Brevet FR2952264A1 — publié le 20110506

Système de calibration d'une caméra apte à équiper un véhicule L'invention concerne un système de calibration d'une caméra apte à équiper un véhicule, et un procédé de calibration de cette caméra. On connaît des véhicules automobiles comportant au moins une caméra servant notamment à détecter la présence d'un obstacle dans un environnement de ces véhicules automobiles. Cette caméra, qui est un dispositif de mesure et de restitution de données, a besoin d'être calibrée, autrement dit étalonnée. La calibration, ou étalonnage, est une opération qui concerne la détermination de la relation existant entre les indications de la caméra et les valeurs de la grandeur à mesurer, par exemple l'obstacle, par comparaison avec un étalon, qui est instrument qui matérialise une unité de mesure et sert de référence pour la calibration. Cette calibration est réalisée sur une chaîne de fabrication du véhicule, grâce à une mire de calibration, qui a l'inconvénient d'être très coûteuse. En outre, il est possible qu'au cours de la durée de vie du véhicule, la caméra bouge, par exemple lors du remplacement d'un pare-brise du véhicule sur lequel la caméra est disposée. Le problème est donc que la caméra peut être à re-calibrer, à l'aide de cette mire de calibration très coûteuse. Il existe un besoin pour remédier aux inconvénients précités. L'invention vise à proposer un nouveau système de calibration d'une caméra apte à équiper un véhicule. La présente invention a ainsi pour objet un système de calibration d'une caméra apte à équiper un véhicule, ce système étant agencé pour: - déterminer au moins une valeur d'au moins un paramètre géométrique de la caméra, au moins en fonction d'une information représentative d'un paramètre associé à un objet détecté par la caméra, - comparer la valeur déterminée à une valeur de référence du paramètre géométrique de la caméra, et - contrôler le paramètre géométrique de la caméra en fonction de ladite comparaison notamment en modifiant la valeur de référence de manière à calibrer la caméra. L'invention permet notamment de calibrer de manière dynamique, en tenant compte d'au moins un paramètre associé à un objet détecté par la caméra, au moins un paramètre géométrique de la caméra, ce qui permet à celle-ci de fonctionner avec une performance optimale. En effet, le système selon l'invention permet une calibration automatique de la caméra durant sa durée de vie. L'auto- calibration, ou auto- étalonnage, permet de ne plus utiliser des mires de calibration coûteuses, notamment sur la chaîne de fabrication du véhicule sur lequel peut être montée la caméra ou en garage automobile pour le post-équipement. Le système permet également de détecter que la caméra a bougé et de 15 corriger, par conséquent, automatiquement ses paramètres géométriques, pour assurer un bon fonctionnement de cette caméra. Avantageusement, le système peut être agencé pour, lorsqu'un écart résultant de la comparaison entre la valeur de référence du paramètre géométrique de la caméra et la valeur déterminée présente une valeur 20 supérieure à une valeur seuil prédéterminée, modifier la valeur de référence sensiblement par la valeur déterminée. En variante, il est possible de modifier la valeur de référence de manière à la faire converger progressivement vers la valeur déterminée. Ainsi, le paramètre géométrique est re-calibré, ou re-échantillonné. 25 De préférence, l'objet détecté par la caméra est un véhicule, différent du véhicule sur lequel est monté la caméra, et le paramètre associé à ce véhicule peut correspondre à l'un au moins parmi: - la distance, mesurée suivant un axe longitudinal du véhicule sur lequel la caméra est disposée, entre cette caméra et l'arrière du 30 véhicule détecté, - la hauteur de lampes arrière du véhicule détecté, - le centre de gravité de chacune des lampes arrière du véhicule détecté, et - le centre de gravité du véhicule détecté. En variante, l'objet détecté peut être autre chose qu'un véhicule. Le système peut acquérir plusieurs des paramètres mentionnés ci-dessus pour déterminer une valeur d'au moins un paramètre géométrique de la caméra. Il est possible que certains de ces paramètres soient prédéterminés, par exemple la hauteur des lampes arrière du véhicule détecté. Si on le souhaite, le système est agencé pour contrôler le paramètre géométrique de la caméra comme décrit ci-dessus, seulement lorsque la distance entre la caméra et l'arrière du véhicule détecté est comprise dans un intervalle de valeurs prédéterminées. Ces valeurs prédéterminées peuvent par exemple être égales à environ 20m et 