Brevet FR2725576A1 — publié le 19960412

La présente invention concerne un procédé pour améliorer la vision de nuit du conducteur d'un véhicule automobile, ainsi que le dispositif pour mettre en oeuvre ce procédé. On connaît un tel dispositif du type comprenant un émetteur de rayonnement invisible, par exemple du type infrarouge, embarqué sur le véhicule automobile de manière à éclairer le paysage en avant de celui-ci et une caméra également embarquée sur le véhicule, sensible au rayonnement de l'émetteur et destinée à prendre une image du paysage pour la visualiser sur un écran dans le véhicule. Ce dispositif permet ainsi d'éclairer un paysage la nuit avec l'émetteur de rayonnement invisible sans gêner un conducteur d'un véhicule venant en sens inverse. Cependant, lorsque le conducteur du véhicule croise l'autre véhicule venant en sens inverse, il commande l'éclairage de son véhicule pour le faire passer en feux de croisement de sorte que ce conducteur voit sa visibilité se réduire de 80-100 mètres à 25-35 mètres. De plus, même lorsque l'autre véhicule arrivant en sens inverse est en feux de croisement, la lumière émise par les feux éblouissent notablement la caméra de sorte que celle-ci se trouve dans l'impossibilité de fournir à l'écran de visualisation une image totalement exploitable par le conducteur en vue d'améliorer la vision de nuit. La présente invention a pour but d'éliminer l'inconvénient ci-dessus du dispositif connu en proposant un procédé et un dispositif permettant de conserver une bonne visibilité de nuit du conducteur d'un véhicule automobile, d'au moins 80 mètres, tout en éliminant l'effet d'éblouissement sus-mentionné. A cet effet, le procédé de l'invention destiné à améliorer la vision de nuit du conducteur d'un véhicule automobile, comprenant les étapes consistant à éclairer le paysage en avant du véhicule avec un rayonnement invisible et prendre une image de ce paysage avec une caméra sensible à ce rayonnement et adressable ligne par ligne, est caractérisé en 2 2725576 ce qu'il comprend en outre les étapes consistant à disposer la caméra de sorte que chacune de ses lignes soit entièrement comprise dans une zone de l'image pour laquelle un gain uniforme est souhaité et à régler le gain de chaque ligne selon des critères prédéterminés pour obtenir la dynamique souhaitée de l'image. De préférence, la caméra est placée de sorte que ses lignes soient sensiblement verticales. L'étape pour disposer la caméra avec ses lignes sensiblement verticales peut consister à faire pivoter la caméra de 90 autour d'un axe sensiblement horizontal à partir de sa position normale. Selon une première variante, le gain de chaque ligne est déterminé en fonction du niveau du signal vidéo de la ligne précédente, par exemple en calculant le gain de chaque ligne de façon qu'il soit inversement proportionnel au niveau du signal vidéo. Selon une autre variante, le gain de chaque ligne d'une image est déterminé en fonction du niveau du signal vidéo de la même ligne de l'image précédente. Le procédé comprend une étape supplémentaire consistant à redresser l'image. Lorsque cette image est reçue par un écran de visualisation, le redressement de l'image est obtenu par pivotement de l'écran de visualisation. L'image peut par ailleurs être redressée en numérisant celle-ci et en la redressant à l'aide d'une mémoire adéquate. L'invention propose également un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus défini, comprenant un émetteur de rayonnement invisible apte à être monté sur le véhicule de manière à éclairer le paysage en avant de celui- ci et une caméra sensible à ce rayonnement destinée à prendre une image de ce paysage et qui est caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens maintenant la caméra de façon que ses lignes soient sensiblement verticales et un microprocesseur calculant le gain de chaque ligne de l'image 3 2725576 et transmettant les gains calculés à la caméra pour l'obtention de la dynamique souhaitée de l'image. Le dispositif comprend de plus des moyens permettant le pivotement de 90 de la caméra précitée autour d'un axe sensiblement horizontal à partir de sa position normale. Avantageusement, l'émetteur de rayonnement précité est du type infrarouge. De préférence, la caméra est du type CCD. Le dispositif comprend en outre des moyens pour redresser l'image et, selon un mode de réalisation, le redressement de l'image est effectué par des moyens agencés pour faire pivoter l'écran de visualisation de l'image. Selon un autre mode de réalisation, les moyens pour redresser l'image comprennent un convertisseur analogique- numérique relié à la caméra CCD pour numériser l'image provenant de la caméra; une mémoire stockant l'image numérisée du convertisseur analogique-numérique sous le contrôle du microprocesseur; et un contrôleur vidéo commandé par le microprocesseur pour redresser l'image contenue dans la mémoire et la transmettre à l'écran de visualisation par l'intermédiaire d'un convertisseur numérique-analogique. