lumière dans plusieurs directions différentes.
On notera également que l'on entend ici par « fonction photométrique » une fonction lumineuse assurée par une source lumineuse « dynamique » et destinée à participer à l'éclairage de l'environnement d'un système, comme par exemple un véhicule. Par conséquent, dans le cas d'un véhicule il pourra notamment s'agir d'une fonction de feu de croisement (ou code), d'une fonction de feu antibrouillard, d'une fonction de feu de route, ou d'une fonction d'éclairement d'obstacle détecté dans la zone située devant ce véhicule par des moyens de détection embarqués.
Certains systèmes, comme par exemple certains véhicules ou certains bâtiments ou encore certains espaces (intérieurs ou extérieurs), comprennent une caméra propre à enregistrer des images d'une zone qui est éclairée par au moins un faisceau de lumière produit par une source mobile (faisant éventuellement partie d'un bloc optique). Dans le cas d'un véhicule, cette caméra fournit des images dans lesquelles on cherche à détecter, par exemple, des marques au sol (comme par exemple des lignes délimitant les voies de circulation), ou des êtres vivants ou des obstacles. Par exemple, lorsque l'on détecte dans un véhicule que des lignes au sol deviennent courbes, on peut modifier la direction des faisceaux de lumière produits par les sources mobiles des blocs optiques avant qui participent à la fonction de feu de croisement ou de route. De même, lorsque l'on détecte un obstacle devant un véhicule, on peut éclairer cet obstacle avec au moins un faisceau de lumière produit par une source mobile, éventuellement dédiée, d'un bloc optique avant.
Du fait que la caméra est installée fixement, les positions des obstacles ou marques au sol sont définies dans chaque image par rapport à son axe optique qui est généralement situé au centre de son champ d'observation. Par conséquent, si l'on souhaite contrôler la position d'un faisceau de lumière en fonction de ce qui a été détecté, il faut que l'axe principal de ce faisceau de lumière soit calibré précisément par rapport à l'axe optique de la caméra. Or, dans de nombreux systèmes, cette calibration n'est réalisée que de façon très approximative en fonction des intervalles de tolérance de montage et de fabrication des pièces concernées. Dans le domaine des véhicules de série cette situation résulte principalement du fait que la calibration nécessite des réglages manuels précis qui sont chronophages et requièrent des moyens techniques qui ne sont pas présents sur une ligne de montage.
L'invention a donc notamment pour but d'améliorer la situation.
Elle propose notamment à cet effet un procédé destiné à permettre la calibration de la position d'un faisceau de lumière produit par une source mobile d'un système comportant une caméra propre à enregistrer des images d'une zone éclairée par ce faisceau de lumière.
Ce procédé de calibration se caractérise par le fait qu'il comprend :
- une première étape dans laquelle on positionne dans la zone au moins un détecteur de lumière à une distance choisie du système,
- une deuxième étape dans laquelle on déplace la source de sorte que son faisceau de lumière balaye au moins partiellement la zone, et l'on stocke la position de la source suivant au moins une direction de l'espace lorsque le détecteur de lumière détecte le faisceau de lumière, et
- une troisième étape dans laquelle on associe la position stockée de la source à une position d'un axe optique de la caméra par rapport à la position du détecteur de lumière dans la zone. Cette association d'une position de la source à la position de l'axe optique de la caméra par rapport à la position du détecteur de lumière, permet d'apparier l'axe optique de la caméra à l'axe principal du faisceau de lumière, ce qui permet ensuite un contrôle précis de la position du faisceau de lumière en fonction de ce qui est détecté au sein des images acquises par la caméra.
