Brevet FR3015661A1 — publié le 20150626

La présente invention se rapporte au domaine de la calibration de caméra et concerne plus particulièrement un support de calibration d'une caméra embarquée dans un véhicule, notamment automobile. De nos jours, un véhicule automobile comporte ordinairement un système 5 d'assistance à la conduite connu sous l'acronyme ADAS (« Advanced Driver Assistance System » en langue anglaise). Un tel système comprend de manière connue une caméra montée sur le pare- brise du véhicule permettant, par exemple, d'assister le conducteur dans ses manoeuvres ou de détecter un obstacle ou bien le franchissement d'une ligne blanche. 10 Les informations données par les images capturées par la caméra doivent être suffisamment fiables et pertinentes pour permettre au système d'assister efficacement le conducteur du véhicule. Il est donc nécessaire de procéder préalablement à une calibration de la caméra qui permet de déterminer des valeurs de compensation des défauts de fabrication 15 de la caméra (paramètres intrinsèques de la caméra), d'une part, et des défauts de positionnement de la caméra (paramètres extrinsèques de la caméra), d'autre part. Ces valeurs sont ensuite stockées par le système d'assistance à la conduite puis utilisées lors du fonctionnement de la caméra. Les paramètres intrinsèques à compenser sont, par exemple, la focale de la 20 caméra, sa distorsion, la position de la lentille par rapport au capteur de la caméra etc. Les paramètres extrinsèques à compenser sont la translation et la rotation de la caméra par rapport aux trois dimensions spatiales (six paramètres). En d'autres termes, les paramètres extrinsèques correspondent à l'alignement de la caméra par rapport au véhicule. 25 Une telle calibration est généralement réalisée au moins une première fois en usine à la fin du processus de fabrication du véhicule afin de compenser les valeurs des paramètres intrinsèques, qui varient peu au cours du temps, et les valeurs des paramètres extrinsèques de la caméra, qui peuvent varier au cours du temps. La calibration de la caméra est ensuite généralement répétée 30 postérieurement, par exemple chez un garagiste ou un concessionnaire lors d'une simple maintenance ou consécutivement à une réparation du pare-brise, afin de compenser uniquement les valeurs des paramètres extrinsèques de la caméra. Une méthode de calibration connue consiste à positionner le véhicule face à un support de calibration, par exemple un mur ou un panneau, comportant une pluralité 35 de repères de calibration et d'acquérir, avec la caméra du véhicule, des images dudit support de calibration de manière à déterminer la valeur de compensation nécessaire pour chaque paramètre extrinsèque et/ou intrinsèque. Comme illustré à la figure 1, un tel support de calibration 1 comprend de façon connue un réseau de deux lignes 2 et deux colonnes 3 de repères de calibration 4 disposés consécutivement de sorte à former un cadre, un repère de calibration 4 se présentant de façon connue sous la forme d'un damier noir et blanc à quatre cases dont le centre est appelé « point de calibration » 5. La détermination des valeurs de compensation des paramètres intrinsèques et extrinsèques est réalisée de manière connue de l'homme du métier en utilisant le modèle dit « du sténopé » (ou « pin-hole model » en langue anglaise) qui consiste à effectuer la corrélation entre la position réelle des points de calibration 5 des repères 4 du support 1 et la position des points correspondants dans les images du support 1 capturées par la caméra. Un problème se pose toutefois avec les caméras numériques utilisées aujourd'hui dans les véhicules et dont le capteur utilise un réseau de pixels équidistants. Un tel capteur peut en effet faire apparaître sur les images capturées des motifs additionnels, non souhaités, qui ressemblent à des déformations des images, dus à la superposition du réseau de repères de calibration et du réseau de pixels équidistants. Ce phénomène connu de l'homme du métier sous le nom d'effet de moiré réduit notablement la qualité de la calibration. Une solution connue pour résoudre ce problème consiste à répartir de manière aléatoire des pixels rouges, verts et bleus utilisés de façon connue dans le capteur de la caméra. Une telle solution est toutefois complexe et coûteuse à fabriquer, ce qui présente des inconvénients. Une autre solution