Brevet FR3040342A1 — publié le 20170303

Procédé de détection d'un piéton, et procédé de protection associé La présente invention concerne un procédé de détection d'un piéton à l'aide d'un capteur capacitif. Un tel procédé est utile dans le cadre d'un système d'un véhicule automobile. Le système a par exemple pour but la protection d'un piéton en cas de choc imminent entre le piéton et le véhicule. Il permet notamment l'activation d'éléments de protection lorsqu'un piéton est détecté très proche du véhicule en mouvement et heurte le véhicule. Ce procédé doit être rapide, fiable et efficace à distance pour activer les éléments de sécurité avant un tel impact. Le document EP 0 937 612 A2 mentionne un procédé pour différencier une personne d'un objet quelconque dans le cas d'un choc imminent avec un obstacle. Le critère de différenciation est le fait que la capacité de couplage entre un capteur capacitif et l'obstacle dépasse ou non une valeur-seuil. Cependant ce critère n'est pas complètement fiable. Ainsi, dans le cadre d'une utilisation pour la protection d'un piéton en cas de choc imminent, ce procédé est susceptible d'entraîner des dysfonctionnements. Des éléments de sécurité peuvent être activés pour protéger l'obstacle alors que celui-ci n'est pas un piéton. Cela peut notamment entraîner une immobilisation du véhicule pour le remettre en état de fonctionnement. Parallèlement, les éléments de protection pourraient ne pas être activés alors que le choc a lieu avec un piéton, les rendant inutiles. Un des buts de l'invention est donc d'améliorer la fiabilité du procédé de détection d'un piéton. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de détection d'un piéton, comprenant les étapes suivantes : mise en place d'un capteur capacitif présentant une zone de détection, définition d'une plage de valeurs de capacités pertinentes en fonction de la distance au capteur capacitif pour toute distance d'un intervalle compris entre une première distance et une deuxième distance dans la zone de détection, mesure de la capacité avec le capteur capacitif dans la zone de détection, détection d'un obstacle par le capteur capacitif à une distance donnée, détermination de la nature de l'obstacle détecté pour déterminer si l'obstacle est un piéton, l'étape de détermination comprenant une étape de comparaison de la mesure avec la plage de valeurs correspondant à la distance donnée, telle que : 3040342 2 si la distance donnée est comprise entre la première distance et la deuxième distance et la mesure est en dehors de la plage de valeurs (Eb), alors l'obstacle n'est pas un piéton, si la distance donnée est comprise entre la première distance et la 5 deuxième distance et la mesure est comprise dans la plage de valeurs (Es), alors les étapes de mesure, détection et comparaison sont réitérées, jusqu'à ce que l'obstacle soit à une distance inférieure à la première distance (dl ) du capteur, l'obstacle étant un piéton si au cours des étapes réitérées, toutes les mesures associées auxdites étapes antérieures sont comprises dans les plages de valeurs 10 respectives. Le procédé selon l'invention propose donc un critère fiable de différenciation d'un piéton par rapport à un autre type d'obstacle en définissant une plage de valeurs de capacité susceptibles de correspondre à une piéton et non une simple valeur-seuil et en multipliant la mesure sur une plage de distance étendue au lieu de réaliser une mesure 15 ponctuelle. Selon des modes de réalisation particuliers de l'invention, le dispositif présente l'une ou plusieurs caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toute(s) combinaison(s) techniquement possible(s) : - le capteur capacitif présente une fréquence de mesure comprise entre 2 et 10 20 MHz, et avantageusement sensiblement égale à 5 MHz ; - en cas de réitération, l'étape de comparaison est effectuée à une fréquence comprise entre 1 kHz et 10MHz ; - l'espace comprend l'ensemble des plages de valeurs uniquement est un espace continu ; 25 - avant l'étape de définition de l'espace de valeurs, le procédé comprend les étapes suivantes : . réalisation d'une pluralité de mesures d'échantillonnage avec une pluralité de personnes et de situations avec le capteur capacitif de la capacité en présence d'au moins une personne à différentes distances du capteur comprises entre la 30 première et la deuxième distance, . représentation des mesures de la capacité en fonction de la distance, les plages de valeurs étant définies tel que l'espace comprenant l'ensemble des plages de valeurs uniquement est un espace continu comprenant l'ensemble des mesures d'échantillonnage ; 35 - les différentes distances présentent un pas compris entre 1 cm et 10 cm ; 3040342 3 - l'échantillonnage est réalisé avec des personnes présentant une diversité de tailles et de poids ; et - la première distance est comprise entre 30 centimètres et 50 centimètres et la deuxième distance est comprise entre 80 centimètres et 150 centimètres. 