Brevet FR3025898A1 — publié le 20160318

PROCEDE ET SYSTEME DE LOCALISATION ET DE CARTOGRAPHIE DOMAINE TECHNIQUE AUQUEL SE RAPPORTE L'INVENTION La présente invention concerne les techniques de localisation et de 5 cartographie utilisables par un engin mobile dans un environnement contenant des objets mobiles. Elle concerne plus particulièrement un procédé de localisation et de cartographie et un système de localisation et de cartographie. L'invention s'applique particulièrement avantageusement dans le 10 cas où certains objets présents dans l'environnement sont fixes lors du passage de l'engin mobile équipé du système de localisation et de cartographie, mais sont susceptibles d'être déplacés ultérieurement. ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE On connaît des procédés de localisation et de cartographie utilisés 15 par un engin (par exemple un robot ou un véhicule automobile) mobile dans un environnement afin de construire, sur la base des seules informations délivrées par un ou plusieurs capteur(s) embarqué(s) par l'engin mobile, une carte de l'environnement. Les procédés de ce type sont généralement désignés par 20 l'acronyme anglo-saxon SLAM (pour "Simultaneous Localization And Mapping" : localisation et cartographie simultanées). Un exemple d'un tel procédé utilisant un capteur visuel (par exemple une caméra vidéo) est décrit dans la demande de brevet WO 2004/059 900. 25 Les algorithmes de localisation et de cartographie sont en général conçus pour ne cartographier que les parties fixes de l'environnement et ne mémorisent donc pas la position des objets mobiles lors de la mise en oeuvre de l'algorithme, c'est-à-dire lors du passage de l'engin mobile à proximité de ces objets. 30 Un problème se pose en revanche pour les objets fixes lors du passage de l'engin mobile, mais qui peuvent être déplacés à un moment 3025898 2 ultérieur et ne font donc pas réellement partie de l'environnement fixe que l'on souhaite cartographier. En particulier, lors d'un passage ultérieur dans la région où était situé l'objet déplacé, l'algorithme de localisation et de cartographie ne reconnaîtra pas l'environnement précédemment cartographié et recommencera le processus de construction de la carte, ce qui n'est bien sûr pas efficace. OBJET DE L'INVENTION Dans ce contexte, la présente invention propose un procédé de 10 localisation et de cartographie utilisé par un engin mobile dans un environnement, comprenant les étapes suivantes : - détermination, sur la base de données reçues d'un capteur embarqué dans l'engin mobile, du type d'un objet situé dans une zone de l'environnement ; 15 - mise en oeuvre d'un algorithme de localisation utilisant des données de détection, sans prise en compte des données de détection relatives à ladite zone ou audit objet lorsque le type déterminé est un type d'objet mobile. Ainsi, l'algorithme de localisation et de cartographie est mis en 20 oeuvre sur la base des composantes de l'environnement qui sont fixes à long terme. La carte construite par un tel procédé est donc plus robuste et pourra être facilement ré-utilisée puisque les éléments qui la composent seront tous présents lors d'un passage ultérieur de l'engin mobile dans le même environnement. 25 Selon d'autres caractéristiques optionnelles, et donc non limitatives : - le capteur est un lidar ; - ladite détermination est réalisée par reconnaissance de forme ou d'une signature dans les données reçues ; 30 - le capteur est un capteur d'image ; - ladite détermination est réalisée par reconnaissance de forme 3025898 3 dans au moins une image représentée par les données reçues ; - les données de détection sont issues du capteur embarqué ; - les données de détection sont issues d'un autre capteur distinct dudit capteur embarqué ; 5 - l'algorithme de localisation utilise ledit objet comme point de repère si le type déterminé est un type d'objet fixe ; - l'algorithme de localisation utilise les données de détection relatives à une zone donnée si aucun objet situé dans ladite zone donnée n'est détecté avec type correspondant à un type d'objet mobile ; - l'algorithme de localisation mis en oeuvre effectue la construction d'une carte de l'environnement, par exemple par recherche de correspondance entre une version de la