150m. Avantageusement, le système est agencé pour détecter plusieurs objets à la suite afin de déterminer plusieurs valeurs d'un paramètre géométrique de la caméra, stocker chaque valeur déterminée, et déterminer une valeur finale représentative de ce paramètre géométrique. Autrement dit, le système est agencé pour accumuler les valeurs déterminées du paramètre géométrique de la caméra, déterminer une valeur finale représentative de ce paramètre, la comparer avec la valeur de référence du paramètre géométrique de la caméra, et modifier cette valeur de référence en fonction de ladite comparaison. Selon un exemple de mise en oeuvre de l'invention, cette accumulation de valeurs déterminées peut être réalisée durant une période prédéterminée, ou pour un nombre d'objets détectés prédéterminé. La valeur finale représentative du paramètre peut être déterminée en réalisant une moyenne, par exemple gaussienne, des valeurs précédemment déterminées. En variante, la valeur finale représentative du paramètre peut être déterminée en choisissant la valeur déterminée qui apparaît le plus de fois, ou une valeur moyenne comprise dans un intervalle dans lequel sont situées le plus grand nombre des valeurs déterminées. De préférence, le paramètre géométrique de la caméra peut correspondre à l'un au moins parmi: - le tangage, qui est un mouvement de rotation autour d'un axe transversal du véhicule, aussi appelé axe de tangage, - le roulis, qui est un mouvement de rotation autour d'un axe longitudinal du véhicule, appelé axe de roulis, - le lacet, qui est un mouvement de rotation autour d'un axe vertical du véhicule, appelé axe de lacet, pouvant entraîner un changement de direction dans un plan horizontal du véhicule. La valeur de référence d'un paramètre géométrique de la caméra peut correspondre à une valeur angulaire. Cette valeur de référence est de préférence fonction de la caméra utilisée et du véhicule sur lequel est monté cette caméra. Le système peut être agencé pour déterminer une valeur angulaire de ce paramètre géométrique. De préférence, le système est agencé pour contrôler les trois paramètres 15 géométriques de la caméra. Selon un exemple de mise en oeuvre de l'invention, le système est agencé pour: - déterminer une valeur angulaire de tangage de la caméra, au moins en fonction d'une information représentative de la 20 distance entre cette caméra et l'arrière du véhicule détecté, et d'une information représentative de la hauteur des lampes arrière du véhicule détecté, - comparer la valeur angulaire de tangage déterminée à une valeur angulaire de référence de tangage de la caméra, et 25 - contrôler la valeur angulaire de tangage de la caméra en fonction de ladite comparaison en modifiant la valeur angulaire de référence de tangage. Selon un autre exemple de mise en oeuvre de l'invention, le système est agencé pour: 30 - déterminer une valeur angulaire de roulis de la caméra, au moins en fonction d'une information représentative de la distance entre cette caméra et l'arrière du véhicule détecté, et d'une information représentative du centre de gravité de chacune des lampes arrière du véhicule détecté, - comparer la valeur angulaire de roulis déterminée à une valeur angulaire de référence de roulis de la caméra, et - contrôler la valeur angulaire de roulis de la caméra en fonction de ladite comparaison en modifiant la valeur angulaire de référence de roulis. Selon encore un autre exemple de mise en oeuvre de l'invention, le système est agencé pour: - déterminer une valeur angulaire de lacet de la caméra, au moins en fonction d'une information représentative du centre de gravité de l'objet détecté par la caméra, - comparer la valeur angulaire de lacet déterminée à une valeur angulaire de référence de lacet de la caméra, et - contrôler la valeur angulaire de lacet de la caméra en fonction de ladite comparaison en modifiant la valeur de référence de lacet. Selon un exemple de mise en oeuvre de l'invention, le système peut être agencé pour acquérir au moins une information représentative d'un paramètre associé au véhicule sur lequel la caméra est disposée. Ce paramètre peut être l'un au moins parmi: 20 - l'assiette du véhicule, correspondant à une position d'équilibre du véhicule et représentatif de la planéité de la route sur laquelle se situe le véhicule, et - l'angle au volant du véhicule, représentatif de la sinuosité de cette route. 