Brevet FR2870600A1 — publié le 20051125

SYSTEME DE SURVEILLANCE VEHICULAIRE AVEC AFFICHAGE MULTIFENETRES 1. Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à un système de surveillance véhiculaire avec affichage multifenêtres, et plus particulièrement à un système de surveillance multifenêtres pouvant aider des conducteurs de véhicule à surveiller des conditions changeantes dans des angles morts habituels autour du véhicule à l'aide de multiples caméras vidéo et émetteurs-récepteurs de signaux ultrasonores. 2. Description de l'art apparenté Les détecteurs de recul sont actuellement en train de devenir des équipements standards sur la plupart des véhicules de transport de voyageurs. Le détecteur de recul est utilisé pour vérifier la distance entre le véhicule et tout objet se trouvant derrière le véhicule lorsque celui-ci est en marche arrière. Le détecteur électronique a une série de capteurs ultrasonores sur le pare-chocs, lesquels sont connectés à la circuiterie de commande de boite de vitesses et à une alarme. Lorsque le véhicule est en marche arrière et qu'un objet apparaît dans la distancelimite d'avertissement préétablie, le détecteur électronique mettra en marche l'alarme afin d'avertir le conducteur du véhicule. En conséquence, cela représente une caractéristique de sécurité efficace pour des véhicules de transport de voyageurs. Toutefois, il n'y a rien de plus réaliste que de voir des images vidéos représentant vraiment les conditions de la route. Les conducteurs modernes se satisfont aujourd'hui uniquement de détecteurs électroniques. Ils ont besoin d'un dispositif de surveillance à usages 2 2870600 multiples leur permettant de voir des images prises à partir d'angles différents de façon simultanée, surtout dans des angles morts habituels où la vue du conducteur est bloquée par la carrosserie du véhicule. Avec un tel dispositif de surveillance, la visibilité du conducteur est grandement améliorée du fait que le conducteur est plus au courant des conditions changeantes autour du véhicule. De même, des détecteurs de recul traditionnels montés sur un véhicule possédant des pare-chocs surélevés ne peuvent pas détecter des objets se trouvant en dessous de la zone de détection, alors que ces objets représentent un réel danger. Si le véhicule roule sur ces objets sans se méfier, ils peuvent endommager le dessous du véhicule. Afin de corriger le problème ci-dessus, certains fabricants ont incorporé une caméra vidéo et un moniteur d'affichage dans les systèmes de détection. Le moniteur est soit installé dans le rétroviseur intérieur, soit c'est un affichage autonome sur le tableau de bord dans le compartiment chauffeur, de sorte que des images provenant des caméras vidéo à l'arrière du véhicule sont présentées simultanément au rétroviseur intérieur ou au moniteur autonome durant la conduite et le garage normaux. Toutefois, les designs actuels de ces systèmes de détection avec affichage vidéo ne conviennent que pour des véhicules de transport de voyageurs, et les systèmes de détection n'ont qu'une seule caméra vidéo. Pour de gros véhicules, la configuration et la taille des carrosseries de tels gros véhicules font que ceux-ci ont plus d'angles morts qu'une voiture de transport de passagers. Par conséquent, il est pratiquement impossible d'utiliser une seule caméra vidéo pour couvrir tous les angles possibles. De surcroît, afficher simultanément la vidéo provenant de plusieurs caméras vidéo présente un problème technique d'envergure. 3 2870600 Certains des problèmes communs pour différents types de systèmes détecteurs sont décrits ci-dessous. 1. Systèmes détecteurs câblés: le fait d'utiliser plusieurs détecteurs et caméras vidéo câblés crée des configurations de câblage compliquées et soulève la question de savoir comment contrôler des images multiples provenant de plusieurs caméras vidéo sur un écran commun de façon simultanée. 