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement dans la description explicative qui va suivre faite en référence au dessin schématique annexé donné uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation du dispositif pour améliorer la vision de nuit du conducteur d'un véhicule automobile. En se référant à la figure unique, le dispositif pour améliorer la vision de nuit du conducteur d'un véhicule automobile est du type comprenant un émetteur de rayonnement invisible (non représenté) monté sur le véhicule de manière à éclairer la scène ou le paysage en avant de celui-ci sans gêner un conducteur de véhicule automobile venant en sens inverse et une caméra 1 également embarquée sur le véhicule filmant le paysage et fournissant à un écran de visualisation 2, par l'intermédiaire d'une unité de traitement électronique 4 2725576 3, une image vidéo du paysage restituée sur l'écran 2 au conducteur. Les dispositifs actuels permettant d'accroître la sécurité routière utilisent notamment des émetteurs de rayonnement infrarouge pour éclairer le paysage en combinaison avec des caméras vidéo du type CCD qui, comme cela est bien connu, sont sensibles au rayonnement allant au- delà du spectre du visible, c'est-à-dire entre 0,8 et 1,1 Mm, rendant ainsi ces caméras sensibles au rayonnement infrarouge. Comme mentionné précédemment, lorsqu'un véhicule circulant en sens inverse croise le véhicule équipé du dispositif d'amélioration de la vision de nuit, la lumière émise par le véhicule circulant en sens inverse, même celle provenant des feux de croisement de celui-ci, provoque un éblouissement notable de la caméra 1 de sorte que l'écran de visualisation 2 ne peut pas restituer une image propre et totalement exploitable par le conducteur. Le dispositif conforme à l'invention permet de traiter le signal de la caméra afin de limiter notablement les effets d'éblouissement sus-mentionnés. A cet effet, la caméra 1 est disposée de façon que chacune de ses lignes soit entièrement comprise dans une zone de l'image pour laquelle un gain uniforme est souhaité et, de préférence, ces lignes sont sensiblement verticales. De plus, dans le cas o la caméra 1 est du type CCD adressable ligne par ligne, l'unité de traitement 3 est adaptée pour régler le gain de chaque ligne de la caméra 1 selon des critères prédéterminés qui seront définis ultérieurement. Le principe de l'invention consiste donc à utiliser la caméra tournée d'un quart de tour afin de transformer les lignes en colonnes et vice versa et repose sur le fait que l'éblouissement se situe dans une partie de l'image, par exemple dans le tiers gauche de celle-ci. Dans la mesure o les caméras CCD ne sont adressables que par ligne, il est possible de déterminer et d'affecter un gain par ligne vidéo de sorte que pour chaque ligne vidéo surexposée située dans 2725576 la zone d'éblouissement de l'image, le gain sera atténué tandis qu'il sera augmenté pour les lignes vidéo comprises dans la zone d'intérêt. Comme l'éblouissement se situe toujours dans la même zone, on peut donc à la fois augmenter au maximum le contraste dans la zone d'intérêt et réduire l'éblouissement dans la zone correspondante. L'unité de traitement 3 du dispositif permettant le traitement du signal lié à la caméra afin de limiter les effets d'éblouissement de la manière exposée ci-dessus comprend un convertisseur analogique-numérique 4 numérisant l'image provenant de la caméra CCD 1, une mémoire 5, par exemple du type RAM, stockant, sous le contrôle d'un microprocesseur 6, l'image numérisée du convertisseur analogique-numérique 4. L'unité 3 comprend de plus un contrôleur vidéo 7 recevant les ordres du microprocesseur 6 et redressant l'image contenue dans la mémoire 5. En effet, puisque la caméra vidéo CCD est retournée de 90 , l'image vidéo de cette caméra sera elle aussi inversée de sorte qu'il est nécessaire de prévoir le contrôleur vidéo 7 pour qu'il effectue l'opération de redressement de l'image vidéo dans la mémoire 5. Cette opération de redressement introduit alors un retard d'une trame de 20 millisecondes, ce qui n'est toutefois pas du tout pénalisant pour le dispositif de l'invention. Le contrôleur vidéo 7 est également adapté pour transmettre l'image redressée à un convertisseur numérique- analogique 8 qui fournit l'image analogique redressée à l'écran de visualisation 2. Le microprocesseur 6 est adapté pour analyser l'image vidéo numérisée dans la mémoire 5 et calculer le gain de chaque ligne pour transmettre les gains calculés à la caméra 1. Le réglage du gain de chaque ligne s'effectue par le microprocesseur 6 selon des critères prédéterminés. Ainsi, par exemple, le gain de chaque ligne peut être déterminé en fonction du niveau du signal vidéo de la ligne précédente, par exemple en calculant le gain de chaque ligne de façon qu'il soit inversement proportionnel au niveau du signal vidéo. L'analyse du signal vidéo d'une ligne permet donc de 6 2725576 savoir si l'on se trouve dans une zone claire ou sombre de l'image, ce qui permet de régler le gain de la ligne suivante : le décalage n'est donc que d'une ligne dans la zone de transition, ce qui n'est pas gênant. Le microprocesseur 6 peut également être adapté pour déterminer le gain de chaque ligne d'une image en fonction du niveau du signal vidéo de la même ligne de l'image précédente. Le contrôle des gains peut se