Brevet FR2838514A1 — publié le 20031017

source lumineuse (14) est un laser. La présente invention concerne un procédé de détection d'erreur systématique dans des systèmes de télémétrie parallactique dans des véhicules automobiles. Etat de la technique s Les véhicules automobiles sont de plus en plus équipés de systèmes d'assistance à la conduite (systèmes FAS) qui assistent le con ducteur dans sa conduite ou lui facilite des man_uvres de conduite parti culières. De tels systèmes sont également appelés systèmes ADAS. De façon générale, de tels systèmes nocessitent des capteurs fournissant les o informations nocessaires concernant l'environnement du véhicule, par exemple le tracé de la chaussce, des obstacles sur la chaussoe ou à côté de celle-ci. Dans certains systèmes connus, les capteurs comprennent un système radar qui permet une mesure directe de la distance et de la vi tesse relative des objets réfléchissant les ondes radars. Dans d'autres cas, s on utilise un système Lidar qui permet une télémétrie sur la base du temps de parcours des signaux optiques et de manière générale présente une résolution angulaire plus élevée que les systèmes radars. Mais comme les systèmes d'informations et de conduite existants pour la circulation routière sont optimisés en premier lieu par la perceptibilité visuelle par un o conducteur, les capteurs vidéo semblent convenir tout particulièrement pour les systèmes d'assistance de conduite. En principe, les capteurs vidéo se composent d 'au moins deux capteurs optiques, par exemple deux caméras vidéo installées à une distance connue, c'est-à-dire la largeur de base dans la direction transver sale du véhicule pour permettre de déterminer non seulement des infor mations directionnelles mais également l'éloignement des objets par le décalage parallactique apparent des objets détectés par les deux capteurs. Ces capteurs optiques assurent ainsi au moins la fonction d'un système de télémétrie parallactique. Les résultats des mesures de distance peuvent toutefois être faussés par des erreurs systématiques provenant en parti culier d'une erreur d'ajustage de l'un ou des deux capteurs optiques. But de l'invention La présente invention a pour but de développer un procédé permettant la détection automatique et le cas échéant la correction de tel s les erreurs systématiques. Solution et avantage de l'invention A cet effet, l'invention concerne un procédé du type défini ci-dessus, caractérisé en ce qu'on différentie l'éloignement mesuré Dp par voie parallactique d'au moins un objet en fonction du temps et indépen damment de cela on détermine la vitesse relative V de cet objet, et on re connaît une erreur systématique si les résultats diffèrent de manière significative les uns des autres. L'idée de base de l'invention consiste à former, par dériva tion dans le temps de l'éloignement mesuré de manière parallactique, une valeur de la vitesse relative de l'objet et pour des véhicules automobiles il est relativement simple de déterminer la vitesse relative de nombreux ob jets également en fonction de la mesure parallactique, de sorte qu'alors, o par comparaison des résultats, on puisse conclure à une erreur systéma tique. Pour la détermination indépendante de la vitesse relative, on utilise notamment des objets immobiles, par exemple des panneaux de circula tion, des panneaux directionnels ou analogues, placés au bord de la chaussce. Pour ces objets qui peuvent s'identifier relativement facilement par un traitement électronique d'images ou par l'analyse statistique de la distribution de fréquence des vitesses relatives, la vitesse relative corres pond en effet à l 'amplitude de la vite s se propre du véhicule qui peut se mesurer d'une manière relativement précise avec les télémètres habituels. L'invention n'est pas limitée à l'exploitation d'objets immo biles. Si par exemple en plus des capteurs vidéo il existe un système radar, on peut utili ser comme valeur de comparaison également le s vite s ses relatives mesurces par le système radar et les objets mobiles. Un tel système radar permet une télémétrie directe mais le procédé selon l 'invention a l 'avantage de perme ttre une me sure comparative indépen 2s dante des erreurs de mesure de la télémétrie radar et de disposer d'une précision plus grande lors de la détection d'erreurs d'ajustage qui se pro duisent en particulier dans la zone proche. Suivant une caractéristique préférentielle du procédé non seulement on détecte les erreurs systématiques selon le procédé de o l'invention mais on les corrige automatiquement en