Brevet FR2936345A1 — publié le 20100326

Description DOMAINE TECHNIQUE La présente invention est relative à un système de suivi de véhicules. ETAT DE LA TECHNIQUE La présente invention est particulièrement relative à un système de surveillance, par une ou plusieurs caméra(s), de véhicules terrestres, à l'intérieur d'une aire de transit des véhicules, notamment à l'intérieur d'une aire de stationnement de véhicules qui comporte plusieurs places de stationnement. L'invention s'applique notamment au suivi vidéo de conteneurs et/ ou de remorques de transport routier qui pénètrent et stationnent sur une aire à l'intérieur d'un port avant d'embarquer sur un navire, ou après avoir débarqué d'un navire. L'invention s'applique également au suivi de véhicules (routiers notamment) traversant une aire de transit comportant une ramification, telle qu'un échangeur routier. Il est connu de surveiller une aire de stationnement de véhicules à l'aide de caméras, comme décrit par exemple dans le document 20 WO2007/064168. Ce document décrit un système de surveillance d'un parking qui comporte une première unité de prise de vue à l'entrée du parking pour photographier les véhicules pénétrant dans le parking et pour les identifier par leur plaque minéralogique. 25 Ce système comporte en outre une seconde unité de prise de vue à l'intérieur du parking pour photographier chaque place de parking et pour identifier les véhicules occupant chacune de ces places, par leurs plaques minéralogiques respectives. Les unités de prise de vue sont reliées à un serveur équipé d'un 30 logiciel de gestion qui contrôle les véhicules entrés dans le parking, les véhicules sortis du parking, l'état d'occupation de chaque place de parking, et la position dans le parking des véhicules identifiés par les images délivrées par la seconde unité de prise de vue. Un inconvénient de ce système est que la seconde unité de prise de vue doit comporter un très grand nombre de caméras pour pouvoir observer les plaques minéralogiques de tous les véhicules garés dans le parking. Ceci rend difficile l'installation d'un tel système dans une aire de stationnement existante, et nécessite de disposer d'une capacité très élevée de traitement et de stockage des images délivrées par ces caméras. Ce système n'est par ailleurs pas adapté au contrôle de la position de conteneurs sur le quai d'un port. Ce système n'est pas non plus adapté au suivi de véhicules traversant une zone de transit, sans identification des véhicules par leurs plaques minéralogiques. EXPOSÉ DE L'INVENTION Un objectif de l'invention est de proposer un système de surveillance vidéo d'une aire (ou zone) de transit de véhicules qui soit amélioré et/ou qui remédie, en partie au moins, aux lacunes ou inconvénients des systèmes de surveillance connus. Un système selon l'invention comporte une unité de caractérisation de véhicules, qui est disposée à proximité - ou à l'intérieur - de l'aire de transit, et qui est sensible à au moins une donnée ou caractéristique d'identification d'un véhicule. La (ou les) donnée(s) d'identification d'un véhicule captées par l'unité de caractérisation sert à caractériser, i.e. identifier partiellement ou totalement, chaque véhicule passant à proximité de l'unité de caractérisation. L'unité de caractérisation de véhicules peut comporter une - première - unité de prise de vue comportant une ou plusieurs caméra(s). Dans ce cas, une caméra de l'unité de prise de vue et un module de traitement des images délivrées par cette caméra peuvent être arrangés pour lire tout ou partie des plaques minéralogiques portées par les véhicules, de façon à permettre leur identification totale ou partielle - seulement la nationalité du véhicule par exemple-. Alternativement, l'unité de caractérisation peut comporter un appareil de lecture sans contact de données d'identification des véhicules, tel qu'un lecteur d'étiquettes radiofréquence portées par les véhicules. L'unité de caractérisation, en particulier l'unité de prise de vue, peut être disposée à l'entrée de l'aire de transit/stationnement pour identifier les véhicules pénétrant dans l'aire de transit; alternativement, l'unité de caractérisation, en particulier l'unité de prise de