Brevet FR2829978A1 — publié le 20030328

Etat de la technique L'invention concerne une installation de commutation automatique des installations d'éclairage d'un véhicule comprenant une installation de capteur qui détermine la luminosité ambiante du véhicule et une installation de commande qui commute toutes les installations d'éclairage en fonction de la luminosité ambiante, obtenue. Une telle installation est connue selon le document DE 195 23 262 Al. Cette installation comporte une installation de capteur pour déterminer la luminosité ambiante du véhicule. L'installation de capteur est reliée à une installation de commande qui commute les installations d'éclairage en fonction de la luminosité ambiante obtenue. Comme installation d'éclairage il s'agit des projecteurs de feux de croisement et des feux arrière du véhicule. Si la luminosité ambiante est faible, les installations d'éclairage seront branchées et si la luminosité ambiante est élevée, les installations d'éclairage seront coupées. Cette installation connue permet de brancher en toute sécurité les installations d'éclairage lors de la tombée de nuit ou du passage dans un tunnel. Mais il existe des situations, par exemple en cas de faible visibilité du fait du brouillard, pour lesquelles il y a toujours une luminosité ambiante relativement élevée mais les installations d'éclairage doivent néanmoins être mises en marche, ce qui ne serait pas possible avec l'installation connue. Avantages de l'invention La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et concerne à cet effet une installation du type défini ci-dessus, caractérisée en ce que l'installation de capteur détermine en plus la portée de vue dans l'environnement du véhicule, et l'installation de commande commute les installations d'éclairage en fonction de la portée de vue ainsi obtenue. L'installation selon l'invention offre l'avantage, grâce à la détermination supplémentaire de la portée de vue, même à faible visibilité, de garantir le branchement de l'installation d'éclairage. Suivant une autre caractéristique avantageuse, une même installation de capteur détermine la luminosité ambiante et la portée de vue. Ainsi, on a une installation de construction simple. Suivant une autre caractéristique avantageuse, l'installation de capteur comporte un capteur d'image et une installation de traitement d'image. Dans ce cas, le capteur d'image a une caractéristi- que de conversion non linéaire, de préférence logarithmique ou le capteur d'image est un capteur d'image CCD ou un capteur d'image CMOS. Suivant une autre caractéristique avantageuse, un premier seuil (SI, S3) est respectivement prévu pour la luminosité ambiante et pour la portée de vue, on commute les installations d'éclairage par l'installation de commande si on passe en dessous du premier seuil (SI, S3) de la luminosité ambiante ou de la portée de vue, un second seuil (S2, S4) est prévu pour la luminosité ambiante et pour la portée de vue, et les installations d'éclairage sont commutées par l'installation de commande si le second seuil (S2, S4) est dépassé vers le bas à la fois pour la luminosité ambiante et pour la portée de vue. De préférence les seconds seuils (S2, S4) pour la luminosité ambiante et pour la portée de vue sont supérieurs aux premiers seuils (SI, S3). Il est également avantageux qu'en fonction de la portée de vue, l'installation de commande commute au moins une installation d'éclairage supplémentaire du véhicule, notamment au moins un projecteur anti brouillard et/ou au moins un feu arrière anti brouillard. De même en fonction de la portée de vue, l'installation de commande modifie la répartition de la lumière générée par au moins une installation d'éclairage. Suivant une autre caractéristique avantageuse, pour déterminer la portée de vue avec l'installation de capteur, on mesure le contraste entre au moins un objet et au moins deux positions d'éloignement différentes de l'objet et à partir de là on détermine la portée de vue. Cela permet de déterminer de façon simple la portée de vue. De préférence on détermine la portée de vue à l'aide du rapport des valeurs de contraste mesurées et de la différence des éloignements des positions de l'objet. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation représenté dans les dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 montre schématique un véhicule et un état de circulation en amont du véhicule, - la figure 2 montre le contraste apparent d'un objet en fonction de l'éloignement entre l'objet et une installation de capteur, - la figure 3 montre schématiquement la construction d'une installation de capteur pour déterminer la portée de vue. Description de l'exemple de réalisation La figure 1 montre un véhicule automobile équipé d'installations d'éclairage. Comme installations d'éclairage, le véhicule comporte par exemple, au niveau de sa partie avant, des projecteurs de feux de croisement 10 et le cas échéant des projecteurs anti brouillard 12. A l'arrière, le véhicule comporte des feux arrière 14 et le cas échéant un ou plusieurs feux anti brouillard 16. Le véhicule comporte en outre une installation de commutation automatique des installations d'éclairage qui sera décrite de manière plus détaillée ci-après. L'installation de commutation automatique des installations d'éclairage comporte une installation de capteur 20 déterminant la luminosité ou clarté dans l'environnement du véhicule. L'installation de capteur 20 permet notamment de saisir cette luminosité dans l'environnement situé à l'amont du véhicule dans la direction de déplacement. L'installation de capteur 20 peut par exemple être placée dans l'habitacle du véhicule, derrière le pare-brise. En variante, l'installation de capteur 2 peut également être installée dans la zone avant du véhicule ou dans l'une des installations d'éclairage. L'installation de capteur 20 comporte un capteur d'image 22 et une installation de traitement d'image 24. L'installation de capteur 22 comporte de préférence un capteur d'image CCD ou un capteur d'image CMOS avec un grand nombre de pixels répartis en lignes et colonnes d'une matrice ; les pixels sont constitués par des éléments photosensibles, distincts. Le capteur d'image 22 comporte de préférence une caractéristique de conversion logarithmique non linéaire de sorte que sa sensibilité diminue en fonction croissante de la clarté ou luminosité. On a ainsi l'avantage que le capteur d'image 22 puisse détecter une plage plus grande de luminosité différente sans nécessiter une installation à diaphragme qui arrêterait une partie de la lumière incidente dans le capteur d'image 22 en cas de forte luminosité. L'installation de traitement d'image 24 est reliée à une installation de commande 25 qui commute les installations d'éclairage. L'installation de commande 25 traite la luminosité ambiante saisie par le capteur d'image 22 et transmise par l'installation de traitement d'image 24 en ce qu'elle compare cette luminosité à des valeurs de seuil. Si les installations d'éclairage sont coupées, leur branchement se fait si la luminosité ambiante est inférieure à un premier seuil SI. Si les installations d'éclairage sont branchées, leur coupure se fait seulement si la luminosité ambiante dépasse un second seuil S2 ; le seuil S2 est supé- rieur au seuil SI. On évite ainsi que les installations d'éclairage ne commutent brièvement entre l'état de marche et d'arrêt lorsque la luminosité ne varie que légèrement. En dépassant vers le bas le premier seuil SI, les projecteurs de feux de croisement 10 et les feux arrière 14 du véhicule sont mis en marche. L'installation de commutation automatique des installations d'éclairage comporte en outre une installation de capteur pour déterminer la portée de vue dans l'environnement du véhicule. L'installation de capteur détermine de préférence la portée de vue en amont du véhicule dans le sens du déplacement. Pour déterminer la portée de vue on utilise de préférence la même installation de capteur 20 que pour déterminer la luminosité ambiante. L'installation de traitement d'image 24 détermine ainsi le contraste d'un objet 26 devant le véhicule et qui est saisi par le capteur d'image 22. Comme objet 26 on peut par exemple sélectionner un marquage de chaussée qui présente un contraste clair sombre, accentué par rapport au restant de la chaussée. L'objet 26 est détecté et mesuré dans l'image du capteur d'image 22 à un premier instant tl auquel le véhicule et ainsi le capteur d'image 22 sont encore éloignés de l'objet 26. Puis il est poursuivi dans l'image pendant une certaine durée et à un instant ultérieur t2 on mesure de nouveau le contraste, le véhicule, et ainsi le capteur d'image 22 étant plus proche alors de l'objet 26 car dans l'intervalle entre les instants t2 et tl le véhicule s'est rapproché de l'objet 26. Dans des conditions de visibilité optimales, c'est-à-dire pour une portée de vue importante, les résultats des mesures de contraste aux instants tl et t2 sont en général pratiquement identiques. En cas de mauvaise visibilité, c'est-à-dire pour une