calculant par compa raison des vitesses relatives mesurces de différentes manières, une cor rection pour les éloignements mesurés par voie parallactique. En particulier cela permet de corriger les erreurs systématiques reposant sur une valeur fausse de la largeur de base et/ou un mauvais alignement an s gulaire des deux capteurs optiques. Par exemple, la correction consiste à multiplier l'éloignement mesuré Dp par un coefficient de correction 1/F et on calcule une valeur de correction AB de la largeur de base B du système de télé métrie parallactique, ou on calcule une valeur de correction Ap d'une er- reur de l'angle d'ajustage des capteurs du système de télémétrie. Selon un mode de réalisation du procédé, par traitement électronique de l'image, on identifie les objets considérés comme immobi s le s, par exemple les panneaux de circulation, les poteaux directeurs, le s marquages de chaussces ou panneaux analogues. Dans ce cas, l'exploitation peut se faire séparément pour chaque objet identifié, de sorte que les corrections calculées pour les différents objets seront vérifiées quant à leur cohérence et la précision augmentera par la valeur moyenne. o Par exemple, si on détermine la vitesse relative d'objets im mobiles à partir de la vitesse propre V du véhicule, on détecte les objets comme objets immobiles par traitement électronique de l'image. Selon une autre variante du procédé, on utilise le fait que les objets immobiles se produisent statistiquement moins fréquemment que les objets mobiles, et c'est pourquoi dans un histogramme qui donne les fréquences des vitesses relatives mesurces par voie parallactique pour un ensemble relativement grand d'objets, ceux-ci deviennent perceptibles dans un maximum très limité pour une vitesse relative nulle. Les erreurs d'ajustage qui conduisent à fausser les éloignements mesurés d'un coeffi o cient constant dans le temps, se remarquent alors en ce que ce maximum suivant l'axe des vitesses est décalé par rapport à la valeur zéro sans que la largeur du maximum ne change. Des erreurs d'ajustage qui faussent un coefficient dépendant du temps se développent avantageusement de sorte que les vitesses relatives mesurces dans une plage angulaire étendue, sont s chargées de bruit de sorte que l'amplitude du maximum diminue et sa largeur augmente. Ainsi, on établit un histogramme de la fréquence (n) à laquelle se produisent les vitesses relatives Vp obtenues par différentiation des distances mesurces Dp en fonction du temps et on reconnaît les objets immobiles par leur fréquence dans l'histogramme. De plus, pour calculer le coefficient de correction 1/F on calcule le quotient de la vitesse relative Vp mesurce de manière parallactique et de la vitesse propre V du véhicule, si la distribution des vitesses des objets immobiles dans l'histogramme n'est pas supérieure à l'erreur de mesure statistique, et on effectue une correction du coefficient de correction 1/F en fonction du temps si la dis- persion des vitesses des objets immobiles dans l'histogramme est supé- rieure à l'erreur statistique. Dessins La présente invention sera décrite ci-après à l'aide d'exemples de réalisation représente dans les dessins annexés dans les quels: s - la figure 1 est un schéma de principe d'un système de télémétrie pa rallactique d'un véhicule automobile, - la figure 2 est un diagramme servant à expliquer un procédé de déter mination du paramètre de correction, - les figures 3 et 4 sont des histogrammes montrant la distribution de o fréquence de vitesses relatives parallactiques mesurées, avec et sans erreur d'ajustage. Description de modes de réalisation La figure 1 montre la partie avant d'un véhicule automobile représenté schématiquement en vue de dessus. Le véhicule 10 est équipé d'un système d'assistance à la conduite, connu en soi et non re présenté en détails pour cette raison. Le système de capteurs vidéo se compose entre autres de deux caméras vidéo 12, 14 installées à un certain écartement latéral l'une par rapport à l'autre dans la zone avant du véhi cule. Par un traitement électronique de s image s par le s deux caméras vi o déo 12, 14, on détecte des objets 16, 18 et on les identifie. Dans l'exemple présenté, les objets 16, 18 sont des objets fixes situés au bord de la chas sce. Les axes optiques 20, 22 des caméras vidéo 12, 14 sont pa rallèles à l'axe longitudinal du véhicule si les caméras sont ajustées cor rectement; leur écartement définit la largeur B de la base d'un système de télémétrie formé par les deux caméras vidéo 12, 14. L'exploitation de l'information