Brevet FR2646383A1 — publié le 19901102

PROCEDE ET DISPOSITIF DE DEIECTION D' OBSTACLES POUR VEHICULES AUTOMOBILES La présente invention se rapporte à un procédé et à un dispositif de détection d'obstacles embarqué sur un véhicule automobile. Des Systèmes de détection d' obstacles pour véhicules automobiles sont connus. Le brevet FR 2 537 288 décrit un système à radar. La présente invention a pour but de fournir un système de détection qui réagit lorsqu'un obstacle rentre dans une zone de sécurité déterminée, à I' aide d' une caméra et d' un ensemble électronique de traitement d1 images en tenant compte de la vitesse du véhicule et de sa distance minimale de freinage correspondante. Le procédé conforme à 1' invention est caractérisé par le fait qu'il consiste à prendre, à partir du véhicule, des images à l'aide d1 un capteur de prises de vues associé à un objectif, à matérialiser dans le champ de l'image une zone de sécurité délimitée par un bord haut dont la position est fonction de la - vitesse du véhicule et de la distance de freinage correspondante et par des bords latéraux correspondant aux bords de la route et à détecter par un traitement d'images tout obstacle entrant dans ladite zone. Selon une caractéristique, le procédé consiste à déplacer le capteur par rapport à l'objectif perpendiculairement à 1' axe de ce dernier. Le dispositif selon l'invention est caractérisé par le fait qu' il comporte un capteur de prise de vues associé à un objectif et des moyens électroniques de traitement du signal vidéo déterminant une zone de sécurité délimitée par un bord haut dont la position est fonction de la vitesse du véhicule et de la distance de freinage correspondante et dont les bords latéraux correspondent aux bords de la route et détectent tout obstacle se situant dans ladite zone. Selon une caractéristique, le capteur d' images est un capteur matriciel CCD. L'invention va maintenant être décrite avec plus de détails en se référant à un mode de réalisation donné. à titre d' exemple et représenté par les dessins annexés sur lesquels - La figure 1 est un schéma d'implantation du dispositif selon 1' invention sur un véhicule, - La figure 2 est un schéma de principe du dispositif selon 1' invention, - La figure 3 représente des images visibles sur le moniteur du dispositif selon 1' invention, - La figure L représente un détail de la figure 2, - Les figures 5 et 6 sont des variantes de la figure 4. En se référant à la figure 1, le dispositif comprend un capteur d'images ou caméra I montée sur le véhicule et prenant des vues de 1' avant ou de 1 arrière du véhicule, le champ de prise de vues étant suffisant pour englober la route suivie par le véhicule. La caméra peut être fixée en haut du pare-brise ou au niveau des phares pour prendre des vues du paysage avant. En variante, la caméra pourrait être fixée à 1' arrière. En se référant à la figure 2, la caméra se compose d' un objectif Il et d'un capteur matriciel CCD 12 sur lequel se forme l'image. Le signal vidéo fourni par le capteur 12 est envoyé à une unité de traitement électronique 3 qui traite le signal et l'envoie à un écran de visualisation 4 (monteur) intégré au poste de conduite du véhicule. Le capteur CCD 12 est accouplé à un élément de déplacement en translation 21 le déplaçant par rapport au corps de caméra 14 dans un plan perpendiculaire à l'axe optique 13 de 1' objectif. De préférence l'élément 21 est un translateur à effet piézo-électrique. Dans la variante de la figure 5, le capteur CCD 12 est déplacé par deux éléments de déplacement 21 et 23 à commandes inversées. Dans la variante de la figure 6, 1' élément de déplacement 21 coopère avec un ressort précontraint 24. L'élément de déplacement 21 du capteur CCD I2 est piloté par une information de vitesse donnée par 22. L' unité de traitement électronique 3 se compose d'une électronique de traitement vidéo 31 recevant le signal du capteur CCD 12 et d'une électronique de traitement d'images 32 recevant le signal de sortie de I' unité 31. Un signal d'incrustation est envoyé à un écran de visualisation 4 en même temps que le signal de sortie de 1' unité 32. Dans la représentation d'image vidéo d'une scène à trois dimensions ramenée à deux dimensions, les lignes horizontales de 1' image repr#ésentent des intervalles de distance sur la route. Plus on va vers le centre de l'image, plus cet intervalle de distance augmente. Les objets qui se trouvent dans cette zone deviennent moins discernables, car il y a très peu de lignes vidéo représentatives de cette zone dans une image. En fonction de la vitesse du véhicule et en fonction de la distance minimale de freinage, on fixe une zone de sécurité dans l'image vidéo 5 visible sur l'écran (figure 3). Cette zone est