5 L'invention a en outre pour objet un procédé de protection d'un piéton, le procédé comprenant les étapes du procédé de détection selon l'une quelconque des revendications précédentes, le capteur étant mis en place sur un véhicule, le procédé de protection comprenant une étape d'activation d'un élément de protection du piéton lorsqu'un piéton est détecté. 10 Le procédé de protection pourra comprendre la caractéristique suivante selon laquelle le procédé de détection est réalisé lorsque le véhicule se déplace entre 10 km/h et 50 km/h. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux 15 dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 est une représentation schématique du mode de fonctionnement d'un capteur capacitif en l'absence d'obstacle, - la figure 2 est une représentation schématique du mode de fonctionnement d'un capteur capacitif en la présence d'un obstacle, 20 - la figure 3 est une représentation schématique d'étapes du procédé de détection, et - la figure 4 est un graphique où sont représentées des plages de valeurs. Un véhicule 10 est schématiquement représenté sur les figures 1 et 2. Il est pourvu d'un capteur capacitif 12. 25 Le capteur capacitif 12 est placé tel qu'il soit apte à effectuer des mesures dans une zone de détection. La zone de détection est par exemple un espace devant la voiture à une distance inférieure à une valeur de l'ordre de 1 m ou 2 m. Ainsi, le capteur est par exemple disposée sur ou à proximité du pare-chocs du véhicule automobile. Il est entendu que l'invention s'applique également à d'autres zones de détection, par exemple 30 vers l'arrière ou les côtés du véhicule. Le capteur capacitif 12 est apte à mesurer la capacité de couplage Co, C' s'établissant entre le capteur 12 et un obstacle 14 dans la zone de détection. Le capteur est au moins apte à réaliser des mesures fiables pour une distance entre le capteur 12 et l'obstacle 14 comprise entre une distance de détection minimale et 35 une distance de détection maximale définissant les bornes de la zone de détection. 3040342 4 Le capteur capacitif présente une fréquence de mesure comprise entre 2 et 10 MHz, et avantageusement sensiblement égale à 5 MHz. La capacité de couplage Co, C' dépend des éléments du couplage, c'est-à-dire notamment de la nature de l'obstacle 14, et de la distance entre le capteur 12 et l'obstacle 5 14. En l'absence d'une cible, comme représenté à la figure 1, le capteur mesure une capacité de couplage égale à une valeur de référence Co. Lorsqu'un obstacle 14 est présent, le capteur mesure une capacité de couplage C' différente de la valeur de référence Co. 10 Il est notamment possible de calculer la distance entre le capteur 12 et l'obstacle 14 à partir de la capacité de couplage C'. Alternativement, cette distance est mesurable à l'aide d'un autre capteur, par exemple, un capteur laser. Le fonctionnement d'un tel capteur capacitif pour détecter des obstacles est connu de l'homme du métier et ne sera pas décrit plus en détail ici. 15 Le véhicule 10 est, en outre, pourvu d'au moins un élément de protection actif 16 et un système d'activation 18. L'élément de protection actif 16 est, par exemple, un coussin gonflable, ou airbag, extérieur fixé au niveau du pare-chocs pouvant être activé par un signal d'activation. Le gonflement du coussin gonflable entre le pare-chocs du véhicule et le piéton 20 permet d'absorber une partie de l'énergie due au choc afin que cette énergie ne soit pas transmise au piéton et n'occasionne pas de blessures à celui-ci. Le système d'activation 18 est apte à activer l'élément de protection actif 16 lorsqu'un choc imminent avec un piéton est détecté. Un procédé de détection d'un piéton mettant en oeuvre un tel capteur capacitif 12 25 va maintenant être décrit en référence à la figure 3. Le procédé de détection comprend les étapes suivantes : - mise en place 100, - définition de plages 102, - mesure de la capacité 104, et 30 - détection d'un obstacle 106. Lorsqu'un obstacle est détecté, le procédé de