connue consiste à ajouter un filtre optique passe-bas entre la lentille et le capteur de la caméra. Une telle solution n'est toutefois pas non plus satisfaisante dans la mesure où elle dégrade la qualité des images et donc de la calibration, ce qui présente là encore un inconvénient. La présente invention a pour but de remédier au moins en partie à ces 30 inconvénients en proposant un système à la fois simple, efficace et peu onéreux, permettant de réduire significativement voire de supprimer les effets de moiré lors de la calibration d'une caméra. A cette fin, l'invention concerne tout d'abord un support de calibration d'une caméra, notamment d'un véhicule, ledit support de calibration comprenant un réseau de 35 repères de calibration disposés consécutivement en au moins une ligne et/ou au moins une colonne, chaque repère de calibration se présentant sous la forme d'une figure géométrique plane divisée en une pluralité de portions se rejoignant en un point de calibration, le support de calibration étant remarquable en ce les points de calibration d'au moins deux repères de calibration d'une même ligne ou d'une même colonne sont désalignés respectivement horizontalement ou verticalement. Par le terme « consécutivement », on entend que les repères sont disposés 5 côte à côte ou sont adjacents. Par les termes « désalignés horizontalement ou verticalement », on entend que les points de calibration des repères de calibration d'une même ligne, respectivement d'une même colonne, ne sont pas alignés horizontalement, respectivement verticalement. De préférence, l'ensemble des points de calibration des repères de calibration 10 d'une même ligne ou d'une même colonne sont désalignés entre eux respectivement horizontalement ou verticalement. Les points de calibration d'une même ligne et/ou d'une même colonne de repères sont ainsi disposés irrégulièrement et ne sont plus équidistants deux à deux, ce qui permet d'obtenir un bruit Gaussien sur les images du support acquises par la caméra 15 et d'éviter les effets de moiré. Pour ce faire, la position du point de calibration de chaque repère de calibration peut être déterminée dans un cercle de rayon prédéterminé centré au centre géométrique du repère de calibration. Dans une forme de réalisation préférée du dispositif selon l'invention, le rayon 20 prédéterminé de ce cercle est inférieure ou égal à 2 cm, de préférence de l'ordre de 2 cm. Selon une caractéristique de l'invention, le rayon prédéterminé de ce cercle est de préférence supérieure ou égal à 3,5 mm. Avantageusement, la position du point de calibration est déterminée dans le cercle de manière aléatoire pour chaque repère de calibration, par exemple en utilisant 25 une fonction de répartition aléatoire connue de l'homme du métier. Selon un aspect préféré de l'invention, un repère de calibration est avantageusement être divisé en quatre portions. Les portions d'un repère peuvent être alternativement colorées en une couleur claire, par exemple en blanc, et en une couleur sombre, par exemple en noir de sorte que 30 la caméra puisse aisément distinguer le point de calibration du repère de calibration. De manière préférée, chaque repère de calibration est de forme carrée ou ronde. L'invention concerne aussi un système comprenant un support de calibration tel que présenté précédemment et une caméra apte à être calibrée en utilisant ledit 35 support de calibration. De préférence, le système comprend un véhicule, ledit véhicule comprenant la caméra. L'invention concerne aussi un procédé de fabrication d'un support de calibration tel que présenté précédemment, ledit procédé étant remarquable en ce qu'il comprend, pour chaque repère de calibration, une étape de détermination de la position du point de calibration de sorte que les points de calibration d'au moins deux repères de calibration d'une même ligne ou d'une même colonne soient désalignés respectivement horizontalement ou verticalement. L'invention concerne enfin un procédé de calibration d'une caméra, notamment d'un véhicule, à partir d'un support de calibration tel que présenté précédemment, ledit procédé étant remarquable en ce qu'il comprend une étape d'acquisition d'au moins une image dont les pixels correspondants aux points de calibration des repères de calibration d'une même ligne ou d'une même colonne du support sont désalignés respectivement horizontalement ou verticalement. Lors de la calibration de la caméra à l'aide de la méthode du sténopé, il est nécessaire de connaître la position réelle de ces points de calibrations. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront lors de la description qui suit faite en regard des figures annexées données à titre d'exemples non limitatifs et dans lesquelles des références identiques sont données à des objets semblables : - La figure 1 (déjà commentée) illustre schématiquement un support de calibration de l'art antérieur, - La figure 2 est une vue partielle d'une forme de réalisation d'un support de calibration selon l'invention. La calibration d'une caméra d'un véhicule, notamment automobile, est réalisée en positionnant ledit véhicule face à un support de calibration et en acquérant 25 une pluralité d'images par ladite caméra de sorte à calculer des valeurs de compensation de paramètres intrinsèques (focale de la caméra, distorsion, position de la lentille...) et/ou extrinsèques (rotation et translation dans les trois dimensions spatiales) de la caméra. La figure 2 illustre partiellement une forme de réalisation d'un support de calibration 10 selon l'invention comprenant une pluralité de repères de calibration 14. 30 Un tel support de calibration 10 peut par exemple se présenter sous la forme d'un mur ou d'un panneau sur lequel sont peints ou sont collés lesdits repères de calibration 14. Dans l'exemple illustré à la figure 2, les repères de calibration 14 sont disposés consécutivement de sorte à former un cadre rectangulaire, similaire dans sa 35 forme générale à celui de la figure 1 (art antérieur), comprenant deux lignes 12 et deux colonnes 13. Ceci n'est aucunement limitatif du support selon l'invention, celui-ci pouvant contenir N lignes et M colonnes à condition que MxNx2 soit supérieur au nombre de paramètres à identifier. Chaque repère de calibration 14 se présente sous la forme d'un carré plan de 5 centre 5 divisé en quatre portions 14a se rejoignant en un point de calibration 15. Les portions 14a d'un repère de calibration 15 sont de préférence alternativement colorées en blanc et en noir de sorte que la caméra puisse aisément distinguer le point de calibration 15 dans le repère de calibration 14. Toutefois, dans l'exemple illustré à la figure 2, les portions noires n'ont pas été colorées par souci de 10 clarté de la figure. Selon l'invention, les points de calibration 15 d'au moins deux repères de calibration 14 d'une même ligne 12 ou d'une même colonne 13 sont désalignés respectivement horizontalement ou verticalement. Dans l'exemple illustré, l'ensemble des points de calibration 15 des repères de 15 calibration 14 d'une même ligne 12 et/ou d'une même colonne 13 sont désalignés entre eux respectivement horizontalement ou verticalement. Les points de calibration 15 sont ainsi avantageusement disposés de manière irrégulière et ne sont plus équidistants entre eux deux à deux consécutivement sur une même ligne 12, respectivement sur une même colonne 13, ce qui permet d'éviter les 20 effets de moiré. Ainsi, comme illustré à la figure 2 et contrairement à l'art antérieur (figure 1), le point de calibration d'un repère de calibration 15 ne correspond plus systématiquement au centre géométrique 5 dudit repère de calibration. Les repères de calibration 14 du support de calibration 10 selon l'invention ne 25 sont donc plus nécessairement constitués de quatre portions égales. Dans cet exemple, les repères de calibration 14 du support de calibration 10 selon l'invention sont constitués de quatre quadrilatères 14a se rejoignant au point de calibration 15, qui sera donc généralement différent (c'est-à-dire excentré) du centre géométrique 5 du repère 14. Pour ce faire, la position du point de calibration 15 de chaque repère de 30 calibration 14 est de préférence déterminée de manière aléatoire dans un cercle 17 de rayon prédéterminé dont le centre correspond au centre géométrique 5 du repère de calibration 14. Le point de calibration 15 est donc positionné de manière aléatoire à une distance inférieure ou égale au rayon du cercle 17 qui est de préférence inférieur ou égal 35 à 2 cm de sorte que les points de calibration 15 restent relativement éloignés les uns des autres afin que la caméra puisse aisément les identifier indépendamment les uns des autres, et de préférence supérieur ou égal à 3,5 mm pour être suffisamment désalignés et