délimitée par un trapèze 51. L' aire de cette zone de sécurité augmente ou diminue en fonction de la vitesse du véhicule. Plus le véhicule roule vite, plus la zone de sécurité est grande. Toute intrusion du un obstacle dans cette zone de sécurité est détectée comme "obstacle". La base de l'image détermine la base de la zone de sécurité, les deux bords latéraux 52 et 53 du trapèze sont matérialisés par deux lignes d' incrustation vidéo confondues avec les bords de la route. Le bord haut 54 du trapèze constitue la barre "limite de sécurité". Cette limite de sécurité est également une incrustation vidéo dont la position verticale sera fonction de la vitesse du véhicule. Plus le véhicule roule vite, plus le bord haut 54 de "limite de sécurité" est haut par rapport à la base de l'image. Dans ce cas, le pouvoir de discrimination des objets qui se trouvent en dehors de la zone de sécurité diminie considérablement. Ceci peut etre expliqué par le fait qu'entre la ligne vidéo contenant le point de convergence des deux bords de route et le bord haut de "limite de sécurité", il y a très peu de lignes vidéo. On utilise un objectif Il de format 1 pouce ou 2/3 de pouce pour former une image sur le capteur CCD 12 de format 1/2 pouce (figure 4). Le capteur 12 n1 intègre pas entièrement le champ d'image que fournit l'objectif 11. Dans ce cas, on déplace le capteur 12 dans un plan perpendiculaire à l'axe optique 13 défini par l'objectif par l'intermédiaire de l'élément de déplacement 21. Le capteur 12 est déplacé dans le sens F1 en régime grande vitesse et dans le sens opposé F2 en régime faible vitesse de manière à augmenter l'espace au-dessus du bord haut 54. Le déplacement du capteur sera dans le sens où sera réduite la zone de sécurité visualisée sur l'image. La réduction de cette zone de sécurité dans l'image laisse la place à plus de lignes vidéo au-dessus du bord haut 54 de "limite de sécurité". De cette manière, on augmente 1' espace de discrimination des objets qui se trouvent en dehors de la zone de sécurité. Egalement par la même manière, la fenêtre d'analyse 55 (figure 3) peut rester fixe dans l'image et le temps de calcul sera optimisé. La matérialisation de la zone de sécurité est effectuée par 1' incrustation vidéo sur l'image en temps réel. La détection des intrusions dans la zone de sécurité est effectuée en temps réel par la détection des contours ou des formes interceptées par le bord haut 54 de "limite de sécurité". Les intrusions dans la zone de sécurité sont signalées au conducteur par le clignotement d' un groupe de points d'image dont les positions sur In écran 4 correspondent à celles des obstacles entrant dans la zone de sécurité. Sur l'écran de visualisation 4, le conducteur ne voit que le trapèze de sécurité et éventuellement les clignotements des groupes de points correspondant aux obstacles. Il est bien entendu que l'on peut, sans sortir du cadre de l'invention, imaginer des variantes et~ des perfectionnements de détails et de même envisager 1' emploi de moyens équivalents. REVENDICATIONS 1) Procédé de détection d'obstacles pour véhicule automobile consistant à prendre, à partir du véhicule, des images à 1' aide d' un capteur de prise de vues associé à un objectif, à matérialiser dans le champ de 1' image une zone de sécurité délimitée par un bord haut dont la position est fonction de la vitesse du véhicule et de la distance de freinage correspondante et par des bords latéraux correspondant aux bords de la route et à détecter, par un traitement d'images, tout obstacle entrant dans ladite zone. 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il consiste à déplacer le capteur par rapport à 1' objectif associé de format plus grand que celui du capteur, perpendiculairement à 1' axe de ce dernier. 3) Dispos tif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu' il comporte un capteur de prises de vues (12) associé à un objectif (il) des moyens électroniques (3) de traitement du signal vidéo déterminant une zone de sécurité délimitée par un bord haut dont la position est fonction de la vitesse du véhicule et de la distance de freinage correspondante et dont les bords latéraux correspondent aux bords de la route et détectent tout obstacle se situant dans ladite zone. 4) Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le capteur de prise de vues (12) est un capteur matriciel CCD. 5) Dispositif selon 1' une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens (21) pour déplacer le capteur de prises de vues (12) perpendiculairement à Paxe (13) de I' objectif (11) associé. 6) Dispositif selon 1' une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte un écran de visualisation (4) couplé aux moyens électroniques (3) de traitement du signal vidéo.