Brevet FR2948478A1 — publié le 20110128

Procédé de relevé d'informations relatives à des panneaux de signalisation verticale, dispositif associé et application L'invention concerne principalement un procédé de relevé d'informations relatives à des panneaux de signalisation verticale en place sur le réseau routier. L'invention porte également sur un dispositif permettant de mettre en oeuvre un tel procédé et sur l'application de ce procédé. On distingue les panneaux de signalisation verticale, c'est-à-dire les panneaux dont le support de l'information routière est disposé au dessus du io niveau du sol, des panneaux de signalisation horizontale qui correspondent aux marquages au sol. Depuis plusieurs décennies, l'homologation ministérielle des équipements de la route est obligatoire sur l'ensemble des voies routières françaises. La certification NF-Equipements de la Route remplace progressivement 15 l'homologation et le marquage CE ù norme européenne est en cours. Le marquage d'homologation doit comporter au moins des informations sur le numéro d'admission du produit à savoir la catégorie du produit (en général SP pour Signalisation de Police) et le numéro d'ordre, l'identification du site de fabrication du produit et son année de fabrication. Ces informations sont, soit 20 regroupées sur un adhésif solidarisé en général par collage sur la face arrière du panneau, soit directement inscrites sur cette face arrière. La face avant des panneaux supportant l'information routière est recouverte d'un film rétro-réfléchissant ou catadioptrique qui permet la lecture rapide de l'information quelque soient les conditions climatiques, et notamment de nuit, 25 grâce à leur capacité à réfléchir la lumière émise par les phares des véhicules automobiles. Les films rétro-réfléchissant sont divisés en deux classes selon leur nature et présentent une durée de vie limitée de quelques années qui est, selon la certification des panneaux, de 7 ans pour les films de classe 1 et de 10 ans pour les films de classes 2. 30 On comprend qu'il est essentiel pour la sécurité de la circulation routière que les films rétro-réfléchissant des panneaux soient dans un état suffisant pour que les panneaux restent suffisamment lisibles. Par ailleurs, en cas de panneau reconnu comme étant en mauvais état, la responsabilité pénale des collectivités locales peut être mise en cause. Il est donc nécessaire de veiller au remplacement régulier des panneaux de signalisation verticale. Mais au regard du nombre de panneaux en circulation, il est difficile d'avoir une connaissance instantanée des panneaux à remplacer. L'invention se situe dans ce contexte et propose un procédé permettant de prendre connaissance de la date de fabrication des panneaux à partir d'un véhicule circulant à une vitesse minimum de 50km/h. A la connaissance de la demanderesse, ce problème n'a à ce jour jamais été défini, et aucune solution n'a donc encore été apportée. A cet effet, le procédé de l'invention est essentiellement caractérisé en ce io qu'il comprend au moins les étapes de : - détection du panneau de signalisation verticale, - localisation du dit panneau relativement au véhicule en mouvement, - estimation de l'évolution de la position du panneau relativement au dit véhicule en mouvement, 15 - acquisition d'une ou de plusieurs images de la face arrière du panneau lorsque, d'après l'estimation de l'étape précédente, le dit panneau se trouve dans la fenêtre de visualisation d'un appareil d'acquisition d'image disposé sur le véhicule, ce dont il résulte que la marque d'homologation de la face arrière du panneau est 20 susceptible d'être relevée. Le procédé de l'invention peut également comporter les caractéristiques optionnelles suivantes prises isolément ou en combinaison : - les étapes de détection et de localisation du panneau relativement au véhicule sont réalisées de façon concomitante par : 25 - la mesure du délai entre l'émission d'une onde lumineuse et la détection d'un signal réfléchi pour ce qui est de la localisation, et - la reconnaissance de ce signal réfléchi comme correspondant à une surface rétro-réfléchissante caractéristique de la face avant des panneaux de signalisation verticale, 30 - l'onde lumineuse est au moins balayée verticalement au moyen d'un miroir rotatif dans la direction du bas-côté de façon à détecter tous les panneaux de signalisation quelque soit leur hauteur, - l'estimation de l'évolution de la position du panneau relativement au véhicule en mouvement est réalisée d'une part, en estimant la trajectoire du véhicule en mouvement et d'autre part, en connaissant la position relative du dit panneau relativement au véhicule au moment de l'étape de détection, - l'estimation de la trajectoire du véhicule en mouvement est réalisée, soit par intégration des accélérations linéaires et angulaires du véhicule, soit par odométrie, soit par soustraction de la position absolue du véhicule à l'étape de détection du panneau aux positions absolues définissant la trajectoire du véhicule en mouvement. L'invention concerne également un dispositif mettant en oeuvre le procédé défini précédemment. io Ce dispositif est essentiellement caractérisé en ce qu'il comporte au moins les éléments suivants montés sur le véhicule en mouvement: - un système Lidar à au moins deux dimensions dirigé dans la direction d'avancement du véhicule et orienté du coté des panneaux de signalisation, ce système permettant de détecter et de localiser le panneau relativement 15 au véhicule, - un capteur de position pour estimer la trajectoire du véhicule en mouvement, - un appareil d'acquisition d'image dirigé dans le sens opposé de la direction d'avancement du véhicule du coté des panneaux de signalisation, et - un calculateur relié au système Lidar, au capteur de position et à l'appareil 20 d'acquisition d'image, apte à estimer la position relative du panneau par rapport au véhicule en mouvement et apte à déclencher l'acquisition d'image de la face arrière du panneau de signalisation quand le dit panneau est estimé se trouver dans la fenêtre de visualisation de l'appareil d'acquisition d'image. 