en image de chaque caméra définit pour chaque objet, par exemple pour l'objet 18, l'angle d'azimut pL et pR suivant lequel l'objet est vu par la caméra correspondante. La différence pL - pR est la parallaxe p de l'objet 18 permettant de déterminer l'éloignement D de l'objet dans la direction parallèle aux axes optiques 20, 22 en liaison avec la largeur B de la base. Par approximation, pour des distances très grandes (et ainsi des angles d'azimut petits), l'éloignement D se calcule comme suit: BL/D = tanpL (pL BR/D = tanpR pR Les grandeurs BL et BR donnent chaque fois le décalage latéral de l'objet 18 par rapport à l'axe optique de la caméra concernce. Ainsi, on a la relation suivante: B = BL- BR = D * ((pL - (pR) = D * (p D=B / (p Un ajustage défectueux des caméras vidéo 12, 14 peut con- duire, d'une part, à une erreur AB de la largeur de base et, d'autre part, à o une erreur Ap de la parallaxe. Comme exemple, la figure 1 montre, en traits interrompus, l'axe optique 2O' dans le cas o la caméra vidéo 12 est mal réglée de l'angle A"p. L'angle d'azimut pL mesuré est alors augmenté de la valeur Ap, c'est-à-dire que le système vidéo " voit >> l'objet 18 à l'emplacement 18'. L'éloignement Dp mesuré par parallaxe de l'objet 18 est alors trop réduit par comparaison à la valeur réclle D et à l'erreur AD. Le calcul d'erreur permet d'établir les relations suivantes: AD = (5D/5B) AB + (0D/(p) A(p AD = (l/(p) AB- (B/(p2) A(p Dp = D + AD = (B/p) + (AB/(p) - (B/(p2) A(p Dp = (B/(p) * (1 + (AB/B) - A(p/(p) Dp = D * (1 + - ((p/B) D) Si le quotient d'erreur Dp/D est appelé F. alors pour l'approximation on a la relation suivante: F = 1 + - ((p/B) * D, avec = AB/B De manière générale, on a: F = 1 + AD/D = 1 + ((5D/0B)/D) AB + ((0D/(p)/D) A(p Dp = D * F Si on différentie les équations en fonctions du temps, on obtient une valeur mesurce Vp parallactique pour la vitesse relative de l'objet 18: Vp = 0/0t (Dp) = 0/ôt (D * F) = V * F + D * F/ât dans cette formule, V représente la vitesse relative effective de l'objet qu'il faut connaître pour exécuter le procédé décrit ici. Cette vitesse est fournie par une autre source. On suppose par la suite que l'objet 18 a été reconnu comme s étant un objet immobile par traitement électronique d'image, par exemple un poteau directeur. Dans ce cas, la vitesse relative effective V est égale à la vitesse propre du véhicule mesurce directement par le tachymètre du véhicule. Pour le quotient Vp/V on obtient: Vp/V = F + ((5F/0t)/V) * D Dans le cas spécial o le quotient d'erreur F ne dépend pas du temps, ce quotient d'erreur F est directement donné par le rapport VpV et on obtient une valeur corrigée Dc plus précise pour l'éloignement D de l'objet 18 en multipliant l'éloignement Dp mesuré de manière parallactique avec le coefficient de correction 1 /F: Dc= (V/Vp) Dp. De façon générale on a: Vp/V= F+A*D, avec A = (0F/ôt)/V Si l'on admet que le coefficient A est en première approxi mation indépendant de l'éloignement D, alors on détermine A à partir du quotient Vp/V mesuré pour plusieurs objets par régression linéaire. On obtient ainsi: Dc = Dp / F = Dp /((Vp/V) -A * D) Cette hypothèse est par exemple remplie si le quotient d'erreur F est donné comme ci-dessus par la relation suivante F= 1 + - ((p/B) D On obtient ainsi: Vp/V = F + ((0F/ôt)/V) * D 1 + - ((p/B) D + (/8t [1 + - ((p/B) * D])/V) * D s = 1 + - ((p/B) * D - ((p/B) * V)/V) D = 1 + - ((p/B) * D- ( laxe A Les moyens de calcul à mettre en _uvre pour le procédé dé crit ci-dessus sont relativement faibles et en grande partie il s'agit de dis tinguer des objets immobiles à partir de leur classement comme panneaux de signalisation, poteaux directeurs ou analogues. L'utilisation de procé dés statistiques permet de réduire encore plus les calculs à mettre en _u vre comme cela sera décrit ci-après à l'aide des figures 3 et 4. 2s La figure 3 montre un histogramme donnant la fréquence (n) repré sentant le s vite sses relative s pour la me sure parallactique par rapport à la vitesse mesurce Vp. Les vitesses mesurces sont normalisées ici sur la vitesse propre V du véhicule. La courbe 26 tracée en trait plein montre la distribution de fréquence dans le cas o les caméras vidéo 12, 14 sont ajustées correcte ment. Les objets mobiles forment un signal de fond relativement plat et large car les vitesses des objets mobiles sont en général très fortement dispersces. Tous les objets immobiles ont ainsi la même vitesse Vp = V, de sorte que la courbe 26 présente un maximum très accentué et très limité pour la valeur 1. La courbe 28 représentée