vue, peut être disposée à la sortie de l'aire de transit/stationnement pour identifier les véhicules quittant l'aire de transit. Alternativement encore, l'unité de caractérisation de véhicules peut être fixée en tout autre lieu de la zone de transit qui permet à l'unité de caractérisation de détecter et d'identifier -partiellement au moins- tous les véhicules passant dans la zone de transit. Les données d'identification délivrées par l'unité de caractérisation peuvent servir à l'interrogation et/ou la mise à jour ??? d'une base de données contenant des informations sur les véhicules, par exemple pour valider la position d'un emplacement où un véhicule doit. se rendre, ce qui peut permettre de générer une alerte lorsque la position d'un véhicule déterminée par une unité de suivi vidéo (cf. ci après) ne correspond pas à ladite position qui est enregistrée dans la base de données. Les données d'identification délivrées par l'unité de caractérisation peuvent également servir à la mise à jour de cette base de données, par exemple en y enregistrant la position de l'emplacement où un véhicule s'est effectivement arrêté, comme déterminé par l'unité de suivi vidéo, ainsi qu'un code d'erreur (de position) associé. Le système selon l'invention comporte en outre une unité de suivi vidéo prévue à l'intérieur de l'aire de transit, parfois désignée ci-après par � seconde unité de prise de vue �, ainsi qu'une unité de traitement de données reliée à l'unité de caractérisation de véhicules et à l'unité de suivi vidéo. Selon une caractéristique de l'invention, l'unité de suivi vidéo comporte une caméra de suivi surplombant l'aire de transit, dont l'axe (fixe) de visée est dirigé vers le bas et dont l'angle d'ouverture permet d'observer/ photographier simultanément au moins une partie substantielle de l'aire de transit. Lorsque l'aire de transit est une aire de stationnement, la caméra de suivi permet ainsi d'observer/photographier simultanément plusieurs 10 places de stationnement de l'aire de stationnement. Le système selon l'invention comporte également un module de synchronisation arrangé pour synchroniser - et/ou dater- les données transmises à l'unité de traitement de données par l'unité de caractérisation d'une part et par l'unité de suivi vidéo d'une part, ainsi 15 qu'un module d'association lié au module de synchronisation et arrangé pour associer des données délivrées par l'unité de caractérisation à des données synchrones délivrées par l'unité de suivi. De préférence, à cet effet, l'unité de traitement de données est arrangée, en particulier programmée, pour : 20 i) rechercher dans chaque image transmise par une caméra de suivi, un ou plusieurs groupes de pixels contigus, chaque groupe de pixels contigus étant susceptible d'appartenir à un véhicule à surveiller ; ii) calculer la vitesse apparente de chaque pixel, pour chaque groupe de pixels contigus détecté à l'étape i), pour estimer le mouvement apparent de chaque véhicule à surveiller ; iii) apparier deux groupes de pixels contigus appartenant respectivement à deux images successivement transmises par la caméra de suivi, en fonction du mouvement apparent calculé à l'étape ii), pour suivre le déplacement d'un véhicule à surveiller, et 25 30 iv) associer des données d'identification - en particulier des données extraites d'images transmises par une caméra de l'unité de caractérisation- au véhicule à surveiller dont le déplacement est suivi, pour identifier ce véhicule et son parcours dans l'aire de transit. L'opération iv) d'association peut être réalisée par le module d'association coopérant avec le module de synchronisation, en fonction du moment (de la date) où un véhicule a été détecté et identifié par l'unité de caractérisation, et de la position de l'image de ce véhicule dans le champ d'observation de la caméra de suivi à ce moment précis, cette position étant déterminée en fonction de la position de l'unité de caractérisation par rapport à - notamment dans - ce champ d'observation. L'association des données d'identification de véhicule délivrées par l'unité de caractérisation, et des données de position et de parcours de véhicules obtenues à partir des données délivrées par la (les) caméra(s) de