faire en analysant simplement la valeur maximale et moyenne de chaque ligne et en les comparant à des valeurs identifiées et les algorithmes analogiques d'expansion de contraste de l'image visualisée sont largement connus et n'ont pas à être détaillés. Diverses modifications peuvent être apportées au procédé d'amélioration de la vision de nuit du conducteur d'un véhicule automobile sans sortir du cadre de la présente invention. Ainsi, l'opération de redressement de l'image de la caméra peut être effectuée tout simplement en changeant d'orientation, par des moyens appropriés connus en soi, l'écran 2 d'une même valeur angulaire que celle de la caméra 1. De plus, la caméra 1 peut être montée sur un axe sensiblement horizontal à une position normale horizontale et des moyens mécaniques, connus en soi, éventuellement commandables à distance, sont prévus pour faire pivoter la caméra d'un quart de tour lors de son utilisation de nuit. Le dispositif ci-dessus décrit de l'invention ainsi que le procédé qui en découle permettent d'améliorer notablement la vision de nuit du conducteur d'un véhicule automobile sans aucune modification de la caméra utilisée en évitant efficacement les éblouissements provoqués par les feux d'un véhicule circulant en sens inverse. 7 2725576 REVENDICATIONS 1. Procédé pour améliorer la vision de nuit du conducteur d'un véhicule automobile, comprenant les étapes suivantes consistant à: a) éclairer le paysage en avant du véhicule avec un rayonnement invisible; et b) prendre une image de ce paysage avec une caméra (1) sensible à ce rayonnement et adressable ligne par ligne, caractérisé en ce qu'il comprend en outre les étapes suivantes consistant à: c) disposer la caméra (1) de sorte que chacune de ses lignes soit entièrement comprise dans une zone de l'image pour laquelle un gain uniforme est souhaité, et d) régler le gain de chaque ligne selon des critères prédéterminés pour obtenir la dynamique souhaitée de l'image. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape c) précitée consiste à disposer la caméra (1) de sorte que ses lignes soient sensiblement verticales. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il consiste à faire pivoter la caméra de 90 autour d'un axe sensiblement horizontal à partir de sa position normale. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le gain de chaque ligne est déterminé en fonction du niveau du signal vidéo de la ligne précédente, par exemple en calculant le gain de chaque ligne de façon qu'il soit inversement proportionnel au niveau du signal video. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il consiste à déterminer le gain de chaque ligne d'une image en fonction du niveau du signal vidéo de la même ligne de l'image précédente. 6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une étape supplémentaire consistant à redresser l'image. 8 2725576 7. Procédé selon la revendication 6, selon lequel l'image est reçue par un écran de visualisation (2), caractérisé en ce qu'il consiste à redresser l'image par pivotement de l'écran de visualisation (2). 8. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il consiste à redresser l'image en la numérisant et la redressant à l'aide d'une mémoire adéquate (5). 9. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé tel que défini dans l'une des revendications précédentes, comprenant un émetteur de rayonnement invisible apte à être monté sur le véhicule de manière à éclairer le paysage en avant de celui- ci et une caméra (1) sensible à ce rayonnement et apte à prendre une image de ce paysage, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens maintenant la caméra de façon que ses lignes soient sensiblement verticales et un microprocesseur (6) calculant le gain de chaque ligne de l'image et transmettant les gains calculés à la caméra (1) pour l'obtention de la dynamique souhaitée de l'image. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens permettant le pivotement de 90 de la caméra (1) autour d'un axe sensiblement horizontal à partir de sa position normale. 11. Dispositif selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que l'émetteur précité est du type infrarouge. 12. Dispositif selon l'une des revendications 9 à 11, caractérisé en ce que la caméra (1) précitée est du type CCD. 13. Dispositif selon l'une des revendications 9 à 12, caractérisé en ce qu'il comprend également des moyens pour redresser l'image. 14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comprend un écran de visualisation (2) de l'image reçue et les moyens pour redresser l'image sont agencés pour faire pivoter l'écran. 15. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que les moyens pour redresser l'image comprennent un convertisseur analogique- numérique (4) relié à la caméra CCD 9 2725576 pour numériser l'image provenant de la caméra (1); une mémoire (5) stockant l'image numérisée du convertisseur analogique-numérique (4) sous le contrôle du microprocesseur (6); et un contrôleur vidéo (7) commandé par le microprocesseur pour redresser l'image contenue dans la mémoire (5) et la transmettre à un écran de visualisation (2) par l'intermédiaire d'un convertisseur numérique-analogique (8).