portée de vue réduite, par exemple en cas de brouillard, de pluie ou de fumées ou de situations analogues, le contraste à l'instant t2 est supérieur à celui à l'instant tl. De même, pour une faible luminosité, on suppose que le contraste à l'instant t2 est supérieur à celui à l'instant tl. La figure 2 montre la relation entre le contraste c de l'objet 26 visible, mesurable à partir du véhicule comme fonction de l'éloignement x. Pour un éloignement x = 0, le contraste mesuré est égal au contraste effectif ou objectif cO, c'est-à-dire le contraste qui correspond directement à celui de la surface de l'objet 26. A mesure que l'éloignement augmente, le contraste apparent c augmente, c'est-à-dire que le contraste mesuré à distance, influencé par l'opacité de l'atmosphère, diminue de manière exponentielle selon la formule suivante : C (x) = cO.e dans cette formule 8 est la portée de vue. Comme cela se déduit facilement de la formule ci-dessus, la portée S peut se définir comme suit à l'aide de deux mesures de contraste à des éloignements xl, x2 quelconques de l'objet 26 = X2 tX2 Xt Ln (C (. cl)/C (x2)) L ( (Cxl))-Ln ( (C (x2)) La valeur de mesure obtenue pour la portée ô est ainsi totalement indépendante du contraste réel cO. Pour une exploitation cor- recte des valeurs de contraste mesurées il ne faut dans ces conditions aucune information concernant la nature de l'objet 26 choisi pour la mesure. La figure 3 montre d'une manière très schématisée, sous la forme d'un schéma par blocs, l'installation de capteur 20 pour déterminer la portée de vue. L'installation de capteur 20 comprend le capteur d'image 22 et l'installation de traitement d'image 24. Le chemin des rayons de la lumière arrivant sur le capteur d'image 22 est équipé d'une optique d'image 28. L'axe optique du capteur d'image 22 et de l'optique d'image 28 est essentiellement parallèle à la direction de déplacement du véhicule. La zone saisie par le capteur d'image 22 à l'aide de l'optique d'image 28 est représentée par le volume conique hachuré à la figure 3. La réalisation du capteur d'image 22 à caractéristiques de conversion logarithmique simplifie la mesure du contraste car le contraste entre deux endroits de luminosité différente d'un objet 26, c'est-à-dire le rapport des intensités lumineuses émises par ces endroits correspond à la différence des signaux fournis par les pixels correspondants du capteur d'image 22. La mesure du contraste nécessite dans l'installation de traitement d'image 24 reliée au capteur d'image 22 uniquement la formation d'une différence mais non une division nécessitant beaucoup de calculs. L'installation de traitement d'image 24 sélectionne dans une première étape un objet 256 dans l'image fournie par le capteur d'image 22 et mesure le contraste c (xl) de l'objet 26 ; à ce moment on ne connaît pas la distance xl entre le capteur d'image 22 et l'objet 26. Dans l'étape suivante on poursuit l'objet 26 dans la suite rapide des images fournies par le capteur d'image 22 pendant le déplacement du véhicule. L'étape suivante du procédé consiste à mesurer de nouveau une valeur de contraste c (x2) de l'objet 26. Le trajet parcouru par le véhicule en poursuivant l'objet 26, c'est-à-dire le trajet (xl-x2), est fourni par l'installation de traitement d'image 24 en intégrant par exemple un signal de vitesse fourni par le tachymètre du véhicule, par une intégration en fonction du temps à l'aide d'un signal de cadence externe. La détermination de la course peut également se faire par la poursuite de la variation d'un signal d'angle de rotation pris sur une roue du véhicule entre deux mesures. Ensuite, on calcule la portée de vue 8 selon la formule donnée ci-dessus. Le déroulement des opérations décrites ci-dessus pour déterminer la portée de vue peut être modifié pour déterminer la portée de vue 8 avec une précision plus élevée. On peut par exemple prévoir de ne pas limiter la mesure à deux valeurs de contraste pour l'objet sélectionné 26 mais de faire plusieurs mesures de valeurs de contraste pour utiliser cet ensemble de valeurs de mesures et l'adapter selon le procédé des moindres carrés et de déterminer ainsi la portée de vue 8 avec une précision plus importante. En outre, il est possible non seulement de sélectionner un objet 26 mais d'effectuer dans chaque image fournie par le capteur d'image 22, des mesures de contraste sur un grand nombre d'objets pour disposer ainsi d'un grand nombre de valeurs de mesures de la portée de vue 8, à partir d'un grand nombre d'objets différents. Pour