suivi est facilitée lorsque le véhicule est identifié à un instant où il est visible dans le champ de la (des) caméra(s) de suivi. Dès que l'information de reconnaissance est émise par l'unité de caractérisation, le système de traitement de données peut affecter cette information au véhicule suivi ou qui va être suivi par la caméra de suivi. On peut également réaliser cette association lorsqu'au moment de l'identification d'un véhicule, ce véhicule n'est pas encore situé dans le champ d'observation de la (des) caméra(s) de suivi, en considérant que le prochain véhicule entrant dans une zone donnée du champ d'observation de la (des) caméra(s) de suivi, correspond a l'identifiant qui a été émis par l'unité de caractérisation. Le suivi des véhicules peut être effectué � à l'envers � : on suit alors des véhicules non identifiés qui proviennent par exemple d"une zone déterminée du champ d'observation. Lorsque le véhicule est ensuite identifié, on peut alors apparier la zone de provenance (et/ ou le parcours) et le véhicule. Selon des modes préférentiels de réalisation de l'invention: - le système peut comporter plusieurs caméras de suivi dont les champs d'observation respectifs se recoupent ; - la (ou les) caméra(s) de suivi peut (peuvent) être fixée(s) sur un 5 (ou plusieurs) mat(s) reposant sur l'aire de transit/stationnement ; - l'axe (les axes) d'observation de la (des) caméra(s) de suivi peut (peuvent) être fixe(s), de préférence incliné(s) d'un angle inférieur à 45 degrés par rapport à un axe vertical ; - le champ d'observation d'une caméra de suivi peut inclure une 10 zone d'entrée ou de sortie de l'aire de transit/ stationnement, qui est observée par une caméra de la première unité de prise de vue ; - l'unité de caractérisation et l'unité de suivi vidéo, en particulier la (ou les) caméra(s), peut (peuvent) être reliée(s) à l'unité de traitement de données par une liaison sans fil, en particulier par une liaison radio ou 15 lumineuse (infrarouge notamment) ; - la (ou les) caméra(s) de suivi peut (peuvent) présenter un angle d'ouverture voisin de - ou supérieur à - 30 degrés ou 60 degrés, notamment voisin de 90 degrés à 180 degrés; - l'unité de traitement de données peut être programmée pour 20 déterminer la couleur d'un véhicule entrant/ sortant - ou d'une partie du véhicule telle que la remorque d'un camion - à partir d'images transmises par une caméra de l'unité de caractérisation, et. pour associer cette couleur à un véhicule à surveiller suivi par la (les) caméra(s) de suivi. 25 L'invention permet notamment de réaliser simplement un système de positionnement de véhicules dans une aire de stationnement, en temps réel, dans lequel chaque caméra de suivi observe une zone de l'aire de stationnement pouvant contenir plusieurs dizaines de places de stationnement. 30 Le système selon l'invention peut également être utilisé pour déterminer le type et le nombre de véhicules qui empruntent une route parmi plusieurs routes partant d'un échangeur routier ; on dispose alors l'unité de caractérisation à une route d'entrée (passage unique) où les véhicules entrant sont identifiés, et on dispose la caméra de suivi à la sortie de la bifurcation/échangeur, cette (ces) caméra(s) observant toutes les routes partant de cette bifurcation ; on peut alors déterminer pour chacune de ces routes, après le traitement selon l'invention, le type (l'identité) et le nombre de véhicules ayant � choisi � la route considérée. D'autres aspects, caractéristiques, et avantages de l'invention apparaissent dans la description suivante qui se réfère aux figures annexées et illustre, sans aucun caractère limitatif, des modes préférés de réalisation de l'invention. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES La figure 1 est un schéma illustrant en vue de coté un système de suivi de véhicules selon un mode de réalisation de l'invention. La figure 2 est un schéma illustrant en vue de coté un système de suivi de véhicules selon un autre mode de réalisation de l'invention. La figure 3 est un schéma illustrant en vue en plan l'utilisation du système illustré figure 2 pour suivre le déplacement de remorques routières sur un quai d'embarquement, conformément à une application de l'invention. La figure 4 est un schéma illustrant des opérations de traitement d'images et de données extraites d'images dans un mode de réalisation d'un système selon l'invention. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION Par référence aux figures 1 à 3 notamment, le système selon l'invention permet d'effectuer une surveillance du déplacement et de la position de véhicules à l'intérieur d'une aire 20 à 22 de stationnement de véhicules. Par référence à la figure 3, l'aire 20 est formée par un quai d'embarquement délimité par des berges 60, 61 et par une clôture 65 percée d'une ouverture 64 d'entrée. L'aire 20 comporte une zone 21 de stationnement comportant deux rangées 62, 63 parallèles de places rectangulaires de stationnement contiguës telles que celles repérées 215 à 218. Les places de stationnement grisé illustrent des places occupées par des véhicules. L'aire de stationnement est équipée d'une première unité de prise de vue disposée au voisinage de l'entrée 64 (figure 3) de l'aire de 5 stationnement pour photographier les véhicules 30, 31 pénétrant dans l'aire de stationnement et pour les identifier. L'invention s'applique notamment au suivi dynamique de remorques routières 31 tractées par des tracteurs 30 comme illustré figures 1 et 2. 10 A cet effet, la première unité de prise de vue comporte un ou plusieurs appareils de prise de vue tels que des caméras 13, dont l'axe 14 d'observation - ou de visée - est de préférence peu incliné par rapport à l'horizontale. L'appareil 13 permet d'acquérir des images de la remorque 31 en 15 particulier. Une analyse de ces images permet d'identifier un ou plusieurs signes visuels 32 portés par la remorque 31, par exemple le numéro minéralogique de la remorque, la couleur de la remorque ou celle d'une bâche équipant la remorque, des motifs graphiques ou caractères (tels que � XYZT � illustrés figures 1 et 2) inscrits sur la 20 remorque. Ces signes visuels forment des données d'identification de la remorque permettant de caractériser celle-ci. Lorsque la remorque porte un conteneur de transport maritime, des données similaires d'identification visuelle du conteneur peuvent être extraits d'images 25 prises par la caméra 13. La première unité de prise de vue peut comporter plusieurs caméras 13 disposées pour photographier sous plusieurs angles de vue un véhicule pénétrant sur l'aire par une entrée unique, ou bien plusieurs caméras 13 respectivement disposées à plusieurs entrées pour 30 photographier un véhicule pénétrant sur l'aire par l'une de ces entrées. Une seconde unité de prise de vue est prévue à l'intérieur de l'aire de stationnement, les deux unités de prise de vue étant respectivement reliées par des liaisons radio 18, 19 à une unité électronique 15 de traitement de données, telle qu'un ordinateur. La seconde unité de prise de vue, i.e. l'unité de suivi vidéo, peut comporter une seule caméra 11 - comme illustré figure 1- qui peut ètre équipée d'une optique de type � fish-eye � et dont l'axe optique peut être vertical, pour une visée vers le bas ; cependant, cette unité de prise de vue peut comporter au moins deux caméras 11, 41 comme illustré figures 2 et 3. Dans le mode de réalisation illustré figures 2 et 3, les caméras de 10 suivi 11, 41 surplombent l'aire de stationnement, étant respectivement fixées aux sommets de deux mats 50 érigés sur l'aire 21 de stationnement. L'axe 12, 42 respectif de visée des caméras 11, 41 est dirigé vers le sol, l'angle 16 d'ouverture étant suffisamment grand pour permettre à 15 chaque caméra de suivi d'observer/photographier simultanément plusieurs dizaines de places 210 à 218 de stationnement de l'aire de stationnement. On peut observer figures 2 et 3 que les champs d'observation 43, 44 respectifs des caméras 41, 11 se recoupent : les places de 20 stationnement 217 et 218 (figure 3) notamment sont incluses dans chacun des champs d'observation des deux caméras 11, 4] . On observe également figure 2 que le champ d'observation 44 de la caméra 11 de suivi inclut / recoupe une partie de la zone 22 d'entrée de l'aire de stationnement qui est observée par la caméra 13. 