Le procédé de calibration selon l'invention peut comporter d'autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment :
- dans la deuxième étape, en même temps que l'on déplace la source, on peut acquérir des images avec la caméra, et l'on peut stocker au moins une image, dans laquelle le détecteur de lumière apparaît, en correspondance de la position de la source. Dans ce cas, dans la troisième étape on peut déterminer dans cette image stockée la position du détecteur de lumière par rapport à la position de l'axe optique de la caméra, puis on peut associer la position stockée de la source à la position de l'axe optique de la caméra par rapport à la position du détecteur de lumière ;
dans la première étape on peut positionner précisément le (chaque) détecteur de lumière par rapport à l'axe optique de la caméra ;
- dans la première étape on peut positionner dans la zone un panneau de calibration comportant le (chaque) détecteur de lumière en un endroit prédéfini ;
- dans la deuxième étape on peut balayer une partie de la zone selon deux sens opposés afin de déduire et stocker une position moyenne de la source ;
- dans la deuxième étape on peut déplacer la source de sorte que son faisceau de lumière balaye la zone suivant une première direction de l'espace, puis suivant une seconde direction de l'espace perpendiculaire à cette première direction de l'espace, afin de déduire et stocker une position angulaire de la source. Dans ce cas, dans la troisième étape on peut associer la position angulaire stockée de la source à la position de l'axe optique de la caméra par rapport à la position du détecteur de lumière dans la zone ; - le système peut être un véhicule, éventuellement de type automobile, et comprenant au moins un bloc optique comportant la source mobile.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels :
- la figure 1 illustre de façon schématique et fonctionnelle un exemple de véhicule automobile ayant un bloc optique avant comprenant une source de lumière dont la position est en cours de calibration au moyen d'un procédé de calibration selon l'invention,
- la figure 2 illustre de façon schématique une partie du véhicule automobile de la figure 1 au début de la calibration de la position d'une source de lumière de l'un de ses blocs optiques avant au moyen d'un procédé de calibration selon l'invention, et
- la figure 3 illustre de façon schématique une partie du véhicule automobile de la figure 1 à un stade intermédiaire de la calibration de la position d'une source de lumière de l'un de ses blocs optiques avant au moyen d'un procédé de calibration selon l'invention.
L'invention a notamment pour but de proposer un procédé destiné à permettre la calibration, par détection de lumière, de la position d'un faisceau de lumière FL produit par une source SL mobile d'un système V comportant également une caméra CO propre à enregistrer des images d'une zone ZF qui est éclairée au moins par ce faisceau de lumière FL.
Dans ce qui suit, on considère, à titre d'exemple non limitatif, que la source de lumière SL est destinée à équiper un système V agencé sous la forme d'un véhicule automobile. Mais l'invention n'est pas limitée à ce type de système. Elle concerne en effet tout type de système pouvant (ou devant) être équipé d'au moins une source de lumière mobile (ou dynamique), c'est-à-dire propre à délivrer un faisceau de lumière selon plusieurs directions différentes. Ainsi, elle concerne les véhicules (terrestres, maritimes (ou fluviaux) ou aériens), les installations (éventuellement de type industriel), les bâtiments et les espaces publics ou privés.
Par ailleurs, on considère dans ce qui suit, à titre d'exemple non limitatif, que la source de lumière SL est destinée à équiper un bloc optique BO avant d'un véhicule, comme par exemple un projecteur. Mais l'invention n'est pas limitée à cette application.
On a schématiquement et fonctionnellement illustré sur la figure 1 un système V agencé sous la forme d'un véhicule automobile (ici une voiture), et comprenant dans une partie avant deux blocs optiques BO, équipés chacun d'une source (de lumière) SL mobile (ou dynamique), et d'une caméra d'observation CO.
Sur les figures 1 à 3, la direction X est une direction dite longitudinale, sensiblement parallèle aux portes latérales du véhicule V, la direction Y est une direction dite transversale, perpendiculaire à la direction X, et la direction Z est une direction dite verticale, perpendiculaire aux directions longitudinale X et transversale Y.
Par exemple, chaque source SL peut comporter au moins une diode électroluminescente (ou LED) ou une diode laser ou un laser à gaz ou encore une lampe (ou ampoule), par exemple au xénon.
Egalement par exemple, la mobilité de chaque source SL peut résulter du fait qu'elle est couplée à des moyens de déplacement qui sont chargés de la faire bouger (par exemple l'entraîner en rotation autour d'au moins un axe). Mais cette mobilité pourrait résulter du fait qu'elle comprend au moins une pièce mobile, comme par exemple un réflecteur, propre à renvoyer son faisceau de lumière FL dans plusieurs directions différentes.