25 Le cas échéant, le système est agencé pour contrôler le paramètre géométrique de la caméra comme décrit ci-dessus, seulement lorsque l'information représentative du paramètre associé au véhicule sur lequel est situé la caméra est compris dans un intervalle de valeurs prédéterminées. Par exemple, ces intervalles peuvent être égaux à environ [-1%rad; 30 1%rad] lorsqu'il s'agit de l'assiette et [-10°; 10°] lorsqu'il s'agit de l'angle au volant. Selon encore un exemple de mise en oeuvre de l'invention, le système peut être agencé pour contrôler le paramètre géométrique de la caméra 10 15 comme décrit ci-dessus, seulement lorsque le véhicule est roulant, et plus particulièrement la nuit. Autrement dit, le système ne contrôle pas les paramètres géométriques de la caméra lorsque le véhicule sur lequel est montée la caméra est à l'arrêt. Toutefois, le système peut contrôler les paramètres géométriques lorsque le véhicule roule le jour. Si on le souhaite, le système peut être implanté dans la caméra. Dans le cas contraire, le système peut être implanté indépendamment dans le véhicule, ou dans une unité de contrôle moteur du véhicule. La présente invention a également pour objet un procédé pour calibrer une caméra apte à équiper un véhicule, ce procédé comportant les étapes suivantes: - déterminer au moins une valeur d'au moins un paramètre géométrique de la caméra, au moins en fonction d'une information représentative d'un paramètre associé à un objet détecté par la caméra, - comparer la valeur déterminée à une valeur de référence du paramètre géométrique de la caméra, et - contrôler le paramètre géométrique de la caméra en fonction de ladite comparaison notamment en modifiant la valeur de référence de manière à calibrer la caméra. L'invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d'exemples de mise en oeuvre non limitatifs de l'invention, et à l'examen du dessin annexé, sur lequel : - la figure 1 représente, schématiquement et partiellement, en perspective, une vue d'un système de calibration d'une caméra pour un véhicule automobile conformément à un mode de réalisation de l'invention, et - la figure 2 correspond à un schéma-blocs illustrant différentes étapes de fonctionnement du système de la figure 1. On a représenté sur la figure 1 une route sur laquelle roule un véhicule automobile 2. Ce véhicule automobile 2 comporte une caméra 4 disposée sur un pare-brise à l'avant de ce véhicule 2. Cette caméra 4 est apte à détecter différents objets réels sur la route 2, dont d'autres véhicules 6, par exemple pour un dispositif d'aide à la conduite (non représenté). Le véhicule 2 comporte un système de calibration 8 de la caméra 4. Le système 8 pourrait être implanté dans la caméra 4. Ce système 8 est agencé pour contrôler des paramètres géométriques de la caméra 4. Pour cela, le système 8 peut comporter par exemple un microprocesseur. Ces paramètres géométriques sont: - le tangage, qui est un mouvement de rotation autour d'un axe transversal Y du véhicule, aussi appelé axe de tangage, - le roulis, qui est un mouvement de rotation autour d'un axe longitudinal X du véhicule, appelé axe de roulis, - le lacet, qui est un mouvement de rotation autour d'un axe vertical Z du véhicule, appelé axe de lacet, pouvant entraîner un changement de direction dans un plan horizontal du véhicule. Ces paramètres géométriques sont exprimés suivant des valeurs angulaires: - l'angle de tangage 6tang, - l'angle de roulis 8roulis, et - l'angle de lacet 8lacet. Le système de calibration 8 ne contrôle ces paramètres géométriques que si le véhicule 2 roule. Autrement dit, le système 8 ne contrôle pas les paramètres géométriques de la caméra 4 lorsque le véhicule 2 est à l'arrêt. On va maintenant décrire plus en détail, en référence à la figure 2, la manière dont le système 8 permet la calibration de la caméra 4. Ce système de calibration 8 est agencé pour recevoir (étape 101) une information représentative de la distance D entre la caméra 4 et l'arrière du véhicule détecté 6, cette distance D étant mesurée suivant l'axe X du véhicule 2 sur lequel la caméra 4 est disposée. Cette information D provient de la caméra 4. Le système 8 permet ensuite de comparer (étape 102) cette distance D à deux valeurs de seuils inférieur Dsinf et supérieur Dssup prédéterminées, par exemple 20m et 150m. Si la comparaison résulte en une valeur D comprise entre les valeurs Dsinf et Dssup, le système 8 commande de poursuivre la calibration de la caméra 4 du véhicule 2. Le système de calibration 8 est agencé pour recevoir (étape 103) une information représentative de l'assiette 8as et de l'angle au volant 8anv du véhicule 2 sur lequel la caméra 4 est disposée. Ces informations 8as et 8anv proviennent de la caméra 4. Le système 8 permet de comparer (étape 104) chacune de ces valeurs 8as et 8anv à deux valeurs de seuils inférieurs et supérieurs