Brevet FR2865307A1 — publié le 20050722

DISPOSITIF DE DETERMINATION DU RISQUE DE COLLISION La présente invention est relative à un dispositif de détermination du risque de collision. Un dispositif d'alerte produisant une alerte quant à l'existence d'un obstacle est proposé dans JP-A-11-139 229. En présence d'un obstacle non reconnu par un conducteur d'un véhicule, le dispositif d'alerte détermine un niveau d'alerte à partir d'une distance et d'une orientation entre l'obstacle et le véhicule. Le dispositif d'alerte produit ensuite le niveau d'alerte déterminé. Le dispositif d'alerte détermine si un objet se trouve, oui ou non, dans le champ de vision du conducteur pour déterminer si, oui ou non, le conducteur a reconnu l'objet. Cependant, le conducteur peut ne pas avoir reconnu l'objet si le conducteur ne regarde pas attentivement l'objet. Ainsi, le dispositif d'alerte pourrait déterminer à tort la reconnaissance de l'objet par le conducteur. En fait, il ne peut pas déterminer correctement si l'objet constitue ou non un obstacle pour le véhicule. Par conséquent, la présente invention vise à réaliser un dispositif de détermination du risque de collision qui détecte correctement un objet constituant éventuellement un obstacle pour un véhicule. Un dispositif de détermination du risque de collision selon la présente invention comprend un moyen de prise d'image, un moyen de détection d'objet, un moyen d'indication de position d'un pixel principal, un moyen d'établissement de position de pixel, un moyen de stockage, un moyen de calcul de vecteur de déplacement et un moyen de détermination du risque de collision. Le moyen de prise d'image prend une image d'une vue en avant du véhicule. Le moyen de détection d'objet détermine, à partir de l'image prise par le moyen de prise d'image, si, oui ou non, un objet est présent dans la direction de déplacement du véhicule. Le moyen d'indication de pixel principal indique un pixel principal d'une image de l'objet, qui représente une position de l'objet sur l'image de la vue. Le moyen d'établissement de position de pixel établit, d'après la direction de déplacement du véhicule, une position de pixel dans la direction de déplacement sur l'image de la vue. Le moyen de stockage stocke la position du pixel principal. Le moyen de calcul de vecteur de déplacement calcule un vecteur de déplacement de l'objet d'après un historique de la position du pixel principal de l'objet stockée par le moyen de stockage. Le vecteur de déplacement indique une direction de mouvement relatif de l'objet par rapport au véhicule. Le moyen de détermination du risque de collision détermine un risque de collision entre le véhicule et l'objet d'après une orientation du vecteur de déplacement et la position du pixel dans la direction de déplacement. Un obstacle pour le véhicule est un objet qui se trouve sur la direction de déplacement du véhicule. Par conséquent, un tel objet peut être détecté d'après la direction de déplacement du véhicule et la direction de mouvement relatif de l'objet. Cela signifie qu'un risque de collision peut être déterminé d'après l'orientation du vecteur de déplacement et la position du pixel dans la direction de déplacement, qui est établie d'après la direction de déplacement du véhicule. Avec cette configuration, le dispositif de détermination du risque de collision peut déterminer correctement la présence d'un obstacle pour le véhicule. L'invention sera mieux comprise à l'étude de la description détaillée d'un mode de réalisation pris à titre d'exemple non limitatif et illustré par les dessins annexés, sur lesquels: la Fig. 1 est un schéma de principe d'un système de sécurité active selon une forme de réalisation de la présente invention; la Fig. 2 est un schéma de principe de commande d'un ordinateur présent dans le système de sécurité active selon la forme de réalisation; la Fig. 3 est un organigramme d'un processus de production d'alerte exécuté par le système de sécurité active selon la forme de réalisation; la Fig. 4 est un schéma explicatif représentant une partie d'un processus de détermination du risque de collision selon la forme de réalisation; et la Fig. 5 est un schéma explicatif représentant une partie d'une variante du processus de détermination du risque de collision selon la forme de réalisation. La forme préférée de réalisation de la présente invention va maintenant être expliquée en référence aux dessins annexés. Sur les dessins, les mêmes repères sont utilisés pour les mêmes pièces et dispositifs. Dans un système de sécurité active 200 représenté sur la Fig. 1, un capteur 10 de position de papillon, un capteur 20 d'angle de braquage, un lidar imageur 30, un capteur 40 d'amplitude de mouvement de lacet, un capteur 50 de vitesse de véhicule, une caméra d'imagerie dans le visible 62, une caméra 64 fonctionnant dans l'infrarouge et un projecteur 66 