25 Ces recoupements des champs d'observation permettent l'appariement de portions de deux images respectivement délivrées par deux caméras dont les champs se recoupent, et facilite ainsi l'identification d'un véhicule rentrant dans le champ d'une des deux caméras comme étant celle d'un véhicule sortant du champ de l'autre 30 caméra. Cela facilite l'association de données d'identification extraites d'images délivrées par la caméra 13 de l'unité de caractérisation, avec des données synchrones de position d'un véhicule (présumé) qui sont extraites d'images délivrées par une caméra de suivi. Par référence aux figures 1 et 2, un terminal 17 est relié par une liaison 10 similaire aux liaisons 18, 19, à l'unité 15 de traitement de données. Le terminal 17, qui peut être situé à l'entrée de l'aire, peut notamment servir à visualiser un numéro de place de stationnement attribué par l'unité 15 à un véhicule entrant, ou à introduire des données dans l'unité 15, par exemple à introduire un numéro de place de stationnement attribué par un opérateur à un véhicule entrant. Par référence à la figure 4, le fonctionnement du système est le suivant : - on procède à l'acquisition d'images (opération 70), par exemple à une fréquence de l'ordre de 1 à 50 hertz, par chaque caméra 13 qui délivre des images IMI d'identification d'un véhicule entrant situé dans le champ d'observation 22 ; - on procède à l'analyse (opération 80) des images IMI pour déterminer des données ID d'identification du véhicule entrant ; les données ID d'identification incluent les signes visuels 32 sus mentionnés et peuvent inclure des données complémentaires telles que des dimensions du véhicule calculées à partir des images IMI ; - on procède par ailleurs à l'acquisition d'images (opération 90), par exemple à une fréquence de l'ordre de 1 à 50 hertz, par chaque caméra 11, 41 qui délivre des images IMS de suivi de véhicules situés dans le champ d'observation 44, 43 respectivement ; - on recherche (opération 100) dans chaque image lMS transmise par chaque caméra de suivi, un ou plusieurs groupes de pixels contigus GPC, chaque groupe de pixels contigus étant susceptible d'appartenir à un véhicule à suivre ; parmi les groupes de pixels candidats, on peut par exemple ne retenir que des groupes de pixels présentant certaines formes et/ ou dimensions ; - on calcule (opération 110) la vitesse apparente de chaque pixel, pour chaque groupe de pixels contigus détecté par la recherche 100, pour estimer le mouvement apparent MAE de chaque véhicule à surveiller; - on apparie deux groupes de pixels contigus appartenant respectivement à deux images successivement transmises par la caméra de suivi, en fonction du mouvement apparent estimé par le calcul (opération 110), pour suivre (opération 120) le déplacement DEP d'un véhicule à surveiller; et - on associe (opération 130) des données d'identification ID extraites d'images transmises par la caméra 13 de la première unité de prise de vue, à un véhicule à surveiller dont le déplacement est suivi 120, pour identifier ce véhicule, en fonction de la position estimée de ce véhicule à partir de l'analyse d'images (sensiblement) synchrones délivrées par la (les) caméra(s) de suivi, de sorte que l'on connaît ainsi sa position et son identité PID. Un module 150 de synchronisation d'images -et/ou de données extraites d'images- délivrées par les caméras 11, 13, et 41 est intégré à cet effet à l'unité 15 ; un module 151 d'association de données d'identification extraites des images de la caméra 13 et de données de position de véhicules extraites des images des caméras 11, 41 est également prévu dans l'unité 15 de traitement de données, comme illustré figure 2. Selon des variantes non représentées, l'un et/ou l'autre de ces deux modules peu(ven)t être en partie au moins intégré(s) à l'unité de caractérisation et/ou à l'unité de suivi.25 Revendications1- Système de surveillance d'une aire (20 à 22) de transit de véhicules, caractérisé en ce qu'il comporte : - une unité de caractérisation de véhicules disposée à proximité ou à l'intérieur de l'aire de transit pour caractériser des véhicules (30, 31) en transit dans l'aire de transit ; - une unité de suivi de véhicules prévue à l'intérieur de l'aire de transit, l'unité de suivi comportant une caméra (11, 41) de