prédéterminées, respectivement 8asinf et 8assup, et 8anvinf et 8anvsup. Par exemple, ces intervalles [8asinf; 8assup] et [8anvinf; 8anvsup] peuvent être égaux respectivement à environ [-1 %rad; 1%rad] et [-10°; 10°]. Si la comparaison résulte en des valeurs 8as et 8anv comprises respectivement entre les valeurs 8asinf et 8assup, et 8anvinf et 8anvsup, le système 8 commande de poursuivre la calibration du véhicule. Cette comparaison permet de s'assurer de la planéité de la route 2 et la sinuosité sensiblement nulle de cette route 2. Autrement dit, le système 8 contrôle les paramètres géométriques de la caméra seulement lorsque la route 2 est sensiblement plane et sensiblement droite. Le système 8 est agencé pour déterminer, en fonction de la distance D, une valeur angulaire de tangage 6tang de la caméra 4 (étape 105). Cette valeur angulaire de tangage est calculée par la relation suivante: H cam D 1ù Hlp Hcam ~ image y- * +a tan [(H mage _ v focs 2 ref Px et., = a tan le où: - Hcam représente une valeur prédéterminée de la hauteur de la caméra par rapport au sol, cette valeur étant fonction du véhicule 2, - Hlp représente une hauteur moyenne prédéterminée des lampes arrières 5 et 7 du véhicule détecté 6, par exemple 0,9m, - Himage représente une hauteur en pixels d'une image acquise par la caméra 4, - Yref représente une coordonnée Y, autrement dit une position verticale, dans l'image (en pixels) du véhicule détecté 6 à partir de la détection de ces lampes arrières 5 et 7, - Px représente la taille des pixels de l'image de la caméra 4, et - Focale représente la focale de cette caméra 4. Le système 8 est agencé pour recevoir (étape 106) une information représentative du centre de gravité de chacune des lampes arrière Glp_g et 15 Glp_d du véhicule détecté 6. Ces informations Glp_g et Glp_d proviennent de la caméra 4. Le système 8 est en outre agencé pour déterminer, en fonction de la distance D et des centres de gravité Glp_g et Glp_d, une valeur angulaire de roulis 6roulis de la caméra 4 (étape 107). 20 Cette valeur 6roulis est déterminée en calculant un angle entre les centres de gravité Glp_g et Glp_d par rapport à un axe transversal Y' du véhicule 6, un des centres de gravité Glp_g et Glp_d étant sur cet axe Y' parallèle à l'axe Y. Le système 8 est agencé pour recevoir (étape 108) une information 25 représentative du centre de gravité Gv du véhicule détecté 6. Cette information Gv provient de la caméra 4. Le système 8 est en outre agencé pour déterminer, en fonction de cette information Gv, une valeur angulaire de lacet 6lacet de la caméra 4 (étape 109). 30 Cette valeur 6lacet est estimée en fonction de la position verticale du centre de gravité Gv du véhicule détecté 6. Les étapes 101 à 109 sont mises en oeuvres un nombre prédéterminé Nv de fois correspondant à un nombre de véhicules à détecter pour avoir une calibration optimale de la caméra 4. 10 Les Nv valeurs des angles 6tang, 8roulis et 6lacet sont stockées dans le système 8. Le système 8 est ensuite agencé pour déterminer, à partir des Nv valeurs 6tang, 8roulis et 6lacet, des valeurs finales représentatives 6tang_f, 8roulis_f et 8lacet_f des paramètres géométriques de tangage, roulis et lacet (étapes 120, 121 et 122). Ces valeurs finales représentatives des paramètres géométriques peuvent être déterminées en réalisant une moyenne, par exemple gaussienne, des valeurs précédemment déterminées, ou en variante, en choisissant la valeur déterminée qui apparaît le plus de fois, ou encore en choisissant une valeur moyenne comprise dans un intervalle dans lequel sont situées le plus grand nombre des valeurs déterminées. Le système 8 permet ensuite de comparer (étape 123 à 125) chacune de ces valeurs 6tang_f, 8roulis_f et 8lacet_f à une valeur de référence, respectivement 6tang_ref, 8roulis_ref et 8lacet_ref. Si la comparaison résulte en des écarts Etang, Eroulis et Elacet supérieurs à des valeurs de seuil d'écart prédéterminées Etang_s, Eroulis_s et Elacet s, le système 8 commande de modifier (étapes 126 à 129) les valeurs de référence 6tang_ref, 6rouiis_ref et 8lacet_ref par sensiblement respectivement les valeurs 6tang_f, 8roulis_f ou 8lacet_f. Les valeurs de seul d'écart Etang_s, Eroulis_s et Elacet_s peuvent être égale à une valeur commune d'environ 2%rad. Dans le cas contraire, autrement dit lorsque la comparaison résulte en des écarts Etang, Eroulis et Elacet inférieurs à ces valeurs de seuil d'écart prédéterminées Etang_s, Eroulis_s et Elacet_s, le système 8 commande de conserver les valeurs de référence 6tang_ref, 8roulis_ref et 8lacet_ref comme valeurs de paramètreq géométriques (étapes non