à infrarouge sont connectés à un ordinateur 80. Un actionneur 90 de papillon, un actionneur 100 de frein, une commande de braquage 110, un dispositif de commande automatique de transmission (AIT), un écran 130, un dispositif d'entrée 140 et un dispositif d'alerte 150 sont également connectés à l'ordinateur 80. L'ordinateur 80 comprend une interface d'entrée/sortie (E/S) et divers circuits de commande, bien que ceux-ci ne soient pas représentés sur les figures. Les circuits d'E/S et de commande ont des configurations matérielles classiques, aussi ne présentera-t-on pas davantage leurs configurations. L'ordinateur 80 détermine un risque de collision entre le véhicule et un objet présent en avant du véhicule. Si un risque de collision est déterminé, l'ordinateur 80 exécute un processus pour produire une alerte destinée au conducteur à l'aide de l'écran 130 ou du dispositif d'alerte 150. L'ordinateur 80 exécute également une commande de conduite par l'intermédiaire des commandes de l'actionneur 90 de papillon, de l'actionneur 100 de frein, de la commande de braquage 110 et du dispositif de commande A/T 120, d'après les signaux fournis par les capteurs. La commande de conduite comprend une commande de suivi de voie comportant une commande pour aider le conducteur à rester dans une même voie, et une commande de maintien de distance de sécurité pour maintenir une certaine distance entre le véhicule et un véhicule situé devant lui. Le capteur 10 de position de papillon détecte l'amplitude de la course d'un accélérateur actionné par un conducteur. Un signal d'actionnement indiquant l'amplitude du mouvement de l'accélérateur détecté par le capteur 10 de position de papillon est transmis à l'ordinateur 80. Le capteur 20 d'angle de braquage détecte une variation de l'angle de braquage. Un angle de braquage relatif est déterminé d'après la variation de l'angle de braquage détectée par le capteur 20 d'angle de braquage. Le lidar imageur ou capteur à radar laser 30 applique une lumière laser à une zone prédéterminée en avant du véhicule. Il détecte une distance, une vitesse relative et une orientation entre le véhicule et un objet, par exemple un véhicule situé devant, qui réfléchit la lumière laser. Les informations sur l'objet obtenues du fait de la détection sont converties en un signal électrique et appliquées à l'ordinateur 80. La détection d'objet peut être effectuée à l'aide d'ondes électriques, dont des ondes millimétriques et des ondes ultracourtes, ou des ondes ultrasonores. Le capteur 40 de mouvement de lacet détecte une vitesse angulaire du véhicule par rapport à un axe vertical du véhicule. Le capteur 50 de vitesse du véhicule détecte des signaux indiquant des vitesses de rotation de roues du véhicule. La caméra d'imagerie dans le visible 62 est une caméra optique montée sur le véhicule à un emplacement permettant de saisir une image d'une vue en avant du véhicule. La caméra d'imagerie dans le visible 62 est conçue de façon à pouvoir régler les vitesses d'obturation, les cadences de prise de vue, les gains de sortie de signaux numériques appliqués à l'ordinateur 80 conformément à des instructions émises par l'ordinateur 80. La caméra d'imagerie dans le visible 62 fournit à l'ordinateur 80 un signal numérique correspondant à une valeur de pixel qui indique un niveau de luminosité pour un pixel de l'image et un signal de synchronisation entre des images horizontales et verticales. La caméra 64 fonctionnant dans l'infrarouge prend une image du visage du conducteur vers lequel une lumière infrarouge est émise par le projecteur 66 à infrarouge. La direction dans laquelle regarde le conducteur est détectée d'après l'image du visage du conducteur. L'actionneur 90 de papillon, l'actionneur 100 de frein, la commande de braquage 110 et le dispositif de commande A/T 120 sont amenés à fonctionner conformément à des instructions délivrées par l'ordinateur 80. L'actionneur 90 de papillon commande des rendements d'un moteur à combustion interne en réglant une ouverture d'un papillon. L'actionneur 100 de frein règle des pressions de freins. La commande d'angle de braquage 110 commande l'angle de braquage en produisant un couple dans la direction. Le dispositif de commande A/T 120 sélectionne une position appropriée de la transmission pour commander la vitesse du véhicule d'après des positions d'engrenages dans une transmission automatique. L'écran 130 est un écran à cristaux liquides et est disposé autour d'une console centrale à l'intérieur de l'habitacle du véhicule. L'écran 130 reçoit des données d'image contenant des informations sur une alerte pour attirer l'attention du conducteur et affiche une image d'après les données d'image reçues. Le dispositif d'entrée 140 est un commutateur tactile intégré avec l'écran 130 ou un commutateur mécanique. Un utilisateur peut saisir diverses entrées dont des entrées