carte en cours de construction et des données de balayage fournies par un capteur embarqué et/ou des points d'intérêts détectés dans une image fournie par un capteur embarqué, ce qui permet également la localisation de l'engin mobile dans ladite carte. Le procédé de localisation et de cartographie peut en outre comprendre les étapes suivantes : - sauvegarde de la carte construite ; - à un moment ultérieur (par exemple lors de la détection d'un 20 environnement avoisinant semblable à celui représenté dans la carte construite), chargement et ré-utilisation de la carte construite par l'algorithme de localisation. L'invention propose également un système de localisation et de cartographie destiné à équiper un engin mobile dans un environnement, 25 comprenant un module de détermination, sur la base de données reçues d'un capteur embarqué dans l'engin mobile, du type d'un objet situé dans une zone de l'environnement, et un module de localisation conçu pour localiser l'engin mobile en fonction de données de détection, sans prise en compte des données de détection relatives à ladite zone ou audit objet 30 lorsque le type déterminé est un type d'objet mobile. Les caractéristiques optionnelles présentées ci-dessus en termes 3025898 4 de procédé peuvent également s'appliquer à un tel système. DESCRIPTION DETAILLEE D'UN EXEMPLE DE REALISATION La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi 5 consiste l'invention et comment elle peut être réalisée. Sur les dessins annexés : - la figure 1 représente un véhicule automobile équipé d'un système de localisation et de cartographie conforme à l'invention ; - la figure 2 représente un exemple de contexte particulier que peut 10 rencontrer le véhicule de la figure 1 ; - la figure 3 représente schématiquement un premier exemple de système de localisation et de cartographie conforme à l'invention ; - la figure 4 représente une table de données utilisée dans le système de la figure 3 ; 15 - la figure 5 représente schématiquement un second exemple de système de localisation et de cartographie conforme à l'invention ; et - la figure 6 illustre les étapes principales d'un procédé de localisation et de cartographie conforme à l'invention. La figure 1 représente un véhicule automobile V équipé d'un 20 système de localisation et de cartographie S. Le système de localisation et de cartographie S est ici réalisé sous forme d'un dispositif de traitement à base de microprocesseur. Un tel dispositif de traitement comprend au moins une mémoire (par exemple une mémoire morte ou une mémoire non-volatile réinscriptible, 25 ainsi qu'en général une mémoire vive) adaptée à mémoriser des instructions de programme d'ordinateur dont l'exécution par le microprocesseur du dispositif de traitement entraîne la mise en oeuvre, par le dispositif de traitement, des procédés et traitements décrits ci-dessous. Le véhicule automobile V comprend un ou plusieurs capteur(s) 30 embarqué(s), par exemple un capteur visuel tel qu'une caméra vidéo CAM et/ou un capteur de distance tel qu'un télédétecteur par laser ou lidar 3025898 5 (acronyme de "light detection and ranging") LID. Le système de localisation et de cartographie S reçoit les données INFOcAm, INFOLic générées par le ou les capteur(s) embarqué(s) et les traite dans le but à la fois de construire une carte C de l'environnement dans lequel 5 évolue le véhicule automobile V et d'obtenir la localisation du véhicule V dans la carte C construite. La figure 2 représente un exemple de contexte que peut rencontrer le véhicule V. Dans cet exemple, le véhicule V évolue dans une rue R à double 10 sens de circulation, bordée de part et d'autre de la chaussée par un trottoir TR, puis au-delà du trottoir TR par des habitations H. Un véhicule tiers V' est stationné dans la partie de la rue R située à l'avant du véhicule V, à cheval sur la chaussée de la rue R et sur le trottoir TR. 15 La figure 3 représente schématiquement un premier exemple de système de localisation et de cartographie conforme à l'invention. Dans cet exemple, le système de localisation et de cartographie S utilise les données INFOCAM, INFOLD délivrées par deux capteurs (ici la caméra vidéo CAM et le lidar LID). La figure 3 présente des modules fonctionnels qui correspondent chacun à