2. Systèmes détecteurs sans fil: ces détecteurs se passent en majeure partie de câblage électrique, mais dans le cas où plusieurs caméras vidéo utilisent la même bande de fréquence ou dans le cas où des véhicules proches ont des détecteurs sans fil avec des bandes de fréquence similaires, une dégradation de la vidéo se produira en raison d'une interférence mutuelle. Il est nécessaire de résoudre les problèmes ci-dessus associés à l'utilisation de multiples caméras vidéo si l'on veut obtenir un fonctionnement simultané. L'objectif principal de la présente invention est de fournir un système de surveillance véhiculaire avec affichage multifenêtres qui utilise une technique d'incrustation (overlay) dans des fenêtres de sorte qu'un seul moniteur puisse afficher simultanément des images vidéo multiples. Les images vidéo multiples sont prises par plusieurs caméras vidéo montées à différents endroits sur un véhicule. En conséquence, le conducteur du véhicule se rend plus compte des conditions autour du véhicule et n'est pas en butte à des angles morts. A cette fin, la présente invention fournit un système de surveillance véhiculaire qui est formé par un ensemble de collecte de données, une 4 2870600 unité console, de multiples caméras vidéo et un moniteur. Les caméras vidéo sont installées autour du véhicule à des endroits qui couvrent les angles morts. L'ensemble de collecte de données comporte essentiellement un contrôleur d'ensemble, un émetteur de signaux sans fil et des émetteurs-récepteurs de signaux ultrasonores multiples. Le contrôleur d'ensemble reçoit des signaux provenant des émetteurs-récepteurs de signaux ultrasonores, traite les signaux et envoie les signaux traités à l'unité console. L'unité console est connectée aux multiples caméras vidéo pour recevoir des images vidéo de différents angles autour du véhicule. Les signaux provenant des émetteurs-récepteurs de signaux ultrasonores et des caméras vidéo sont numérisés, compressés et sortis sous forme de signaux vidéo soit à voie unique, soit à voie multiple pour être envoyés au moniteur afin d'être affichés de façon simultanée en utilisant une technique d'affichage à fenêtres. En utilisant ce contrôle synchrone des caméras vidéo multiples et des émetteurs-récepteurs de signaux ultrasonores, la présente invention augmente la visibilité du conducteur, éliminant des angles morts habituels autour du véhicule et, grâce à une mesure précise des distances jusqu'à des objets, rend plus sûrs la conduite et le garage. D'autres objectifs, avantages et caractéristiques nouvelles de l'invention deviendront plus évidents d'après la description détaillée qui suit lorsqu'elle sera prise en conjonction avec les dessins qui l'accompagnent. Sur les dessins: 2870600 la figure 1 est un schéma de principe fonctionnel d'un système de surveillance véhiculaire avec affichage multifenêtres conformément à la présente invention; la figure 2 est un schéma de circuit d'une partie d'un ensemble de collecte de données sur la figure 1; la figure 3 est un schéma de circuit d'un circuit de traitement de signal dans l'ensemble de collecte de données sur la figure 1; la figure 4 est un schéma de circuit d'une partie d'une unité console sur la figure 1; la figure 5 est un schéma de circuit d'un contrôleur d'incrustation d'image 15 sur la figure 1; la figure 6 est un format d'affichage standard sur un affichage multifenêtres; et la figure 7 est un diagramme des positions appropriées autour d'un gros véhicule pour l'installation d'émetteurs-récepteurs de signaux ultrasonores et de caméras vidéo. Si l'on se réfère à la figure 1, la présente invention fournit un système de surveillance multifenêtres pouvant être installé sur de gros véhicules. Le système a plus d'une caméra vidéo (50) et de multiples émetteursrécepteurs de signaux ultrasonores (20) installés à différents endroits sur le gros véhicule. Les caméras vidéo (50) peuvent être installées à des endroits qui couvriront des angles morts habituels lorsque le véhicule tourne ou est en marche arrière. Les émetteurs-récepteurs de signaux ultrasonores (20) peuvent être installés sur des côtés du véhicule et sur 6 2870600 les pare-chocs du véhicule pour déterminer la distance jusqu'à tout objet dont le véhicule s'approche. Une alarme (33) est mise en marche pour avertir le conducteur du véhicule lorsque le véhicule s'approche d'un objet se trouvant à l'intérieur d'une gamme seuil préétablie. Le système de surveillance multifenêtres comporte un ensemble de collecte de données, une unité console (30), de multiples caméras vidéo (50) et un moniteur (60). De plus, en référence aux figures 2 et 3, l'ensemble de collecte de données comporte un contrôleur d'ensemble (11), un dispositif de mémoire (111), de multiples circuits de traitement de signal (21), de multiples émetteurs-récepteurs de