25 Avantageusement, le capteur de position est constitué, soit d'un système de type odomètre muni de capteurs proprioceptifs qui estiment la vitesse linéaire du véhicule et l'angle des roues ou le différentiel des roues arrières, soit de capteurs inertiels tels que des accéléromètres et des gyromètres, soit d'un récepteur GPS. L'invention concerne également l'application de ce dispositif et de ce 30 procédé pour établir une cartographie de la date de mise en circulation des panneaux de signalisation verticale en place sur un réseau routier. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, donnée en référence à la figure unique annexée qui est une vue schématique en élévation du dispositif de l'invention représenté durant les différentes étapes du procédé. En référence à cette figure, un véhicule 1 équipé de quatre roues 2 est en mouvement à une vitesse minimum de 50 km/h selon une direction 3. Le véhicule 1 est équipé d'un Lidar 2D 4 orienté vers le bas coté où se trouve le panneau de signalisation 5. Un Lidar désigne une technologie de télédétection ou de mesure optique basée sur l'envoi par un émetteur d'une onde lumineuse visible ou infra rouge et la récupération par un récepteur du signal réfléchi par un objet distant. Le temps io écoulé entre l'émission de l'onde et le moment où elle est détectée par le récepteur permet de déduire la distance séparant l'émetteur de l'objet, en l'occurrence le panneau de signalisation. Outre cette distance, le Lidar permet également de connaître des informations sur la capacité réfléchissante de la surface de l'objet par is comparaison entre l'intensité du signal émis et l'intensité du signal réfléchi. On comprend que l'énergie lumineuse réfléchie sur une surface noire est très faible alors que l'énergie réfléchie par une surface rétro réfléchissante sera quasiment identique à l'énergie de l'onde lumineuse émise. Le Lidar est capable de mesurer la puissance du signal retour de sorte qu'il 20 est possible de ne traiter que les signaux retour dont l'intensité est quasiment identique au signal et par conséquent, de ne mesurer que les distances entre le Lidar et un objet dont la surface est rétro-réfléchissante. Or, il s'avère que les surfaces rétro-réfléchissantes ne proviennent que de produits manufacturés et à fortiori, aux bords des routes, de panneaux de signalisation. 25 Le système Lidar utilisé dans l'invention est un Lidar deux dimensions ou 2D qui diffère du Lidar simple en ce qu'il utilise un miroir rotatif qui balaye le rayon lumineux autour d'un axe au moyen d'un moteur.. Ce système retourne donc un vecteur de mesure de distance sur une plage angulaire donnée pour une résolution angulaire donnée. 30 Le Lidar 2D 4 est calibré de façon à former un angle a avec la direction 3 d'avancement du véhicule 1. Le balayage s'effectue verticalement autour d'un axe de rotation horizontal de façon à détecter les panneaux de signalisation verticale quelque soit leur hauteur. De cette façon, tout panneau présent sur le bas coté sera repéré par le Lidar. La détection du panneau 5 et sa localisation relativement au système Lidar et donc au véhicule 1 sur lequel il est monté, sont donc réalisées de façon concomitante par le Lidar 2D 4 lors d'une étape t0. Ces informations sont transmises à un calculateur 6 également disposé sur le véhicule 1. On représente l'étape t1 comme une étape intermédiaire illustrant le déplacement du panneau 5 relativement au véhicule en mouvement 1. Au cours de ce déplacement, un capteur de position 7 estime la trajectoire du véhicule en mouvement 1 et envoi cette information au calculateur 6. Connaissant la position relative du dit panneau relativement au véhicule à t0, le lo calculateur 6 peut alors estimer la position relative du panneau 5 par rapport au véhicule à t1. L'estimation de la trajectoire est réalisée par odométrie, le capteur de position 7 est donc un odomètre. Des capteurs embarqués proprioceptifs permettent de reconstituer la trajectoire du véhicule. Ces capteurs mesurent la 15 vitesse linéaire du véhicule et l'angle des roues. A partir de ces informations, la trajectoire du véhicule peut être estimée. L'estimation de cette trajectoire et par conséquent, l'estimation de la position relative du panneau 5 au cours du déplacement du véhicule 1, se poursuit jusqu'à ce que le panneau 5 se trouve dans la fenêtre de visualisation d'une caméra 8 20 montée sur le véhicule 1 et orientée dans le sens opposé de la direction d'avancement du véhicule 1 du coté du panneau 5. Cette étape est représentée par l'étape t2 sur la figure. La caméra 8 est reliée au calculateur 6 qui, connaissant l'orientation de la caméra 8 et la position relative du panneau 5 par rapport au véhicule au cours de 25 son déplacement, va commander l'acquisition d'une ou de plusieurs images successives lorsque le panneau 5 est estimé se trouver dans la fenêtre de visualisation de la caméra 8. A partir de ou des images prises, il est alors possible de visualiser la marque d'homologation, et donc de connaître la date de mise en circulation du panneau. 