représentées). Cette commande permet de re- calibrer la caméra 4 et ainsi permettre des mesures correctes faites par cette caméra 4. Autrement dit, le système 8 contrôle les paramètres géométriques de la caméra 4 pour assurer son bon étalonnage durant sa vie. Revendications1. Système de calibration (8) d'une caméra (4) apte à équiper un véhicule (2), ce système étant agencé pour: - déterminer au moins une valeur d'au moins un paramètre géométrique de la caméra, au moins en fonction d'une information représentative d'un paramètre associé à un objet (2) détecté par la caméra, - comparer la valeur déterminée à une valeur de référence (etang_ref, eroulis_ref, elacet ref) du paramètre géométrique de la caméra, et - contrôler le paramètre géométrique de la caméra en fonction de ladite comparaison notamment en modifiant la valeur de référence de manière à calibrer la caméra. 2. Système (8) selon la revendication précédente, caractérisé par le fait qu'il est agencé pour, lorsqu'un écart (Etang, Eroulis, Elacet) résultant de la comparaison entre la valeur de référence du paramètre 20 géométrique de la caméra et la valeur déterminée présente une valeur supérieure à une valeur seuil prédéterminée (Etang_s, Eroulis_s, Elacet_s), modifier la valeur de référence sensiblement par la valeur déterminée. 25 3. Système (8) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'objet détecté par la caméra est un autre véhicule, différent du véhicule sur lequel est monté la caméra, et le paramètre associé à ce véhicule peut correspondre à l'un au moins parmi: - la distance (D), mesurée suivant un axe longitudinal (X) du 30 véhicule sur lequel la caméra est disposée, entre cette caméra et l'arrière du véhicule détecté, - la hauteur (Hlp) des lampes arrière (5, 7) du véhicule détecté, - le centre de gravité (Glp_g, Glp_d) de chacune des lampes arrière du véhicule détecté, et 15- le centre de gravité (Gv) du véhicule détecté. 4. Système (8) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il est agencé pour contrôler le paramètre géométrique de la caméra seulement lorsque la distance (D) entre la caméra et l'arrière du véhicule détecté est comprise dans un intervalle de valeurs prédéterminées. 5. Système (8) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il est agencé pour détecter plusieurs objets à la suite afin de déterminer plusieurs valeurs d'un paramètre géométrique de la caméra, stocker chaque valeur déterminée, et déterminer une valeur finale (6tang_f, 8roulis_f, 8lacet_f) représentative de ce paramètre géométrique. 6. Système (8) selon la revendication précédente, caractérisé par le fait que ces valeurs sont déterminées durant une période prédéterminée, ou pour un nombre d'objets détectés prédéterminé (Nv). 7. Système (8) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le paramètre géométrique de la caméra correspond à l'un au moins parmi: - le tangage, qui est un mouvement de rotation autour d'un axe transversal (Y) du véhicule, aussi appelé axe de tangage, - le roulis, qui est un mouvement de rotation autour d'un axe longitudinal (X) du véhicule, appelé axe de roulis, - le lacet, qui est un mouvement de rotation autour d'un axe vertical (Z) du véhicule, appelé axe de lacet. 8. Système (8) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la valeur déterminée et la valeur de référence du paramètre géométrique de la caméra sont des valeurs angulaires (6tang, 6roulis, 6lacet). 9. Système (8) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il est agencé pour acquérir au moins une information représentative d'un paramètre (bas, 8anv) associé au véhicule sur lequel la caméra est disposée, notamment l'assiette et l'angle au volant du véhicule. 1O.Système (8) selon la revendication précédente, caractérisé par le fait qu'il est agencé pour contrôler le paramètre géométrique de la caméra seulement lorsque l'information représentative du paramètre associé au véhicule sur lequel est située la caméra est comprise dans un intervalle de valeurs prédéterminées. 11. Procédé pour calibrer une caméra (4) apte à équiper un véhicule (2), ce procédé comportant les étapes suivantes: - déterminer au moins une valeur d'au moins un paramètre géométrique de la caméra, au moins en fonction d'une information représentative d'un paramètre associé à un objet (2) détecté par la caméra, - comparer la valeur déterminée à une valeur de référence (etang_ref, eroulis_ref, elacet_ref) du paramètre géométrique de la caméra, et - contrôler le paramètre géométrique de la caméra en fonction de ladite comparaison notamment en modifiant la valeur de référence de manière à calibrer la caméra.