un traitement particulier effectué par le système de localisation et de traitement S. Dans l'exemple décrit ici, les traitements sont effectués comme déjà indiqué du fait de l'exécution, par le microprocesseur du système S, d'instructions de programme d'ordinateur mémorisées dans une mémoire du système S. En variante, les traitements effectués par un ou plusieurs module(s) fonctionnel(s) pourraient être mis en oeuvre par un circuit intégré dédié, par exemple un circuit intégré à application spécifique (ou ASIC pour "Application Specific lntegrated Circuit"). Le système de la figure 3 comprend un module de détection 10 qui 30 reçoit les données INFOcAm générées par un premier capteur, ici la caméra vidéo CAM, et génère, pour chaque objet détecté OBJi, des informations de 3025898 6 localisation Li de l'objet concerné. Les informations de localisation Li sont par exemple mémorisées au sein d'une table TAB mémorisée dans la mémoire du système S, comme schématiquement représenté en figure 4. Dans l'exemple décrit ici, les données INFOcAm représentent des 5 images successivement prises par la caméra vidéo CAM ; les objets OBJ, sont détectés et situés par rapport au véhicule automobile V par analyse de ces images, comme cela est décrit par exemple dans la demande de brevet WO 2004/059 900 déjà mentionnée en introduction. Dans le contexte de la figure 2, le module de détection 10 détecte 10 par exemple le véhicule tiers V' comme objet OBJ1 et détermine sa localisation (définie par les informations de localisation L1) par rapport au véhicule V par analyse des images fournies par la caméra vidéo CAM. Le système de la figure 3 comprend également un module de classification 12 qui reçoit en entrée les données INFOcAm générées par le 15 premier capteur (ici la caméra vidéo CAM) et une désignation des objets OBJi détectés (incluant par exemple leur position dans l'image reçue de la caméra vidéo CAM). Le module de classification 12 est conçu pour identifier le type T, de chaque objet OBJi sur la base des données INFOcAm reçues du premier 20 capteur, par exemple, dans le cas décrit ici où les données INFOcAm représentent une image, au moyen d'un algorithme de reconnaissance de forme. En variante, le premier capteur pourrait être le lidar LID, auquel cas l'identification du type d'un objet OBJi pourrait être réalisé par exemple sur la 25 base de la signature du signal reçu par le lidar LID par réflexion sur l'objet OBJi. L'identification du type Ti de l'objet OBJi permet de le classifier parmi plusieurs types d'objets (par exemple véhicule, piéton, cycliste, habitation, élément d'éclairage ou de signalisation de la voirie, etc.) et de déterminer ainsi si cet objet OBJi a un type mobile ou un type fixe. On remarque que la classification selon le type d'objet est réalisée 3025898 7 indépendamment du fait que l'objet concerné est effectivement fixe ou mobile lors du passage du véhicule V. Par exemple, dans le contexte de la figure 2, le module de classification 12 détermine, par reconnaissance de forme, que l'objet OBJ1 5 (c'est-à-dire le véhicule tiers V' comme expliqué ci-dessus) est de type véhicule. Le type d'objet Ti est mémorisé, en regard de l'objet concerné OBJ,, dans la table TAB précitée, comme représenté en figure 4. En variante, l'information mémorisée pourrait se limiter à une indication de mobilité ou de 10 fixité de l'objet concerné OBJ,, indication déterminée sur la base du type Ti identifié comme indiqué ci-dessus. On a décrit pour la clarté de l'exposé le module de détection 10 et le module de classification 12 comme deux modules séparés. Il est toutefois envisageable que la détection d'un objet OBJi et l'identification de son type Ti 15 (qui permet sa classification en tant qu'objet mobile ou en tant qu'objet fixe) soient réalisées au cours d'une même étape, par exemple au moyen d'un algorithme de reconnaissance de forme dans les images délivrées par la caméra vidéo CAM. Le système S comprend un module de filtrage 14 qui reçoit les 20 données INFOLID reçues du second capteur, ici le lidar LID. Le module de filtrage 14 utilise également la localisation Li de chaque objet OBJ, détecté par le module de détection 10 et le type Ti de chaque objet déterminé par le module de classification 12 (ces informations pouvant être reçues du module concerné ou lues dans la table TAB mémorisée). 