trouver des objets appropriés pour une mesure, il faut que l'installation de traitement d'image 24 recherche les zones d'une image fournie par le capteur d'image 22 qui correspondent à un contraste minimum prédéterminé. Si le véhicule se déplace effectivement dans le brouillard, il peut arriver le cas échéant que les objets n'atteignent ce contraste minimum qu'à une faible distance du véhicule. La première mesure de contraste ne pourra alors se faire qu'à une faible distance entre l'objet et le véhicule et le temps nécessaire à une seconde mesure sera juste. Pour éviter cette difficulté on choisit pour le capteur d'image 22 un champ de visée non dirigé vers l'amont dans le sens de déplacement mais de manière opposée vers l'aval. On peut également prévoir deux capteurs d'image 22 avec, pour l'un, un champ de visée dans la direction amont du 1 véhicule, et, pour l'autre, un champ de visée dans la direction opposée, c'est-à-dire vers l'aval dans le sens du déplacement. L'installation de traitement d'image 24 permet alors de sélectionner des images du capteur d'image 22 dirigé vers l'arrière si les images du capteur d'image 22 dirigé vers l'avant créent des difficultés. Dans le cas du capteur d'image 22 dirigé vers l'arrière, on pourra choisir parmi tous les objets du champ de visée, l'objet offrant le plus fort contraste pour effectuer la mesure de contraste car il s'agira alors de l'objet qui sera le plus longtemps visible en fonction croissante de l'éloignement du véhicule et qui restera utilisable pour une mesure. L'installation de traitement d'image 24 peut comporter une mémoire d'image 30 servant à enregistrer les images fournies par le capteur d'image 22 pendant une durée limitée. Au cours de ce traitement on enregistre tout d'abord de manière intermédiaire une image fournie par le capteur d'image 22 dans la mémoire d'image 30 sans aucun traitement. Lorsque le véhicule aura parcouru un trajet prédéterminé et que le capteur d'image 22 aura fourni une nouvelle image, on sélectionnera, dans cette image plus récente, un objet approprié pour la mesure du contraste et on mesurera ce contraste. Cet objet peut être la région de plus fort contraste de l'image la plus récente, c'est-à-dire que la mesure du contraste peut précéder la sélection de l'objet. En particulier lorsqu'on utilise un capteur d'image 22 à courbe caractéristique de conversion logarithmique, la détermination de l'objet à plus fort contraste est possible avec une mise en oeuvre de calculs réduite. Le contraste c (x2) de l'objet de l'image la plus récente est enregistré de façon intermédiaire et l'objet sélectionné sera identifié dans l'image plus ancienne. Cette identification peut se faire en suivant l'objet en arrière à l'aide d'un grand nombre d'images intermédiaires, enregistrées également dans la mémoire d'images 30. En variante, on peut également utiliser des techniques de corrélation croisée. Après avoir déterminé l'objet dans l'image la plus ancienne, on détermine son contraste et on calcule la portée de vue ô selon la formule donnée cidessus. Ce procédé peut également s'appliquer sans difficulté pour des portées réduites car l'objet sélectionné dans l'image la plus récente peut également être identifié alors sans difficulté dans l'image plus ancienne, même si elle ne présente plus qu'un très faible contraste. La portée de vue 8 obtenue comme indiqué ci-dessus par l'installation de traitement d'image 24 est appliquée à l'installation de commande 25 qui en poursuit le traitement en comparant la portée ô à des valeurs de seuil. Si les installations d'éclairage sont coupées, elles seront remises en marche si la portée 8 passe en dessous d'un seuil S3. Si les installations d'éclairage sont en marche, elles ne seront coupées que si la portée de vue ô dépasse un autre seuil S4 ; ce dernier seuil S4 est supérieur au seuil S3. On évite ainsi que pour des portées de vue variables, les installations d'éclairage soient mises en marche et coupées de manière répétée, très brièvement. On peut prévoir que lorsque la portée de vue 8 passe en dessous du seuil S3, l'installation branche en plus des projecteurs de feux de croisement 10 et des feux arrière 14, également les projecteurs anti brouillard 12 et/ou au moins un feu arrière anti brouillard 16. On peut également prévoir de définir plusieurs seuils, pour une portée de vue ô passant en dessous d'un premier seuil S3, on ne branchera tout d'abord que les projecteurs de feux de croisement 10 et les feux arrière 14 ; pour un autre seuil S3'inférieur au