en pointillés montre la distribu tion de fréquence pour le cas d'un défaut dépendant du temps F (par exemple F = 1 + A). Dans ce cas, les vitesses mesurces des objets immobi les sont toutes décalées de la même valeur de sorte que le maximum ap- paraît également décalé de cette valeur sans que sa forme ne soit modifice de manière importante. La figure 4 montre au contraire la courbe 30 représentée en pointillés qui correspond à la distribution de fréquence dans le cas d'une erreur F dépendant du temps (par exemple F = 1 + - 2*( moyenne respective. Ainsi, comme à la figure 2, on pourra enregistrer dif- férents points de mesure et pour Vp on aura chaque fois la valeur maxi- male de la courbe 30 et pour Dp chaque fois la valeur moyenne des objets qui forme le maximum accentué de la courbe 30. Dans un mode de réalisation modifié, qui demande encore moins de calcul, on ne représente, selon la figure 4, que les histogrammes des objets qui se situent entre deux fenêtres d'éloignement relativement étroites. Les deux fenêtres d'éloignement fournissent alors deux points de o mesure dans le diagramme de la figure 2 et permettent de déterminer la droite 24. Comme les erreurs d'ajustage sont en général constantes dans le temps, cela est acceptable sans difficulté si l'enregistrement des histo- grammes demande un temps relativement long. Selon un développement du procédé on réalise une correc tion d'erreur encore plus précise si on exploite non seulement les vitesses relatives mesurces en parallaxe mais en complément également les vites- ses angulaires, c'est-à-dire les dérives dans le temps des angles d'azimut L et pR des objets devant lesquels passe le véhicule 10. Ces vitesses an- gulaires sont également influencces de manière calculable par et Ap de sorte qu'en combinaison avec l'équation ( 1) on obtient un système d'équations à partir duquel on peut calculer les deux inconnues et Ap. REVENDICATIONS 1 ) Procédé de détection d'erreur systématique dans des systèmes de télé- métrie parallactique (12, 14) dans des véhicules automobiles (10), caractérisé en ce qu' s on différentie l'éloignement mesuré Dp par voie parallactique d 'au moins un objet (16, 18) en fonction du temps et indépendamment de cela on dé- termine la vitesse relative V de cet objet, et on reconnaît une erreur sys- tématique si les résultats diffèrent de manière significative les uns des autres. 2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' en cas de détection d'une erreur systématique on effectue automatique ment une correction d'erreur, en calculant une correction pour l'éloignement mesuré Dp, à partir de l'écart entre la vitesse relative Vp ob- tenue de manière parallactique en dérivant Dp, et la vitesse relative Vp me- surce de manière indépendante. 3 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la correction consiste à multiplier l'éloignement mesuré Dp par un coeffi- cient de correction 1/F. 4 ) Procédé selon la revendication 2, 2s caractérisé en ce qu' on calcule une valeur de correction AB de la largeur de base B du système de télémétrie parallactique (12, 14). ) Procédé selon la revendication 2 ou la revendication 4, caractérisé en ce qu' on calcule une valeur de correction Ap d'une erreur de l'angle d'ajustage des capteurs (12, 14) du système de télémétrie. 6 ) Procédé selon la revendication 1, 3s caractérisé en ce qu' on détermine la vitesse relative d'objets immobiles (16, 18) à partir de la vitesse propre V du véhicule (10). 7 ) Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu' on détecte les objets (16, 18) comme objets immobiles par traitement électronique de l'image. 8 ) Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu' on établit un hi sto gramme de la fréquence (n) à laquelle se produisent le s vitesses relatives Vp obtenues par différentiation des distances mesurces o Dp en fonction du temps et on reconnat les objets immobiles (16, 18) par leur fréquence dans l'histogramme. 9 ) Procédé selon les revendications 3 et 8, caractérisé en ce que s pour calculer le coefficient de correction 1/F on calcule le quotient de la vitesse relative Vp mesurce de manière parallactique et de la vitesse propre V du véhicule, si la distribution de s vites ses de s obj ets immobiles dans l'histogramme n'est pas supérieure à l'erreur de mesure statistique. l O ) Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu' on effectue une correction du coefficient de correction 1/F en fonction du temps si la dispersion des vitesses des objets immobiles dans l'histogramme est supérieure à l'erreur statistique.