Egalement par exemple, et comme illustré non limitativement, la caméra (d'observation) CO peut être solidarisée au rétroviseur central intérieur RI du véhicule V. En variante, elle pourrait, par exemple, être solidarisée au toit (ou pavillon) ou à un plafonnier dans une partie située à l'interface avec le bord supérieur du pare-brise.
La caméra CO est donc ici chargée d'acquérir des images d'une zone ZF qui est située devant le véhicule V. Ces images sont destinées à être analysées par des moyens d'analyse MA qui font partie soit de la caméra CO, soit d'un calculateur CA embarqué dans le véhicule V, comme illustré non limitativement sur la figure 1 . Par exemple, ce calculateur CA est celui qui est dédié à la gestion de l'éclairage au sein du véhicule V, et donc qui est chargé de transmettre aux blocs optiques BO des commandes de fonctionnement et de positionnement de leur(s) source(s) SL. On notera que cette transmission peut se faire soit directement, soit indirectement via un réseau de communication RC du véhicule V, éventuellement de type multiplexé, comme illustré non limitativement sur la figure 1 . Dans cette dernière alternative, la caméra CO peut être également connectée au réseau de communication RC afin de transmettre aux moyens d'analyse MA les données qui définissent les images numériques qu'elle acquiert dans la zone ZF.
Les moyens d'analyse MA peuvent, par exemple, être agencés sous la forme de modules logiciels (ou informatiques ou encore « software »), ou bien d'une combinaison de circuits électroniques (ou « hardware ») et de modules logiciels. Ils peuvent éventuellement réaliser une détection par reconnaissance de forme.
Comme indiqué précédemment, l'invention propose un procédé de calibration destiné à permettre la calibration de la position du faisceau de lumière FL produit par une source SL mobile du véhicule V par rapport à l'axe optique AO de la caméra CO. Un tel procédé (de calibration) comprend trois étapes.
Dans une première étape, du procédé selon l'invention, on positionne dans la zone ZF au moins un détecteur de lumière DL à une distance choisie du véhicule V.
On notera que ce positionnement est relatif. En effet, soit on positionne le véhicule V devant le (chaque) détecteur de lumière DL, soit on vient positionner le (chaque) détecteur de lumière DL devant le véhicule V. Dans la première alternative, le détecteur de lumière DL peut être fixé sur un mur, ou sur un pied de support mobile, ou encore sur un panneau de calibration PC, comme illustré non limitativement sur les figures 1 à 3. Dans la seconde alternative, le détecteur de lumière DL est fixé sur un pied de support mobile ou sur un panneau de calibration PC.
De préférence, dans la première étape on positionne précisément le (chaque) détecteur de lumière DL en un endroit prédéfini par rapport à l'axe optique AO de la caméra CO. Cet axe optique AO est généralement situé au centre du champ d'observation de la caméra CO, c'est-à-dire à l'intersection entre deux axes de champ AY et Az perpendiculaires entre eux (ici respectivement parallèles aux directions transversale Y et verticale Z). Dans ce cas, la distance dv qui sépare l'axe optique AO d'une partie choisie d'un détecteur de lumière DL (par exemple son centre), suivant au moins une direction de l'espace (ici la direction transversale Y), est précisément fixée. Cela permet en effet de connaître à l'avance, avec une grande précision, la position de chaque détecteur de lumière DL au sein d'une image acquise par la caméra CO, ce qui est utile dans un mode de réalisation décrit plus loin. De plus, cela permet également de prendre en compte et/ou de corriger une éventuelle dérive des informations issues de la caméra CO.
Dans une deuxième étape, du procédé selon l'invention, on déplace la source SL (objet de la calibration) de sorte que son faisceau de lumière FL balaye la zone ZF (flèche F1 ), au moins partiellement, et on stocke la position de la source SL suivant au moins une direction de l'espace lorsque le (lorsqu'au moins un) détecteur de lumière DL détecte le faisceau de lumière FL.
Chaque position de la source SL est, a priori, connue du calculateur CA à chaque instant puisque c'est lui qui la contrôle.