signaux ultrasonores (20), un émetteur de signaux sans fil (12) et une unité bloc d'alimentation (non numérotée). Le contrôleur d'ensemble (11) a de multiples entrées et sorties et reçoit, convertit et formate des données destinées à être transmises plus avant. Le dispositif de mémoire est connecté au contrôleur d'ensemble (11) et 20 stocke tous codes d'identification d'émetteurs-récepteurs de signaux ultrasonores. Les multiples circuits de traitement de signal (21) sont connectés à des entrées du contrôleur d'ensemble (11) et comportent respectivement un microprocesseur (211), un circuit d'émission-réception de signaux ultrasonores (212), un amplificateur de signal (213) et un convertisseur de signal (214). Le microprocesseur (211) est connecté au contrôleur d'ensemble (11) 30 pour alimenter le contrôleur d'ensemble (11) en signaux numérisés. 7 2870600 Les multiples émetteurs-récepteurs de signaux ultrasonores (20) sont connectés respectivement aux circuits de traitement de signal (21), transmettent des signaux ultrasonores, reçoivent des échos ultrasonores et envoient les échos ultrasonores au contrôleur d'ensemble (Il). L'émetteur de signaux sans fil (12) est un module de transmission de signal RF, est connecté à la sortie du contrôleur d'ensemble (11), reçoit des données traitées par le contrôleur d'ensemble (11) et transmet les données traitées sous forme de signal RF. L'émetteur de signaux sans fil (12) utilise une technique antibrouillage pour éviter les interférences mutuelles. La technique antibrouillage peut être la technique des bonds de fréquence, la technique d'étalement du spectre ou analogue. En référence aux figures 1 et 4, l'unité console (30) comporte un contrôleur d'unité (31), un récepteur de signal (32) une alarme (33), un contrôleur d'incrustation d'image (40) et une unité bloc d'alimentation (non numérotée), a de multiples entrées (non numérotées) et sorties (non numérotées), reçoit et traite des données provenant du contrôleur d'ensemble (11) afin de déterminer lorsque des seuils de distance ont été dépassés, formate des données vidéo provenant de sources multiples pour une présentation simultanée et met en marche et présente des avertissements lorsque les seuils de distance ont été dépassés. Le récepteur de signal (32) est un module de transmission de signal RF, 25 est connecté à une entrée du contrôleur d'unité (31) et reçoit des signaux RF provenant de l'émetteur de signaux sans fil (12). L'alarme (33) est connectée à une sortie du contrôleur d'unité (31) et émet un avertissement audible, un avertissement visuel ou les deux lorsqu'elle 30 est mise en marche par le contrôleur d'unité. 8 2870600 Le contrôleur d'unité (31) reçoit des signaux provenant de l'ensemble de collecte de données, vérifie les sources des signaux, analyse les données pour déterminer s'il doit valider les opérations de la console lorsqu'une condition préétablie est remplie, active la présentation de données vidéo et met en marche des avertisseurs. Le dispositif de mémoire (311) stocke des codes d'identification de tous les émetteurs-récepteurs de signaux ultrasonores (20) ainsi que des conditions et seuils préétablis. En se référant plus avant à la figure 5, le contrôleur d'incrustation d'image (40) a de multiples terminaux d'entrée de vidéo (non numérotés), un terminal d'entrée de données (non numéroté) et un terminal de sortie de vidéo (non numéroté) et comporte un contrôleur vidéo programmable (41), un multiplexeur (42), un convertisseur de signal A/N (421), un circuit de séparation de signal de synchronisation horizontale (422), un tampon (43) et un convertisseur NIA (44). L'entrée de données est connectée à une sortie du contrôleur d'unité (31). Le contrôleur vidéo programmable (41) comprend une mémoire temporaire (411) et a de multiples entrées (non numérotées) et de multiples sorties (non numérotées). Le multiplexeur (42) a de multiples entrées de vidéo (non numérotées) et 25 de multiples sorties (non numérotées). Le convertisseur de signal AIN (421) est connecté à une sortie du multiplexeur (42) et à des entrées du contrôleur vidéo programmable (41) qui envoie des données vidéo à la mémoire temporaire (411). Le cir.'ciiit de séparation de signal de synchronisation horizontale (422) est 9 2870600 connecté à une sortie du multiplexeur (42) et envoie des entrées dans le contrôleur vidéo programmable (41). Le tampon (43) est connecté à une entrée du contrôleur vidéo programmable (41) et à une sortie du contrôleur d'unité (31) qui envoie une copie des données de distance provenant de l'ensemble de collecte de données. Le convertisseur NIA (44) est connecté à une sortie du contrôleur vidéo programmable (41), qui convertit les images superposées afin de produire des signaux vidéo à voie unique ou à voie multiple. Le contrôleur vidéo programmable (41) par le biais du multiplexeur (42) commande le basculement de la fenêtre d'affichage de façon soit 15 séquentielle, soit aléatoire. Le contrôleur vidéo programmable (41) travaille en conjonction avec le circuit de séparation de signal de synchronisation horizontale (422) pour séparer et extraire les signaux de synchronisation horizontale et avec le convertisseur de signal AIN (421) pour convertir des signaux vidéo en images numérisées, puis, les données converties sont écrites dans la mémoire temporaire (411) en utilisant une horloge prédéterminée. Une autre fonction du contrôleur vidéo programmable (41) est de mettre en corrélation les données de distance et les images vidéo, de sorte que les données de distance peuvent être superposées sur des images correspondantes. Ensuite, les images superposées sont compressées et converties pour produire des signaux vidéo à voie unique ou à voie multiple par le biais du convertisseur de signal (44). En se référant plus avant à la figure 6, en outre, le moniteur (60) a une entrée de vidéo et de contrôle (non numérotée), une sortie de contrôle (non numérotée), un écran tactile avec de multiples touches de fonction. Des signaux vidéo provenant du convertisseur de signal (44) sont présentés sur le moniteur (60) sous forme d'images dans plusieurs fenêtres simultanément, et les données de distance sont superposées sur des images vidéo. Si l'on se réfère à la figure 7, des tracteurs semi-remorques (70) ont habituellement une remorque longue et imposante. Lorsque le tracteur semiremorque tourne, la remorque (71) cause de nombreux angles morts. Toutefois, de multiples caméras vidéo (50) et émetteurs-récepteurs de signaux ultrasonores (20) installés sur les bords de la remorque (71) rendent le conducteur du véhicule plus conscient des conditions autour du véhicule en affichant des images vidéo et des données de distance en continu sur le moniteur. Un mode de réalisation préféré du système de surveillance véhiculaire avec affichage multifenêtres utilise trois caméras vidéo (50) et trois émetteurs-récepteurs de signaux ultrasonores (20) correspondant respectivement aux caméras vidéo (50). Ces caméras vidéo (50) et émetteurs-récepteurs de signaux ultrasonores (20) sont installés à des endroits différents autour des côtés et de l'arrière de la remorque (71), et le moniteur (60) est établi avec de multiples fenêtres pour afficher simultanément des images provenant des caméras vidéo (20) filmant à des angles différents. Les données de distance sont obtenues à partir des émetteurs-récepteurs de signaux ultrasonores (20) et superposées sur les images vidéo. Les données de distance sont continuellement mises à jour à mesure que le véhicule se rapproche d'un objet. Le moniteur (60) a un écran tactile avec touches de fonction intégrées, et le système de surveillance fournit plusieurs modes d'affichage pour 11 2870600 afficher des images et des données de distance. Le conducteur du véhicule peut choisir de présenter les images provenant d'une caméra vidéo en particulier en utilisant l'affichage plein écran, ou afficher simultanément toutes les fenêtres. Etant donné que le moniteur (60) est connecté à un contrôleur d'unité (60), le contrôleur d'unité (31) notifie le contrôleur vidéo programmable (41) et ordonne au multiplexeur (42) de passer au mode d'affichage choisi dès que le conducteur du véhicule fait un choix sur l'écran tactile. Lorsque le corps de véhicule arrive dans les limites d'une gamme seuil préétablie d'un objet, le contrôleur d'unité (31) amène l'alarme (33) à produire un bip-bip sonore qui augmente en fréquence à mesure que le véhicule approche de l'objet. Tant que l'objet est détecté par les émetteurs-récepteurs de signaux ultrasonores (20), le contrôleur d'unité (31) alimente en continu l'écran du moniteur en données de distance par le biais du contrôleur d'incrustation d'image (40) afin de garder le conducteur