détection comprend en outre une étape de comparaison 108. Au cours de l'étape de mise en place 100, un capteur capacitif du type décrit précédemment est installé à un endroit d'intérêt. L'endroit d'intérêt est, par exemple, à 35 l'avant et/ou à l'arrière d'un véhicule. Le capteur est ainsi apte à réaliser des mesures 3040342 5 dans un espace devant et/ou derrière un véhicule. Cela permet notamment de détecter des obstacles potentiels en cas de marche avant et/ou de marche arrière. Pendant l'étape de définition de plages 102, une plage de valeurs de capacités pertinentes en fonction de la distance au capteur capacitif est définie pour toute distance 5 d'un intervalle compris entre une première distance dl et une deuxième distance d2. L'expression « pour toute distance » inclut également le cas où la distance est incrémentée avec un pas inférieur à la précision de la mesure de la distance entre le capteur et l'obstacle. Les bornes de la plage de valeurs correspondent aux valeurs entre lesquelles la 10 capacité mesurée est susceptible de correspondre à la présence d'un piéton à la distance considérée. La première distance dl est par exemple comprise entre 30 centimètres et 50 centimètres. La deuxième distance d2 est par exemple comprise entre 80 centimètres et 150 centimètres. 15 La distance de détection minimale du capteur est avantageusement inférieure à la première distance dl et la distance de détection maximale du capteur supérieure à la deuxième distance d2, c'est-à-dire que l'intervalle [d1, d2] est inclus dans la zone de détection du capteur 12. L'ensemble comprenant uniquement les plages définies définit un espace Ec 20 représenté à la figure 4. L'espace Ec est un espace continu. De manière générale, plus la distance entre le capteur et l'obstacle est importante, plus la plage de valeurs est faible et plus les bornes inférieures et supérieures de la plage de valeurs diminuent respectivement. 25 Une méthode pour déterminer les plages de valeur comprend par exemple les étapes suivantes : - réalisation d'un échantillonnage, et - détermination des plages de valeurs. Pour l'échantillonnage, une pluralité de mesures de la capacité de couplage d'un 30 être humain avec le capteur sont effectuées avec le capteur capacitif. Les mesures sont réalisées pour différentes situations et différentes personnes. Les personnes choisies présentent une diversité de tailles et de poids. Pour chaque mesure, au moins une personne est présente à une distance du capteur comprise entre la première distance dl et la deuxième distance d2. Les mesures 35 sont faites pour différentes distances de la personne au capteur. Les différentes distances présentent un pas compris entre 1 cm et 10 cm. 3040342 6 L'ensemble des mesures prises pendant l'échantillonnage sont incluses dans un espace représentant la capacité en fonction de la distance entre l'obstacle et le capteur. Les plages de valeurs sont déterminées de sorte que l'espace comprenant l'ensemble des plages de valeurs uniquement comprend l'ensemble des mesures 5 d'échantillonnage. Les plages de valeurs et l'espace sont continus. L'espace comprenant l'ensemble des plages de valeurs uniquement est par exemple le plus petit espace vérifiant les caractéristiques ci-dessus. Une caractéristique de l'espace obtenu est que plus la distance entre le capteur et l'obstacle est importante, plus la plage de valeurs est faible et plus les bornes inférieures 10 et supérieures de la plage de valeurs diminuent respectivement, comme représenté sur la figure 4. Les plages de valeur sont indépendantes du type de véhicule sur lequel le capteur est destiné à être mis en place. Ainsi, il n'est pas nécessaire de déterminer de nouvelles plages de valeur pour chaque véhicule. 15 Les plages de valeur sont ainsi déterminées une unique fois, puis sont insérées dans plusieurs systèmes mettant en oeuvre le procédé de détection. Lors de l'étape de mesure de la capacité 104, le capteur capacitif mesure la capacité de couplage entre lui et un obstacle éventuel. Lors de l'étape de détection d'un obstacle 106, la capacité de couplage est 20 comparée avec la valeur de référence Co pour déterminer la présence d'un obstacle à une distance donnée. En variante, la présence d'un obstacle est détectée par une autre méthode mettant, par exemple, en oeuvre un autre type de capteur. Si aucun obstacle n'est détecté A2, alors le procédé est en attente jusqu'à ce qu'une détection soit faite. 