Brevet FR2837444A1 — publié le 20030926

SYSTÈME DE CONTROLE POUR LA SURVEILLANCE À BORD D'UN VÉHICULE, BASÉ SUR LA REPRISE D'IMAGES BIOMÉTRIQUES La présente invention concerne les systèmes électroniques de contrôle de bord pour véhicules, et en particulier, a pour objet un système de contrôle perfectionné pour la surveillance à bord d'un véhicule, destiné à intégrer les fonctions de protection contre les vols et de gestion de la sécurité active pendant la conduite. Le problème de la protection d'un véhicule contre les vols, les ouvertures avec effraction ou les utilisations impropres est vraiment pris en compte par les constructeurs automobiles en particulier, et les véhicules commercialisés actuellement sont équipés de systèmes de surveillance de l'habitacle sophistiqués, tels que des dispositifs d'alarme anti-intrusion volumétriques, et des dispositifs d'immobilisation du véhicule contre les tentatives de mise en marche par ouverture avec effraction. Une autre réelle préoccupation du monde automobile en particulier concerne la sécurité active pendant la conduite, mais peu de choses ont été faites dans ce domaine pour équiper un véhicule de systèmes de surveillance de l'état de vigilance du conducteur, afin de prévoir et d'éviter les distractions ou les pertes de concentration pendant la conduite, par exemple concernant la fatigue au cours de longs voyages. Les fonctions mentionnées ci-dessus sont habituellement attribuées à des circuits de contrôles indépendants, installés séparément sur le véhicule et reliés à un ensemble de dispositifs capteurs capables de relever une série de paramètres de contrôle indispensables pour le fonctionnement du système. La présente invention se propose de dépasser les solutions mentionnées, en simplifiant et en intégrant les fonctionnalités de protection du véhicule et de vigilance concernant les conditions de conduite du conducteur sur un système de surveillance unique. L'objet de la présente invention est un système de contrôle pour la surveillance à bord d'un véhicule caractérisé en ce qu'il comprend les moyens associés suivants : des moyens formant capteurs disposés dans l'habitacle, capables de cadrer au moins une zone de détection prédéterminée susceptible d'être occupée par le conducteur du véhicule, et d'acquérir des images de ladite zone prédéterminée, et une unité de traitement couplée auxdits moyens formant capteurs, capable d'analyser les images acquises pour déterminer un ensemble de données relatif au sujet cadré, et en particulier pour identifier les discriminants biométriques du visage de ce sujet, ladite unité comprenant : - des moyens formant calculateurs pour la numérisation des images ; - des moyens de traitement pour extraire des paramètres biométriques du sujet desdites images ; et - des moyens de comparaison pour la comparaison des paramètres biométriques extraits avec des données de référence prédéterminées mémorisées dans une unité de mémoire associée, ladite unité de traitement étant adaptée pour générer, sur la base du résultat de cette comparaison, des signaux de commande d'au moins un d'une pluralité de dispositifs de protection du véhicule et/ou de dispositifs de signalisation au conducteur. Selon l'invention, le système atteint avantageusement ses objectifs, en intégrant à bord du véhicule, et de préférence sur la planche de bord, près du tableau de bord, une caméra vidéo ou un capteur équivalent de type optique, pour acquérir une image de la zone prédéterminée de l'habitacle correspondant au visage du conducteur, et une unité de traitement pour la reconnaissance des données biométriques grâce aux images acquises. Le système est adapté pour mettre à jour en temps réel l'image acquise, et les données biométriques récupérées permettent de vérifier l'identité du sujet cadré, mais également son état de vigilance à la conduite. En analysant dans le détail chaque image acquise, en utilisant par exemple, les techniques connues d'identification des paramètres biométriques du visage d'un sujet, ainsi que d'observation du mouvement des paupières pour identifier un état de fatigue persistant, endormissement, malaise, etc, le système permet de signaler une situation d'alarme lorsqu'il détecte des conditions anormales, et en dernière analyse en assurant le véhicule contre l'utilisation par des sujets différents d'un utilisateur prédéterminé, et en alertant le conducteur en cas de perte de vigilance pendant la conduite. Les caractéristiques et avantages ultérieurs de l'invention seront décrits en détail dans la description suivante d'un de ses modes de réalisation, donné à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins joints, sur lesquels : La figure 1 illustre schématiquement le système selon l'invention, installé à bord d'un véhicule, en condition de fonctionnement ; et La figure 2 représente un schéma fonctionnel d'une unité électronique de contrôle de tableau de bord qui réalise le système selon l'invention. Une unité électronique de contrôle pour la surveillance à bord d'un véhicule est réalisée sur une carte électronique 10, pouvant être installée sur la planche de bord 12 du véhicule, par exemple correspondant au tableau de bord. Le tableau de bord est en fait le seul équipement prévu sur le véhicule qui, comme le volant, est directement situé face au conducteur. La carte 10 comprend une première unité de traitement 14 connue, pour