par caractères à l'aide du dispositif d'entrée 140. Le dispositif d'alerte 150 produit une alarme sonore pour attirer l'attention du conducteur conformément à une instruction émise par l'ordinateur 80. Par exemple, il produit une alerte sonore lorsque le véhicule s'écarte d'une voie de circulation, sous l'effet de la commande de suivi de voie. Sous l'effet de la commande de maintien de distance de sécurité, il produit une alerte sonore lorsque le véhicule s'approche rapidement d'un véhicule situé devant lui et vient à échapper à la commande de maintien de distance de sécurité. En référence à la Fig. 2, l'ordinateur 80 comprend une section 81 de détection d'objet, une section 82 d'indication de position de pixel principal, une section de stockage 83, une section de calcul 84 de vecteur de déplacement, une section 85 de détection de direction de regard, une section 86 d'établissement de position de pixel, une section 87 de détermination de direction de vecteur, une section 88 de détermination de risque de collision et une section 89 de production d'alerte. Chaque section exécute un processus de commande spécifique. La section 81 de détection d'objet détecte un objet, par exemple un véhicule en face ou un obstacle, présent dans la direction de déplacement du véhicule, à partir d'une image prise par la caméra d'imagerie dans le visible 62. La section 81 de détection d'objet obtient une valeur de pixel pour chaque pixel de l'image prise, reçu de la caméra d'imagerie dans le visible 62, et détecte un objet par analyse d'image, par exemple par analyse de texture. La section 82 d'indication de position de pixel principal indique une position d'un pixel principal qui représente une position de l'objet détecté par la section 81 de détection d'objet. Par exemple, elle calcule une position d'un pixel au centre de gravité de l'objet d'après une position de pixel qui fait partie d'un contour de l'objet, et indique la position calculée comme position de pixel principal. La section de stockage 83 stocke la position de pixel principal indiquée par la section 82 d'indication de position de pixel principal. Elle attribue un numéro exclusif à chaque objet et stocke la position de pixel principal avec le numéro exclusif. De la sorte, il est possible de stocker un historique des positions du pixel principal d'un objet donné. La section 84 de calcul de vecteur de déplacement calcule un vecteur de déplacement d'après la position de pixel principal stockée dans la section de stockage 83 et la position de pixel principal indiquée par la section 82 d'indication de position de pixel principal. Le vecteur de déplacement indique une direction de mouvement relatif d'un objet donné par rapport au véhicule. La section 85 de détection de direction de regard détecte un point de vue (position d'oeil) du conducteur à partir d'une image du visage du conducteur prise par la caméra 64 à infrarouge. Elle détecte sur l'image des points caractéristiques tels que les coins intérieur et extérieur de l'oeil du conducteur et indique une direction dans laquelle est orienté le conducteur. Elle estime un foyer ou point focal du conducteur sur un pare-brise avant d'après une position de la pupille du conducteur détectée à l'aide de l'image du visage du conducteur et de la direction d'orientation du conducteur. L'ordinateur 80 calcule un foyer du conducteur sur l'image prise par la caméra d'imagerie dans le visible 62, le foyer correspondant au foyer sur le pare-brise avant, d'après le foyer estimé et le point de vue. La section 86 d'établissement de position de pixel établit une position de pixel incluse dans le foyer sur l'image et un cercle d'un rayon donné à partir de la position de pixel établie sur l'image. La position de pixel est appelée position de pixel dans la direction de déplacement. Le conducteur se concentre sur une zone en avant du véhicule et la direction du regard du conducteur correspond à la direction de déplacement du véhicule. Ainsi, la position de pixel dans la direction de déplacement peut être établie d'après la direction du regard du conducteur. Souvent, un conducteur de véhicule regarde dans différentes directions, autres que la direction vers l'avant. Le temps peut être compté pendant que le conducteur maintient sa direction de regard pour établir comme position de pixel dans la direction de déplacement une position de pixel de l'image correspondant à la direction de regard dans laquelle le conducteur maintient son regard pendant le plus long temps. La section 87 de détermination de direction de vecteur détermine une orientation d'un vecteur de déplacement de l'objet. Elle détermine si, oui ou non, l'orientation du vecteur de déplacement correspond à la direction vers l'intérieur du cercle établie par la section 86 d'établissement de position de pixel. Ensuite, elle envoie un résultat de la détermination à la section 