du véhicule informé de la distance actuelle entre le corps de véhicule et l'objet. Le système de surveillance multifenêtres est à même de couvrir tous les angles morts autour du véhicule. Par conséquent, le système est approprié pour de gros véhicules et garde le conducteur du véhicule plus au courant de l'état changeant de la route. En conséquence, la visibilité du conducteur et sa sécurité de conduite peuvent être considérablement améliorées. Un autre avantage de la présente invention est que le système de surveillance multifenêtres fonctionne par transmission de signal sans fil. En conséquence, l'installation du système peut être aisément effectuée sans grande quantité de câbles et de connexions. Revendications: 1. Un système de surveillance multifenêtres, comportant: un ensemble de collecte de données ayant un contrôleur d'ensemble (11) ; un dispositif de mémoire (111) connecté au contrôleur d'ensemble (11) ; de multiples émetteurs-récepteurs de signaux ultrasonores (20) ; de multiples circuits de traitement de signal (21) connectés au contrôleur d'ensemble (11) et respectivement aux émetteurs-récepteurs de signaux ultrasonores (20) ; et un émetteur de signaux sans fil (12) connecté au contrôleur d'ensemble (11) ; une unité console (30) ayant un contrôleur d'unité (31) ; un récepteur de signal (32) ; une alarme (33) ; et un contrôleur d'incrustation d'image (40) qui a de multiples terminaux d'entrée de vidéo, un terminal d'entrée de données 30 connecté au contrôleur d'unité (31) et un terminal de sortie de vidéo; de multiples caméras vidéo (50) connectées respectivement aux terminaux d'entrée de vidéo du contrôleur d'incrustation d'image (40) ; et un moniteur (60) connecté au terminal de sortie de vidéo du contrôleur d'incrustation d'image (40) et ayant un écran tactile avec de multiples touches de fonction. 2. Le système de surveillance multifenêtres selon la revendication 1, dans lequel le contrôleur d'incrustation d'image (40) comporte: un contrôleur vidéo programmable (41) qui est connecté à une mémoire temporaire (411) ; un multiplexeur (42), lequel est connecté au contrôleur vidéo programmable (41) et à la mémoire temporaire (411) par le biais d'un convertisseur de signal AIN (421) et d'un circuit de séparation de signal de synchronisation horizontale (422) ; un tampon (43) connecté à un terminal d'entrée du contrôleur vidéo programmable (41) ; et un convertisseur NIA (44), lequel est connecté entre le contrôleur vidéo programmable (41) et le moniteur (60) pour convertir des images en images vidéo à voie unique ou à voie multiple et faire passer les images converties au moniteur (60) pour affichage. 3. Le système de surveillance multifenêtres selon la revendication 1, 14 2870600 dans lequel le contrôleur d'ensemble (Il) de l'ensemble de console se connecte à un dispositif de mémoire (111) qui sauvegarde des codes d'identification de tous émetteurs-récepteurs de signaux ultrasonores (20) ; chaque module ultrasonore (20) est connecté au contrôleur d'ensemble (11) par le biais d'un circuit de traitement de signal (21), de sorte que des signaux ultrasonores renvoyés à partir des émetteurs-récepteurs de signaux ultrasonores (20) sont numérisés et passés au contrôleur d'ensemble (11) ; et l'émetteur de signaux sans fil est un module de transmission de signal RF qui emploie une technique de bond de fréquence ou une technique d'étalement de fréquence pour éviter les interférences mutuelles. 4. Le système de surveillance multifenêtres selon la revendication 3, dans lequel le circuit de traitement de signal (21) comporte un microprocesseur (211), un circuit d'émission-réception de signaux ultrasonores (212), un amplificateur de signal (213) et un circuit de conversion de signal (214), où le microprocesseur (211) est connecté au contrôleur d'ensemble (11) pour faire passer des signaux numérisés. 5. Le système de surveillance multifenêtres selon les revendications 1, 2, 3 ou 4, dans lequel le contrôleur d'unité (31) est connecté à un dispositif de mémoire (311) destiné à stocker des codes d'identification de tous émetteurs-récepteurs de signaux ultrasonores (20), dans lequel le récepteur de signal (32) est un module de transmission de signal RF. 2870600 6. Le système de surveillance multifenêtres selon la revendication 5, dans lequel le moniteur (60) est un moniteur de type à écran tactile.