la gestion des fonctions du tableau de bord et du tableau des instruments, couplée à un réseau de communication (CAN) pour la connexion avec les autres modules de contrôle de bord par une interface réseau 16. L'unité de contrôle comprend une caméra vidéo 20 directement câblée sur la carte 10, par exemple une micro-caméra du type webcam ou équivalent convenablement installée dans l'habitacle, et un circuit intégré 22 en communication avec l'unité de traitement 14 pour le traitement des informations acquises par la caméra vidéo 20. Dans le mode de réalisation décrit et illustré sur la figure 1, une caméra vidéo correctement installée est disposée dans la moitié avant de l'habitacle du véhicule, de façon à couvrir une zone de détection prédéterminée qui coïncide sensiblement avec le volume occupé par le conducteur, et en particulier de façon à cadrer dans son cône de capture le haut (le visage en particulier) du conducteur. Le circuit intégré 22 est adapté pour exécuter les fonctions suivantes : numérisation des signaux d'images acquises par la caméra vidéo 20 et concernant la zone de détection prédéterminée, apportant les informations relevées à propos des occupants du véhicule qui se trouvent dans cette zone ; traitement de base de ces signaux d'images et extraction des paramètres biométriques indiquant la physionomie du sujet cadré, avec recherche des éléments invariables (traits du visage, position des yeux, etc.) ; comparaison avec les données de référence biométriques préimposées ; élaboration d'une décision sur la base du résultat de la comparaison (par exemple : génération de signaux d'amorce d'alarme intrusion, activation du système d'immobilisation, adaptation des paramètres d'affichage sur le tableau de bord, génération d'un avertissement vocal). Les données de référence relatives aux informations biométriques du conducteur ou des conducteurs autorisés à conduire le véhicule peuvent être mémorisées en interne sur le circuit 22, ou bien chargées successivement par le système télématique du véhicule ou peuvent également être présentées au circuit au coup par coup avec la clé de contact. Un connecteur 24 associé au tableau de bord 12 et présenté sur le réseau N est adapté pour recevoir par une unité de programmation externe les données de référence destinées à être mémorisées dans le circuit 22. Ce correcteur 24 peut judicieusement être le correcteur de diagnostique du véhicule. En cas de flottes de véhicules destinés à la location ou à plusieurs utilisateurs, les données de référence biométriques de l'utilisateur courant peuvent être fournies au système grâce à une clé, carte ou support de programmation équivalent suite à une reprise externe, par l'intermédiaire d'une caméra vidéo, du conducteur, et traitement immédiat et enregistrement de ses propres données biométriques sur le support. Un ou plusieurs haut-parleurs 26 sont reliés à l'unité de traitement 14 de contrôle des fonctions du tableau de bord pour la génération de signaux vocaux dans l'habitacle. En référence à la figure 1, l'unité de contrôle s'appuie sur un réseau N de communication de bord, et est couplée à d'autres unités électroniques de contrôle de bord en particulier à une unité de contrôle de l'habitacle 30 pour la gestion des fonctions de l'habitacle (par exemple : lecture clé, contrôle portes, alarme intrusion, services télématiques) et à une unité de contrôle moteur 32, par exemple pour la gestion du dispositif du système d'immobilisation anti- démarrage. L'unité de traitement 14 permet non seulement l'alimentation du circuit intégré 22, même lorsque le véhicule est à l'arrêt, mais également l'accès aux haut-parleurs et la liaison avec les dispositifs de communication présents sur le véhicule. En outre, celle-ci est adaptée pour transmettre une pluralité de signaux de commande à une pluralité de dispositifs de signalisation et d'alarme et/ou actionneurs à distance. Une fois les données d'un ou plusieurs conducteurs enregistrées, ces derniers seront autorisés au démarrage du véhicule uniquement après avoir été identifiés par le système de surveillance. Cependant, le système selon l'invention permet avantageusement de sécuriser l'accès à un véhicule, en identifiant les seuls conducteurs préalablement autorisés à le conduire, de façon à éventuellement entraîner la mise hors service de la clé de contact, garantissant ainsi le véhicule contre les vols. Dans un mode de réalisation préféré, l'image peut être mise à jour périodiquement en temps réel pendant le fonctionnement du véhicule. Dans ce cas les images acquises sont traitées par le circuit 22 et peuvent être utilisées pour surveiller le comportement du conducteur pendant la conduite et en vérifier l'état de vigilance en analysant en particulier la position de la tête et le mouvement des paupières, permettant l'identification d'un état de fatigue, endormissement ou malaise. Le système permet d'activer, grâce à un signal, les dispositifs de signalisation et d'alarme correspondants, en cas de diminution vérifiée de la vigilance au volant ; détecter une instruction d'un conducteur non autorisé après une ouverture de porte (Car jacking). Le système permet d'activer des signaux de commande d'au moins un d'une pluralité de dispositifs de protection du véhicule. De nombreux autres avantages découlent de l'installation du système décrit ci-dessus et en particulier : le