limiter voire supprimer les effets de moiré sur les images acquises par la caméra. Aussi, lors de la fabrication du support de calibration 10, une étape de détermination de la position du point de calibration 15 pour chaque repère 14 est réalisée de sorte que les points de calibration d'au moins deux repères de calibration 14, de préférence l'ensemble des repères de calibration 14, d'une même ligne 12 ou d'une même colonne 13 soient désalignés respectivement horizontalement ou verticalement. Ainsi, afin d'effectuer la calibration de la caméra, celle-ci acquiert tout d'abord dans une première étape au moins une image dont les pixels correspondants aux points de calibration 15 d'au moins deux repères de calibration 14 d'une même ligne 12 ou d'une même colonne 13 du support de calibration 10 sont désalignés respectivement horizontalement ou verticalement de sorte à réduire voire supprimer les effets de moiré et permettre la détermination, dans une deuxième étape, des valeurs de compensation des paramètres intrinsèques et/ou extrinsèques de manière connue en utilisant le modèle du sténopé et la position connue des points de calibration sur le support. REVENDICATIONS1. Support de calibration d'une caméra embarquée dans un véhicule automobile, ledit support de calibration (10) comprenant un réseau de repères de calibration (14) disposés consécutivement en au moins une ligne (12) et/ou au moins une colonne (13), chaque repère de calibration (14) se présentant sous la forme d'une figure géométrique plane divisée en une pluralité de portions (14a) se rejoignant en un point de calibration (15), le support de calibration (10) étant caractérisé en ce que les points de calibration (15) d'au moins deux repères de calibration (14) d'une même ligne (12) ou d'une même colonne (13) sont désalignés respectivement horizontalement ou verticalement. 2. Support de calibration selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ensemble des points de calibration (15) des repères de calibration (14) d'une même ligne (12) ou d'une même colonne (13) sont désalignés entre eux respectivement horizontalement ou verticalement. 3. Support de calibration selon l'une quelconque des revendications 15 précédentes, caractérisé en ce que la position du point de calibration (15) de chaque repère de calibration (14) est déterminée dans un cercle (17) de rayon prédéterminé centré au centre géométrique (5) du repère de calibration (14). 4. Support de calibration selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le rayon prédéterminé du cercle (17) est inférieure à 2 cm. 20 5. Support de calibration selon l'une quelconque des revendications précédentes 3 et 4, caractérisé en ce que la position du point de calibration (15) est déterminée dans le cercle (17) de manière aléatoire pour chaque repère de calibration (14). 6. Support de calibration selon l'une quelconque des revendications 25 précédentes, caractérisé en ce que les portions (14a) d'un repère sont alternativement colorées en une couleur claire, par exemple en blanc, et en une couleur sombre, par exemple en noir, de sorte que la caméra puisse aisément distinguer le point de calibration (15) du repère de calibration (14). 7. Support de calibration selon l'une quelconque des revendications 30 précédentes, caractérisé en ce que chaque repère de calibration (14) est de forme carrée 8. Système caractérisé en ce qu'il comprend un support de calibration (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes et une caméra apte à être calibrée en utilisant ledit support de calibration (10). 9. Procédé de fabrication d'un support de calibration (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend, pour chaque repère de calibration (14), une étape de détermination de la position d'un point de calibration (15) de sorte que les points de calibration (15) d'au moins deux repères de calibration (14) d'une même ligne (12) ou d'une même colonne (13) soient désalignés respectivement horizontalement ou verticalement 10. Procédé de calibration d'une caméra à partir d'un support de calibration selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend une étape d'acquisition d'au moins une image dont les pixels correspondants aux points de calibration (15) des repères de calibration (14) d'une même ligne (12) ou d'une même colonne (13) du support sont désalignés respectivement horizontalement ou verticalement.