seuil S3, en dessous duquel sera passée la portée de vue 5, on branchera en outre les projecteurs anti brouillard 12 et/ou au moins un feu arrière anti brouillard 16. En variante ou en plus on peut également prévoir pour une faible portée de vue â, de modifier la répartition de la lumière générée par les installations d'éclairage, notamment les projecteurs de feux de croisement 10 et/ou les projecteurs anti brouillard 12. La répartition de la lumière peut par exemple être modifiée pour une faible portée de vue de façon à élargir l'éclairage et de diminuer la portée de l'éclairage. Lorsque les installations d'éclairage sont coupées, elles seront branchées par l'installation lorsque la luminosité ambiante passe en dessous du seuil SI ou si la portée de vue dépasse le seuil S3. Si les installations d'éclairage sont en marche, elles ne seront coupées que si à la fois la luminosité ambiante dépasse le seuil S2 et si la portée de vue 8 dépasse le seuil S4. On peut également prévoir en plus, qu'indépendamment de la portée de vue 8, obtenue, on limite la vitesse maximale possible du véhicule. Si le véhicule est équipé d'une installation de stabilisation de vitesse, on peut également prévoir d'adapter par cette installation, automatiquement la vitesse du véhicule en fonction de la portée de vue, c'est-à-dire diminuer cette vitesse en fonction de la diminution de la portée de vue. REVENDICATIONS 1 ) Installation de commutation automatique des installations d'éclairage d'un véhicule comprenant une installation de capteur (20) qui détermine la luminosité ambiante du véhicule et une installation de commande (25) qui commute toutes les installations d'éclairage (10,12, 14,16) en fonction de la luminosité ambiante, obtenue, caractérisée en ce que l'installation de capteur (20) détermine en plus la portée de vue dans l'environnement du véhicule, et l'installation de commande (25) commute les installations d'éclairage (10,12, 14,16) en fonction de la portée de vue ainsi obtenue. 2 ) Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce qu' une même installation de capteur (20) détermine la luminosité ambiante et la portée de vue. 3 ) Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'installation de capteur (20) comporte un capteur d'image (22) et une installation de traitement d'image (24). 4 ) Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce que le capteur d'image (22) a une caractéristique de conversion non linéaire, de préférence logarithmique. 5 ) Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce que le capteur d'image (22) est un capteur d'image CCD ou un capteur d'image CMOS. 6 ) Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce qu' un premier seuil (SI, S3) est respectivement prévu pour la luminosité ambiante et pour la portée de vue, on commute les installations d'éclairage (10,12, 14,16) par l'installation de commande (25) si on passe en dessous du premier seuil (SI, S3) de la luminosité ambiante ou de la portée de vue, un second seuil (S2, S4) est prévu pour la luminosité ambiante et pour la portée de vue, et les installations d'éclairage (10,12, 14,16) sont commutées par l'installation de commande (25) si le second seuil (S2, S4) est dépassé vers le bas à la fois pour la luminosité ambiante et pour la portée de vue. 7 ) Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce que les seconds seuils (S2, S4) pour la luminosité ambiante et pour la portée de vue sont supérieurs aux premiers seuils (SI, S3). 8 ) Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce qu' en fonction de la portée de vue, l'installation de commande (25) commute au moins une installation d'éclairage supplémentaire (12,16) du véhicule, notamment au moins un projecteur anti brouillard (12) et/ou au moins un feu arrière anti brouillard (16). 9 ) Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce qu' en fonction de la portée de vue, l'installation de commande (25) modifie la répartition de la lumière générée par au moins une installation d'éclairage (10,12). 10 ) Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que pour déterminer la portée de vue avec l'installation de capteur (20), on mesure le contraste entre au moins un objet (26) et au moins deux positions d'éloignement différentes de l'objet (26) et à partir de là on détermine la portée de vue. 11 ) Installation selon la revendication 10, caractérisée en ce qu' on détermine la portée de vue à l'aide du rapport des valeurs de contraste mesurées et de la différence des éloignements des positions de l'objet (26).