25 Lorsqu'un obstacle est détecté Al, la distance entre l'obstacle et le capteur est mesurée et/ou calculée. Le procédé comprend alors l'étape de comparaison 108. Au cours de l'étape de comparaison 108, la distance donnée entre l'obstacle et le capteur est comparée aux première et deuxième distances d1, d2 et, éventuellement, la mesure de la capacité est comparée à la plage de valeurs correspondante. 30 Si la distance donnée est comprise entre la première distance dl et la deuxième distance d2 et si la mesure est en dehors de la plage de valeurs correspondante à la distance donnée, cette situation correspondant à l'espace Eb sur la figure 4, alors l'obstacle détecté n'est pas considéré comme étant un piéton Bl. Si la distance donnée est comprise entre la première distance dl et la deuxième 35 distance d2 et la mesure est comprise dans la plage de valeurs correspondante à la distance donnée, cette situation correspondant à l'espace E, sur la figure 4, alors les 3040342 7 étapes de mesure, détection et comparaison sont réitérées B2, au fur et à mesure que l'obstacle se rapproche du véhicule. Après réitération, lorsque l'obstacle est à une distance inférieure à la première distance d1, cette situation correspondant à l'espace Ed sur la figure 4, et que toutes les 5 mesures associées aux étapes antérieures sont comprises dans les plages de valeurs respectives, alors l'obstacle détecté est un piéton B3. Ainsi un piéton est détecté lorsque l'ensemble des données mesurées est compris dans l'espace Ec, à l'exception de la dernière donnée comprise dans l'espace Ed. Par exemple, au point A, un obstacle est détecté dans l'espace Ec. Plus tard, le 10 même obstacle sera détecté au niveau du point B. L'obstacle n'est donc pas un piéton. L'obstacle est, par exemple, un camion ou une voiture pour lequels la capacité de couplage augmente très rapidement en s'approchant. En cas de mesure ponctuelle ou de comparaison à une valeur seuil, l'obstacle aurait pu être confondu avec un piéton. On décide en outre que si la distance donnée est supérieure à la deuxième 15 distance, cette situation correspondant à l'espace Ea sur la figure 4, alors aucun piéton n'est détecté B1. Cette situation se produit par exemple lorsque l'obstacle s'éloigne du véhicule après une détection dans la plage de distance [d1, d2]. De même, on décide que si la distance donnée est inférieure à la première distance, cette situation correspondant à l'espace Ed sur la figure 4, l'obstacle n'ayant pas 20 été détecté avant, alors aucun piéton n'est détecté B1. Afin de ne pas saturer la mémoire du système mettant en oeuvre le procédé, l'ensemble des mesures du capteur capacitif ne sont pas nécessairement exploitées. Cependant, il convient d'exploiter les données à une fréquence supérieure à un certain seuil, afin de ne pas louper une mesure intéressante, par exemple située dans l'espace 25 Eb. Ainsi, par exemple, seule une mesure sur deux est exploitée. L'étape de comparaison est alors effectuée à une fréquence comprise entre 1 kHz et 10MHz, lorsqu'elle est réitérée. Le procédé décrit précédemment présente donc un critère fiable pour la détection 30 de piéton à distance. En effet, un obstacle est considéré comme étant un piéton, lorsqu'il a été confirmé plusieurs fois que cet obstacle est susceptible d'être un piéton au fur et à mesure que cet obstacle s'approche du véhicule. Ce procédé est réalisable en temps réel et est intégrable dans un véhicule. Ce procédé de détection d'un piéton est notamment mis en oeuvre dans le 35 procédé de protection d'un piéton qui va maintenant être décrit. 3040342 8 Un véhicule du type décrit en référence aux figures 1 et 2 est fourni. Le capteur capacitif est mis en place sur le véhicule. Le système d'activation 18 est apte à mettre en oeuvre le procédé de détection d'un piéton. 5 Lorsqu'un piéton est détecté, le système d'activation 18 active l'élément de protection 16. En outre, lorsqu'aucun piéton n'est détecté par le procédé de détection d'un piéton, alors le système d'activation 18 réalise à nouveau le procédé de détection à partir de l'étape de mesure en réinitialisant les mesures préalablement effectuées. 