30 On peut prévoir en variante que le capteur de position 7 soit constitué de capteurs inertiels tels que des accéléromètres et des gyromètres. L'estimation de la trajectoire du véhicule sera alors obtenue par intégration des accélérations linéaires et angulaires. On peut également prévoir que le capteur de position soit un GPS et que, de la position absolue du véhicule, soit déduite la position du véhicule 1 à t0 par le calculateur 6 afin d'obtenir la trajectoire du véhicule. En outre, on peut utiliser un système Lidar à trois dimensions au lieu et place d'un système à deux dimensions. Le Lidar 3D possède un deuxième moteur dont l'axe de rotation est orthogonal à l'axe de rotation du premier moteur. Dans ce cas, le capteur fournit des informations en trois dimensions. Le procédé et le dispositif de l'invention permettent ainsi de prendre connaissance de façon automatique dans un véhicule en mouvement de toutes lo les informations relatives aux panneaux de signalisation verticale. Une cartographie de l'âge des panneaux d'un réseau routier peut alors être établie avec précision. 15 REVENDICATIONS1. Procédé de relevé d'informations relatives à un panneau de signalisation verticale depuis un véhicule en mouvement, caractérisé en ce qu'il comprend au moins les étapes de : - détection du dit panneau (5), - localisation du panneau (5) relativement au dit véhicule (1), io - estimation de l'évolution de la position du panneau (5) relativement au véhicule en mouvement (1), - acquisition d'une ou de plusieurs images de la face arrière du panneau (5) lorsque, d'après l'estimation de l'étape précédente, le dit panneau (5) se trouve dans la fenêtre de visualisation d'un appareil d'acquisition d'image (8) disposé sur 15 le véhicule (1), ce dont il résulte que la marque d'homologation de la face arrière du panneau (5) est susceptible d'être relevée. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les étapes de détection et de localisation du panneau (5) relativement au véhicule (1) sont 20 réalisées de façon concomitante par : - la mesure du délai entre l'émission d'une onde lumineuse et la détection d'un signal réfléchi pour ce qui est de la localisation, et - la reconnaissance de ce signal réfléchi comme correspondant à une surface rétro-réfléchissante caractéristique de la face avant des panneaux de 25 signalisation verticale pour la détection. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'onde lumineuse est au moins balayée verticalement au moyen d'un miroir rotatif dans la direction du bas-côté de façon à détecter tous les panneaux de signalisation quelque soit leur hauteur. 30 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'estimation de l'évolution de la position du panneau (5) relativement au véhicule en mouvement (1) est réalisée d'une part, en estimant la trajectoire du véhicule en mouvement (1), et d'autre part, en connaissant la position relative dudit panneau (5) relativement au véhicule (1) au moment de l'étape de détection (t0). 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'estimation de la trajectoire du véhicule en mouvement (1) est réalisée, soit par intégration des accélérations linéaires et angulaires du véhicule, soit par odométrie, soit par soustraction de la position absolue du véhicule à l'étape de détection du panneau (5) aux positions absolues définissant la trajectoire du véhicule en mouvement. 6. Dispositif pour mettre en oeuvre le procédé selon les revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte au moins les éléments suivants montés sur io le véhicule en mouvement: - un système Lidar à au moins deux dimensions (4) dirigé dans la direction d'avancement du véhicule (1) et orienté du coté des panneaux de signalisation (5), ce système (4) permettant de détecter et de localiser le panneau (5) relativement au véhicule (1), 15 - un capteur de position (7) pour estimer la trajectoire du véhicule en mouvement (1), - un appareil d'acquisition d'image (8) dirigé dans le sens opposé de la direction d'avancement du véhicule (1) et orienté du coté des panneaux de signalisation (5), et 20 - un calculateur (6) relié au système Lidar à deux dimensions (4), au capteur de position (7) et à l'appareil d'acquisition d'image (8), apte à estimer la position relative du panneau (5) par rapport au véhicule en mouvement (1) et apte à déclencher l'acquisition d'image de la face arrière du panneau de signalisation (5) quand le dit panneau est estimé se trouver dans la fenêtre de visualisation de 25 l'appareil d'acquisition d'image (8). 7. Dispositif selon la revendication 6, dans lequel le capteur de position (7) est constitué, soit d'un système de type odomètre muni de capteurs proprioceptifs aptent à mesurer la vitesse linéaire du véhicule et l'angle des roues ou le différentiel des roues arrières, soit de capteurs inertiels tels que des 30 accéléromètres et des gyromètres, soit d'un récepteur GPS. 8. Application du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, pour établir une cartographie de la date de mise en circulation des panneaux de signalisation verticale en place sur le réseau routier.