Chaque détecteur de lumière DL peut, par exemple, être agencé sous la forme d'au moins une photodiode.
L'intensité lumineuse du faisceau de lumière FL étant maximale au niveau de son axe principal AP, la détection du faisceau de lumière FL peut être effective lorsque l'intensité reçue est supérieure à un seuil légèrement inférieur à l'intensité maximale connue du faisceau de lumière FL. Cela permet de garantir que la détection se fait sensiblement sur l'axe principal AP, et donc de stocker une position correspondante plus précise de la source SL.
On notera que la calibration peut, comme illustré non limitativement sur la figure 1 , être contrôlée via un banc d'analyse BA qui est installé à proximité du véhicule V. Dans ce cas, le banc d'analyse BA est couplé au véhicule V et à chaque détecteur de lumière DL pour fournir des commandes et recevoir des informations. Comme illustré non limitativement sur la figure 1 , ce couplage peut se faire par voie filaire via des câbles de transfert de données CT1 et CT2. Un premier câble CT1 connecte le banc d'analyse BA au détecteur de lumière DL, et un second câble CT2 connecte le banc d'analyse BA à une prise PC qui est connectée au réseau de communication RC (éventuellement la prise de diagnostic). En variante, ce couplage peut se faire par voie d'ondes. Dans ce cas, le détecteur de lumière DL est agencé de manière à communiquer par voie d'ondes avec un module de communication du véhicule V, qui est connecté au réseau de communication RC.
En variante, la calibration peut être contrôlée par une application de calibration qui est embarquée dans le véhicule V et sélectionnable via une interface homme/machine. Dans ce cas, chaque détecteur de lumière DL est couplé au véhicule V pour lui fournir des informations de détection. Ce couplage peut se faire par voie filaire via un câble de transfert de données ou par voie d'ondes. Dans la première alternative, le détecteur de lumière DL est par exemple connecté à une prise qui est connectée au réseau de communication RC. Dans la seconde alternative, le détecteur de lumière DL est agencé de manière à communiquer par voie d'ondes avec un module de communication du véhicule V, qui est connecté au réseau de communication RC.
Les déplacements de la source SL (et plus précisément de son faisceau de lumière FL) sont, par exemple, contrôlés par le calculateur CA au moyen de commandes (ou instructions), par exemple transmises via le réseau de communication RC. Lorsque la calibration est contrôlée via un banc d'analyse BA, c'est ce dernier (BA) qui transmet au calculateur CA les instructions définissant le balayage et requérant la transmission immédiate des positions successives de la source SL. Lorsque la calibration est contrôlée par une application de calibration qui est embarquée dans le véhicule V, cette application fournit au calculateur CA les instructions définissant le balayage et requérant la transmission immédiate des positions successives de la source SL.
Le balayage de la zone ZF par le faisceau de lumière FL, pendant la calibration, se fait de préférence pas-à-pas. Ce balayage n'est en effet pas destiné à éclairer l'intégralité de la zone ZF. Il suffit qu'il permette à un certain moment d'éclairer le (au moins un) détecteur de lumière DL. On notera que ce balayage peut se faire selon deux sens opposés (par exemple de droite à gauche, puis de gauche à droite). Ce balayage aller/retour d'une partie de la zone ZF permet de déduire précisément la position moyenne de l'axe principal AP du faisceau de lumière FL. En effet, la position de l'axe principal AP peut varier selon le sens du balayage du fait d'éventuels jeux mécaniques, notamment au niveau des moyens de déplacement de la source SL.
On notera également que dans la deuxième étape on peut déplacer la source SL de sorte que son faisceau de lumière FL balaye la zone ZF, au moins partiellement, suivant une première direction de l'espace (par exemple Y), puis suivant une seconde direction de l'espace (par exemple Z) perpendiculaire à cette première direction de l'espace, afin de déduire et stocker une position angulaire moyenne de la source SL. Ce double balayage peut se faire grâce à des rotations autour de deux axes perpendiculaires. Dans ce cas, on stocke temporairement chaque position détectée de la source SL suivant chaque direction de l'espace, puis on détermine une position angulaire, éventuellement moyenne, avec ces différentes positions et on stocke cette position angulaire.