88 de détermination du risque de collision. La section 88 de détermination du risque de collision détermine un risque de collision entre l'objet et le véhicule lorsque l'orientation du vecteur de déplacement correspond à la direction vers l'intérieur du cercle. Ensuite, elle envoie à la section 89 de production d'alerte un signal d'instruction pour produire une alerte. La section 89 de production d'alerte commence à produire une alerte lorsqu'elle reçoit le signal d'instruction. Ainsi, le conducteur est avisé de l'existence d'un objet avec lequel le véhicule risque d'entrer en collision. Un obstacle ou un obstacle éventuel pour le véhicule est constitué par un objet se trouvant sur le passage du véhicule. En l'occurrence, le fait qu'un objet soit ou non un obstacle éventuel pour le véhicule peut être déterminé d'après la direction de déplacement du véhicule et la direction de mouvement relatif de l'objet par rapport au véhicule. L'ordinateur 80 détermine un risque de collision entre le véhicule et l'objet d'après le vecteur de déplacement de l'objet et la position du pixel dans la direction de déplacement. Le vecteur de déplacement indique la direction de déplacement de l'objet. La position du pixel de direction de déplacement est déterminée d'après la direction du regard du conducteur qui correspond sensiblement à la direction de déplacement du véhicule. Ainsi, l'ordinateur 80 peut détecter convenablement un objet qui est éventuellement un obstacle pour le véhicule. En référence à la Fig. 3, on va présenter un processus de production d'alerte exécuté par le système de sécurité active 200. L'ordinateur 80 détermine, à partir d'une image prise par la caméra d'imagerie dans le visible 62, si, oui ou non, un objet se trouve dans la direction de déplacement du véhicule (S10). Si un objet est détecté, il indique une position de pixel principal de l'objet sur l'image (S20). Il calcule un vecteur de déplacement indiquant la direction du mouvement relatif de l'objet, d'après un historique de la position du pixel principal (S30). L'ordinateur 80 détecte un foyer qui indique la direction de regard du conducteur d'après une image du visage du conducteur prise par la caméra à infrarouge 62 (S40). Il établit une position de pixel dans la direction de déplacement qui correspond au foyer détecté sur l'image (S50) et un cercle avec, comme centre du cercle, la position établie du pixel (S60). L'ordinateur 80 détermine si, oui ou non, le vecteur de déplacement est orienté vers l'intérieur du cercle (S70). Dans l'affirmative, il exécute une commande pour produire un avertissement afin de signaler au conducteur l'existence d'un objet dans la direction de déplacement (S80). Dans la négative, il répète les étapes S10 à S70. Le système de sécurité active 200 détermine par exemple un risque de collision entre le véhicule et des véhicules situés vers l'avant et roulant sur une voie opposée. En référence à la Fig. 4, il détermine le risque de collision entre le véhicule et le véhicule situé en avant de lui lorsque le vecteur de déplacement VL du véhicule situé devant est orienté vers l'intérieur du cercle CL. La présente invention ne doit pas se limiter à la forme de réalisation précédemment exposée et illustrée sur les figures, mais peut être mise en oeuvre de nombreuses manières sans s'écarter de l'esprit de l'invention. Par exemple, le système de sécurité active 200 peut déterminer une éventuelle collision lorsque le vecteur de déplacement est orienté vers la position du pixel dans la direction de déplacement. Un niveau d'alerte peut être établi d'après une distance entre un pixel du vecteur de déplacement et le pixel dans la direction de déplacement. Un début de production d'alerte peut être modifié suivant le niveau d'alerte. Une marge de temps diminue en fonction de la distance entre le pixel du vecteur de déplacement et le pixel dans la direction de déplacement. Si des cercles CL avec différents rayons sont établis comme représenté sur la Fig. 5, des alertes peuvent être produites à différents niveaux selon la distance. Ainsi, le conducteur est informé de la présence d'un objet situé à peu de distance, c'est-à-dire qu'il est avisé de ce que la marge de temps pour éviter une collision avec l'objet est faible. Le pixel dans la direction de déplacement peut être établi à une position sur l'image correspondant à une position réelle à une distance prédéterminée en avant du véhicule. Par exemple, une distance suffisamment grande pour que le conducteur soit informé de conditions dans la direction de déplacement après la production d'une alerte est déterminée expérimentalement et une position correspondant à la distance est établie. La position du pixel dans la position de déplacement peut être modifiée en fonction de la vitesse du véhicule ou du rayon d'un virage sur une route. La distance doit être établie à une