réglage des dispositifs de bord concernant l'orientation et la disposition (réglage des sièges, orientation des rétroviseurs, volume de la radio, vitesse maximale et style de conduite) suite à l'identification d'un conducteur déterminé ; la possibilité d'enregistrer les conditions de luminosité de l'habitacle et d'adapter les paramètres de contraste en temps réel ; la transmission par voie télématique d'images de l'intérieur du véhicule en cas d'incident ou d'appel d'urgence, pour les véhicules sur lesquels ce type de service existe ; l'enregistrement des images de délinquants qui ont pénétré dans le véhicule ; l'enregistrement et la transmission des images du conducteur par vidéoconférence. Les applications prévues par le système de surveillance selon la présente invention comprennent l'installation sur les véhicules de série, privés ou destinés à la location, sur les véhicules de transport en commun (bus), véhicules de service et engins de travail, et même sur des moyens de locomotion ferroviaire, maritime et aérien. Naturellement, le principe de l'invention reste inchangé, les formes et les détails de réalisation pourront amplement varier par rapport à ce qui est décrit et illustré simplement à titre d'exemple non limitatif, sans pour cela sortir du cadre de protection de la présente invention. REVENDICATIONS 1. Système de contrôle pour la surveillance à bord d'un véhicule caractérisé en ce qu'il comprend les moyens associés suivants : des moyens formant capteurs (20) disposés dans l'habitacle, capables de cadrer au moins une zone de détection prédéterminée susceptible d'être occupée par le conducteur du véhicule, et d'acquérir des images de ladite zone prédéterminée, et une unité de traitement (22) couplée auxdits moyens formant capteurs (20), capable d'analyser les images acquises pour déterminer un ensemble de données relatif au sujet cadré, et en particulier pour identifier les discriminants biométriques du visage de ce sujet, ladite unité comprenant : - des moyens formant calculateurs pour la numérisation des images ; - des moyens de traitement pour extraire des paramètres biométriques du sujet desdites images ; et - des moyens de comparaison pour la comparaison des paramètres biométriques extraits avec des données de référence prédéterminées mémorisées dans une unité de mémoire associée, ladite unité de traitement (22) étant adaptée pour générer, sur la base du résultat de cette comparaison, des signaux de commande d'au moins un d'une pluralité de dispositifs de protection du véhicule et/ou de dispositifs de signalisation au conducteur. 2. Système de contrôle selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens formant capteurs comprennent une caméra vidéo (20) disposée à proximité du tableau des instruments, sur le tableau de bord (12) du véhicule. 3. Système de contrôle selon la revendication 2, dans lequel lesdits moyens formant capteurs (20), et ladite unité de traitement des images (22) sont intégrés sur une carte à électronique (10) comprenant un module de contrôle (14) pour la gestion du tableau de bord. 4. Système de contrôle selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite unité de traitement des images (22) est couplée à un réseau de communication de bord (N) pour la connexion avec une unité électronique de gestion des fonctions de l'habitacle (30). 5. Système de contrôle selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite unité de traitement des images (22) est couplée à un réseau de communication de bord (N) pour la connexion avec une unité électronique de contrôle moteur (32). 6. Système de contrôle selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant des moyens formant connecteurs (24) adaptés pour recevoir, d'une unité de propagation externe, des données de référence destinées à être mémorisées dans l'unité de mémoire. 7. Système de contrôle selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ladite unité de traitement des images (22) est adaptée pour commander le déclenchement d'une alarme pour la signalisation d'une intrusion et/ou l'activation d'un dispositif d'un système d'immobilisation du véhicule. 8. Système de contrôle selon la revendication 3, comprenant un ou plusieurs haut-parleurs (26) reliés audit module de contrôle (14) des fonctions de tableau de bord, dans lequel ladite unité de traitement des images (22) est adaptée pour déterminer, à partir desdites images acquises, l'état de vigilance à la conduite du conducteur du véhicule, et pour générer des avertissements vocaux dans l'habitacle au moyen dudit module de contrôle (14) lorsque des conditions anormales ont été détectées. 9. Système de contrôle selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ladite unité de traitement des images (22) est adaptée pour relever les conditions de luminosité de l'habitacle et pour générer des signaux de commande capables de contrôler le réglage des paramètres de contraste en temps réel. 10. Système de contrôle selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ladite unité de traitement des images (22) est adaptée pour transmettre par voie télématique des images de l'intérieur du véhicule en cas d'incident ou d'appel d'urgence. 11. Système de contrôle selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ladite unité de traitement des images (22) est adaptée pour enregistrer et transmettre des images pour vidéoconférence.