Le stockage de chaque position, éventuellement angulaire, et éventuellement moyenne, peut, par exemple, être effectué par le banc d'analyse BA. En variante, lorsque c'est une application embarquée dans le véhicule V qui contrôle la calibration, le stockage de chaque position, éventuellement angulaire, et éventuellement moyenne, peut, par exemple, être effectué par les moyens d'analyse MA ou bien par des moyens de traitement embarqués et dédiés à la calibration (et faisant par exemple partie du calculateur CA).
Dans une troisième étape, du procédé selon l'invention, on associe la position stockée de la source SL à une position de l'axe optique AO de la caméra CO par rapport à la position dans la zone ZF du détecteur de lumière DL (qui a détecté le faisceau de lumière FL).
Cette association peut être réalisée par le banc d'analyse BA ou, lorsque c'est une application embarquée dans le véhicule V qui contrôle la calibration, par les moyens d'analyse MA ou par des moyens de traitement dédiés à la calibration (et faisant par exemple partie du calculateur CA).
On comprendra qu'en associant la position stockée de la source SL à la position de l'axe optique AO de la caméra CO par rapport à la position du détecteur de lumière DL, on réalise un appariement de l'axe optique AO de la caméra CO à l'axe principal AP du faisceau de lumière FL, et donc on va pouvoir ensuite contrôler précisément la position du faisceau de lumière FL en fonction de ce qui est détecté par les moyens d'analyse MA dans les images acquises par la caméra CO. Ce contrôle peut en effet se faire grâce à un simple changement de repère.
La position de l'axe optique AO (de la caméra CO) par rapport à la position dans la zone ZF du (d'un) détecteur de lumière DL peut soit être connue à l'avance, soit être déterminée pendant la calibration.
Dans la première alternative la connaissance peut, par exemple, résulter du positionnement précis du véhicule V par rapport au détecteur de lumière DL ou au panneau de calibration PC sur lequel ce dernier (DL) est fixé, et de la connaissance du positionnement précis de l'axe optique AO par rapport à un repère fixe du véhicule V.
Dans la seconde alternative la connaissance peut, par exemple, résulter d'une analyse d'images acquises par la caméra CO pendant le balayage. Plus précisément, dans la deuxième étape, en même temps que l'on déplace la source SL, on peut acquérir des images avec la caméra CO, et on peut stocker au moins une image, dans laquelle le (au moins un) détecteur de lumière DL apparaît, en correspondance de la position de la source SL. Puis, dans la troisième étape on détermine dans cette image stockée la position dY du détecteur de lumière DL par rapport à la position de l'axe optique AO de la caméra CO, puis on associe la position stockée de la source SL à la position dY de l'axe optique AO de la caméra CO par rapport à la position du détecteur de lumière DL.
Dans cette seconde alternative la fonction de calibration du banc d'analyse BA ou embarquée, d'une part, ordonne au calculateur CA de démarrer le balayage au moins partiel de la zone ZF par au moins une source SL, et, d'autre part, demande à la caméra CO d'acquérir des images et aux moyens d'analyse MA d'analyser ces images afin de sauver l'une au moins de celles dans laquelle apparaît au moins un détecteur de lumière DL.
On notera que les moyens d'analyse MA peuvent éventuellement stocker plusieurs images dans lesquelles ils détectent au moins un détecteur de lumière DL, et chacune de ces images est ensuite stockée, dans le banc d'analyse BA ou dans le véhicule V, en correspondance de la position précise que possédait la source SL au moment où elle a été acquise. Chaque position de la source SL est fournie au banc d'analyse BA ou aux moyens d'analyse MA ou moyens de traitement par le calculateur CA.
On notera que chaque position de la source SL peut être définie par des coordonnées absolues dans le référentiel (X, Y, Z) ou par au moins un angle par rapport à une image acquise par la caméra CO.