valeur plus grande lorsque la vitesse du véhicule est élevée et elle peut être établie à une valeur plus petite lorsque la vitesse du véhicule est faible. La direction de déplacement du véhicule est déterminée d'après un rayon d'un virage sur une route. Par conséquent, la position du pixel dans la direction de déplacement peut être établie d'après les conditions de conduite en détectant la vitesse du véhicule et le rayon et en modifiant au moins l'une des coordonnées x et y de la position d'après les résultats de la détection. Un rayon d'un virage sur une route peut être estimé d'après une image de la route prise par la caméra d'imagerie dans le visible 62, ou d'après un angle de braquage ou une amplitude de mouvement de lacet. Revendications 1. Dispositif (200) de détermination du risque de collision pour un véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend: un moyen de prise d'image (62) qui prend une image de la vue en avant du véhicule; un moyen (81) de détection d'objet qui, d'après l'image prise par le moyen (62) de prise d'image, détermine si un objet est présent dans une direction de déplacement du véhicule; un moyen d'indication (82) de position d'un pixel principal qui indique une position d'un pixel principal d'une image de l'objet, la position du pixel principal représentant une position de l'objet sur l'image de la vue; un moyen (86) d'établissement de position de pixel qui, d'après la direction de déplacement du véhicule, établit une position de pixel dans la direction 15 de déplacement sur l'image de la vue; un moyen de stockage (83) qui stocke la position du pixel principal; un moyen de calcul (84) de vecteur de déplacement qui calcule un vecteur de déplacement de l'objet à partir d'un historique de la position du pixel principal de l'objet stockée par le moyen de stockage (83) ; et un moyen de détermination (88) de risque de collision qui détermine un risque de collision entre le véhicule et l'objet d'après une orientation du vecteur de déplacement et la position du pixel dans la direction de déplacement. 2. Dispositif (200) de détermination du risque de collision selon la revendication 1, comprenant en outre un moyen de détermination (87) de direction de vecteur qui détermine l'orientation du vecteur de déplacement, caractérisé en ce que: le moyen (86) d'établissement de position de pixel établit un cercle avec un rayon spécifique d'après la position du pixel dans la direction de déplacement sur l'image; le moyen (87) de détermination de direction de vecteur détermine si 30 l'orientation du vecteur de déplacement correspond à une direction vers l'intérieur du cercle; et le moyen (88) de détermination du risque de collision détermine qu'il y a un risque de collision entre le véhicule et l'objet lorsque l'orientation du vecteur de déplacement correspond à la direction vers l'intérieur du cercle. 3. Dispositif (200) de détermination du risque de collision selon la revendication 1 ou 2, comprenant en outre un moyen de détection (85) de la direction du regard, qui détecte une direction du regard d'un conducteur, caractérisé en ce que le moyen (86) d'établissement de position de pixel établit comme position de pixel dans la direction de déplacement une position qui correspond à la direction de regard sur l'image. 4. Dispositif (200) de détermination du risque de collision selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le moyen (86) d'établissement de position de pixel établit comme position de pixel dans la direction de déplacement une position qui correspond à une position réelle à une distance prédéterminée en avant du véhicule sur l'image. 5. Dispositif (200) de détermination du risque de collision selon la revendication 4, comprenant en outre un moyen (86) de détermination de condition qui détermine une condition de conduite comprenant une vitesse du véhicule et un état de la route comptant un rayon d'un virage sur une route dans la direction de déplacement, caractérisé en ce que le moyen (86) d'établissement de position de pixel comprend un moyen (86) de modification d'établissement qui modifie au moins l'une des coordonnées x et y de la position du pixel dans la direction de déplacement sur l'image en fonction de la condition de conduite et/ou de l'état de la route. 6. Dispositif (200) de détermination du risque de collision selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un moyen (89) de production d'alerte qui produit une alerte lorsqu'un risque de collision est déterminé par le moyen (88) de détermination de risque de collision. 7. Dispositif (200) de détermination du risque de collision selon la revendication 6, caractérisé en ce que le moyen (89) de production d'alerte comporte un moyen (89) de modification de niveau d'alerte qui modifie un niveau d'alerte d'après une distance entre le pixel principal et le pixel dans la direction de déplacement.