10 Alternativement, si aucun piéton n'est détecté, le système d'activation 18 est désactivé pendant une durée définie. La durée est par exemple comprise entre 1 ms et 1s. Puis, le système d'activation 18 réalise à nouveau le procédé de détection à partir de l'étape de mesure en réinitialisant les mesures préalablement effectuées. Le système d'activation 18 teste la présence d'un piéton lorsque le véhicule se 15 déplace à une vitesse comprise entre 10 km/h et 50 km/h. A une vitesse inférieure à 10 km/h, le conducteur est probablement déjà en train de freiner afin d'éviter la collision ou a le temps de réagir. A une vitesse supérieure à 50 km/h, le véhicule est normalement en dehors d'une agglomération et les risques de rencontrer un piéton sont faibles. 20 En variante, le système d'activation est toujours actif. Le procédé de protection permet ainsi d'utiliser des éléments actifs, du type coussin gonflable extérieur, afin de protéger un piéton en cas de choc avec un véhicule, avec une grande fiabilité. La rapidité du procédé de détection permet de déployer les éléments actifs avant l'impact. 25 REVENDICATIONS1.- Procédé de détection d'un piéton, comprenant les étapes suivantes : mise en place (100) d'un capteur capacitif (12) présentant une zone de détection, définition (102) d'une plage de valeurs de capacités pertinentes en fonction de la distance au capteur capacitif pour toute distance d'un intervalle compris entre une première distance (dl) et une deuxième distance (d2) dans la zone de détection, mesure (104) de la capacité avec le capteur capacitif (12) dans la zone de détection, détection (106) d'un obstacle (14) par le capteur capacitif (12) à une distance donnée, détermination de la nature de l'obstacle (14) détecté pour déterminer si l'obstacle est un piéton, l'étape de détermination comprenant une étape de comparaison (108) de la mesure avec la plage de valeurs correspondant à la distance donnée, telle que : si la distance donnée est comprise entre la première distance et la deuxième distance et la mesure est en dehors de la plage de valeurs (Eb), alors l'obstacle n'est pas un piéton, si la distance donnée est comprise entre la première distance et la deuxième distance et la mesure est comprise dans la plage de valeurs (Es), alors les étapes de mesure, détection et comparaison sont réitérées, jusqu'à ce que l'obstacle soit à une distance inférieure à la première distance (dl ) du capteur (12), l'obstacle étant un piéton si au cours des étapes réitérées, toutes les mesures associées auxdites étapes antérieures sont comprises dans les plages de valeurs respectives. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capteur capacitif (12) présente une fréquence de mesure comprise entre 2 et 10 MHz, et avantageusement sensiblement égale à 5 MHz. 3.- Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que, en cas de réitération, l'étape de comparaison (108) est effectuée à une fréquence comprise entre 1 kHz et 10MHz. 3040342 10 4.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'espace (Es) comprenant l'ensemble des plages de valeurs uniquement est un espace continu. 5 5.- Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que, avant l'étape de définition (102) de l'espace de valeurs, le procédé comprend les étapes suivantes : - réalisation d'une pluralité de mesures d'échantillonnage avec une pluralité de personnes et de situations avec le capteur capacitif de la capacité en présence d'au moins une personne à différentes distances du capteur comprises entre la première et la 10 deuxième distance, - représentation des mesures de la capacité en fonction de la distance, les plages de valeurs étant définies tel que l'espace (Es) comprenant l'ensemble des plages de valeurs uniquement est un espace continu comprenant l'ensemble des mesures d'échantillonnage. 15 6.- Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que les différentes distances présentent un pas compris entre 1 cm et 10 cm. 7.- Procédé selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que l'échantillonnage 20 est réalisé avec des personnes présentant une diversité de tailles et de poids. 8.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la première distance est comprise entre 30 centimètres et 50 centimètres et la deuxième distance est comprise entre 80 centimètres et 150 centimètres. 9.- Procédé de protection d'un piéton, le procédé comprenant les étapes du procédé de détection selon l'une quelconque des revendications précédentes, le capteur (12) étant mis en place sur un véhicule (10), le procédé de protection comprenant une étape d'activation d'un élément de protection du piéton (10) lorsqu'un piéton est détecté. 10.- Procédé de protection d'un piéton selon la revendication 9, caractérisé en ce que le procédé de détection est réalisé lorsque le véhicule (10) se déplace entre 10 km/h et 50 km/h. 25 3035