On notera également que lorsque l'on déplace la source SL par rapport à deux directions de l'espace (par exemple Y et Z) pour déterminer et stocker une position angulaire de la source SL, alors dans la troisième étape on associe cette position angulaire stockée de la source SL à la position de l'axe optique AO de la caméra CO par rapport à la position du détecteur de lumière DL dans la zone ZF. Lorsque l'on utilise la caméra CO pour obtenir et stocker des première(s) et seconde(s) images correspondant à des positions de la source SL par rapport à deux directions de l'espace (par exemple Y et Z), alors dans la troisième étape on détermine dans ces première et seconde images stockées la position du détecteur de lumière DL, suivant ces première et seconde directions de l'espace, par rapport à la position de l'axe optique AO. Puis, on associe la position angulaire stockée de la source SL à la position de l'axe optique AO de la caméra CO par rapport à la position du détecteur de lumière DL au sein de ces première et seconde images. Cela permet d'améliorer encore plus la précision de la calibration de la position du faisceau de lumière FL.
On notera également que l'utilisation de plusieurs détecteurs de lumière DL peut permettre d'améliorer la précision de la calibration et/ou de réduire la durée de la calibration. En effet, on peut envisager d'arrêter le balayage dès qu'un détecteur de lumière DL a détecté un faisceau de lumière FL.
Grâce à l'invention, la calibration d'une source mobile (ou dynamique) peut désormais se faire de façon automatique, rapidement, sans réglage manuel, et indépendamment des intervalles de tolérance de montage et de fabrication des pièces concernées.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Procédé de calibration de la position d'un faisceau de lumière (FL) produit par une source (SL) mobile d'un système (V) comportant une caméra (CO) propre à enregistrer des images d'une zone (ZF) éclairée par ledit faisceau de lumière (FL), caractérisé en ce qu'il comprend une première étape dans laquelle on positionne dans ladite zone (ZF) au moins un détecteur de lumière (DL) à une distance choisie dudit système (V), une deuxième étape dans laquelle on déplace ladite source (SL) de sorte que son faisceau de lumière (FL) balaye au moins partiellement ladite zone (ZF), et l'on stocke la position de ladite source (SL) suivant au moins une direction de l'espace lorsque ledit détecteur de lumière (DL) détecte ledit faisceau de lumière (FL), et une troisième étape dans laquelle on associe ladite position stockée de la source (SL) à une position d'un axe optique (AO) de ladite caméra (CO) par rapport à la position dudit détecteur de lumière (DL) dans ladite zone (ZF).
2. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que dans ladite deuxième étape, en même temps que l'on déplace ladite source (SL), on acquiert des images avec ladite caméra (CO), et l'on stocke au moins une image, dans laquelle ledit détecteur de lumière (DL) apparaît, en correspondance de la position de ladite source (SL), et dans ladite troisième étape on détermine dans cette image stockée la position dudit détecteur de lumière (DL) par rapport à la position dudit axe optique (AO) de la caméra (CO), puis on associe ladite position stockée de la source (SL) à ladite position de l'axe optique (AO) de ladite caméra (CO) par rapport à la position dudit détecteur de lumière (DL).
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que dans ladite première étape on positionne précisément ledit détecteur de lumière (DL) par rapport audit axe optique (AO) de la caméra (CO).
4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que dans ladite première étape on positionne dans ladite zone (ZF) un panneau de calibration (PC) comportant ledit détecteur de lumière (DL) en un endroit prédéfini.
5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que dans ladite deuxième étape on balaye une partie de ladite zone (ZF) selon deux sens opposés afin de déduire et stocker une position moyenne de ladite
5 source (SL).
6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que dans ladite deuxième étape on déplace ladite source (SL) de sorte que son faisceau de lumière (FL) balaye ladite zone (ZF) suivant une première direction de l'espace, puis suivant une seconde direction de l'espace î o perpendiculaire à ladite première direction de l'espace, afin de déduire et stocker une position angulaire de ladite source (SL), et dans ladite troisième étape on associe ladite position angulaire stockée de la source (SL) à ladite position de l'axe optique (AO) de la caméra (CO) par rapport à la position dudit détecteur de lumière (DL) dans ladite zone (ZF).
15 7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ledit système (V) est un véhicule comprenant au moins un bloc optique (BO) comportant ladite source (SL) mobile.
8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit véhicule (V) est de type automobile.
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