suivi surplombant l'aire de transit, dont l'axe (12, 42) de visée est dirigé vers le bas et dont l'angle (16) d'ouverture permet d'observer/photographier une partie au moins de l'aire de transit ; - une unité (15) de traitement de données reliée à l'unité de caractérisation de véhicules et à l'unité de suivi de véhicules; - un module (150) de synchronisation arrangé pour synchroniser et/ou dater - les données transmises à l'unité de traitement de données par l'unité de caractérisation d'une part et par l'unité de suivi d'une part ; et - un module (151) d'association lié au module de synchronisation et arrangé pour associer des données délivrées par l'unité de caractérisation à des données sensiblement synchrones délivrées par l'unité de suivi. 2 - Système selon la revendication 1 dans lequel l'unité de caractérisation de véhicules comporte une ou plusieurs carnéra(s) (13). 3 - Système selon la revendication 1 ou 2 dans lequel l'unité de caractérisation de véhicules comporte un appareil de lecture sans contact de données d'identification de véhicules, tel qu'un lecteur d'étiquettes radiofréquence portées par les véhicules. 4 - Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 qui 30 est arrangé, en particulier programmé, pour :- rechercher (100) dans chaque image transmise par une caméra de suivi, un ou plusieurs groupes de pixels contigus, chaque groupe de pixels contigus étant susceptible d'appartenir à un véhicule à surveiller ; - calculer (110) la vitesse apparente de chaque pixel, pour chaque groupe de pixels contigus détecté par la recherche (100), pour estimer le mouvement apparent de chaque véhicule à surveiller ; - apparier deux groupes de pixels contigus appartenant respectivement à deux images successivement transmises par la caméra de suivi, en fonction du mouvement apparent estimé par le calcul (110), pour suivre (120) le déplacement d'un véhicule à surveiller ; et - associer (130) des données d'identification obtenues à partir de données délivrées par l'unité de caractérisation, à des données sensiblement synchrones de position obtenues pour un véhicule à surveiller dont le déplacement est suivi (120) par analyse des images délivrées par l'unité de suivi, pour identifier et localiser ce véhicule. 5 - Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 qui comporte plusieurs caméras de suivi dont les champs d'observation (43, 44) se recoupent. 6 - Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 dans 20 lequel la (ou les) caméra(s) de suivi est (sont) fixée(s) sur un (ou plusieurs) mat(s) (50) reposant sur l'aire de transit. 7 - Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 dans lequel l'axe (ou les axes) (12, 42) d'observation de la (des) caméra(s) de suivi est (sont) fixe(s). 25 8 - Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 dans lequel l'axe (ou les axes) (12, 42) d'observation de la (des) caméra(s) de suivi est (sont) incliné(s) d'un angle inférieur à 45 degrés par rapport à un axe vertical. 9 - Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 dans 30 lequel le champ d'observation (44) d'une caméra (11) de suivi inclut une zone (22) d'entrée de l'aire de transit qui est observée par une caméra (13) de la première unité de prise de vue. 10 - Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 dans lequel la (ou les) caméra(s) est (sont) reliée(s) à l'unité de traitement de données par une liaison (18, 19) sans fil. 11 - Système selon la revendication 10 dans lequel la liaison (18, 5 19) sans fil comporte une liaison radio ou lumineuse (infrarouge notamment). 12 - Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 dans lequel la (ou les) caméra(s) de suivi présente(nt) un angle d'ouverture (16) voisin de - ou supérieur à - 30 degrés ou 60 degrés, 10 notamment voisin de 90 degrés à 180 degrés. 13 - Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, dans lequel l'unité de traitement de données est programmée pour déterminer la couleur d'un véhicule entant - ou d'une partie du véhicule telle que la remorque d'un camion - à partir des images transmises par 15 une caméra (13) de l'unité de caractérisation, et pour associer cette couleur à un véhicule à surveiller suivi par la (les) caméra(s) de suivi.