25 Dans l'exemple décrit ici, les données INFOLID délivrées par le lidar représentent par exemple un ensemble de valeurs de distance d(a) de détection associées respectivement à des angles a sur toute la plage angulaire 0° - 360°. Le module de filtrage 14 ne transmet, parmi les données INFOLID, 30 que les données INFOFIx qui correspondent à des zones pour lesquelles aucun objet n'a été détecté ou pour lesquelles un objet OBJi a été détecté 3025898 8 avec un type T, d'objet fixe, d'après les informations générées par les modules de détection et de classification 10, 12 comme décrit ci-dessus. Autrement dit, le module de filtrage 14 ne transmet pas les données INFOLID relatives à des zones pour lesquelles un objet OBJ, a été détecté avec un 5 type T, d'objet mobile. Dans le contexte de la figure 2, l'objet OBJ1 (véhicule tiers V') détecté avec un type T1 d'objet mobile (véhicule) couvre, d'après les informations de localisation L1, la plage angulaire al - a2 de sorte qu'en l'absence d'autre objet identifié avec un type d'objet mobile, le module de 10 filtrage 14 transmet seulement les données INFOFix associées aux plages angulaires [0°, al [ et ] a2 , 360°[ (c'est-à-dire les données représentatives des valeurs d(a) seulement pour 0 a REVENDICATIONS1. Procédé de localisation et de cartographie utilisé par un engin (V) mobile dans un environnement, comprenant les étapes suivantes : détermination (E34), sur la base de données (INFOcAm ; DAT) reçues d'un capteur (CAM) embarqué dans l'engin mobile (V), du type (T1) d'un objet (OBJ,) situé dans une zone de l'environnement ; mise en oeuvre (E40) d'un algorithme de localisation utilisant des données de détection (INFOLID ; DAT), sans prise en compte des données de détection (INFOLID ; DAT) relatives à ladite zone ou audit objet (OBJI) lorsque le type déterminé (T,) est un type d'objet mobile. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le capteur (LID) est un lidar. 3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel ladite détermination est réalisée par reconnaissance de forme ou d'une signature 20 dans les données reçues. 4. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le capteur (CAM) est un capteur d'image. 25 5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel ladite détermination est réalisée par reconnaissance de forme dans au moins une image représentée par les données reçues (INFOcAm). 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel les 30 données de détection (DAT) sont issues du capteur embarqué (CAM). 3025898 15 7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel les données de détection (INFOLID) sont issues d'un autre capteur (LID) distinct dudit capteur embarqué (CAM). 5 8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel l'algorithme de localisation utilise ledit objet (OBJ,) comme point de repère si le type déterminé (Ti) est un type d'objet fixe. 9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel 10 l'algorithme de localisation utilise les données de détection (INFOLID) relatives à une zone donnée si aucun objet situé dans ladite zone donnée n'est détecté avec type correspondant à un type d'objet mobile. 10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel 15 l'algorithme de localisation mis en oeuvre effectue la construction d'une carte (C) de l'environnement. 11. Procédé selon la revendication 10, comprenant les étapes suivantes : sauvegarde de la carte construite (C) ; à un moment ultérieur, chargement et ré-utilisation de la carte construite (C) par l'algorithme de localisation. 12. Système de localisation et de cartographie (S) destiné à équiper 25 un engin (V) mobile dans un environnement, comprenant : un module (12 ; 22) de détermination, sur la base de données (INFODAm ; DAT) reçues d'un capteur (CAM) embarqué dans l'engin mobile, du type (T,) d'un objet (OBJ,) situé dans une zone de l'environnement ; 30 un module de localisation (16 ; 26) conçu pour localiser l'engin mobile (V) en fonction de données de détection 3025898 16 (INFOLID ; DAT), sans prise en compte des données de détection relatives à ladite zone ou audit objet (OBJ;) lorsque le type déterminé (Ti) est un type d'objet mobile.