Brevet FR3082485A1 — publié le 20191220

Dispositif d'affichage pour l'aide à la conduite d'un conducteur d'un véhicule DOMAINE TECHNIQUE AUQUEL SE RAPPORTE L'INVENTION La présente invention concerne de manière générale un dispositif d'affichage pour l'aide à la conduite d'un conducteur de véhicule automobile, adapté à projeter une information dans le champ de vision du conducteur. ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE On connaît différents dispositifs d'affichage pour l'aide à la conduite d'un conducteur de véhicule automobile, adaptés à projeter dans le champ de vision du conducteur des informations diverses, telles qu'un itinéraire à suivre ou des informations publicitaires, ou encore le nom de la rue empruntée. On connaît aussi des dispositifs d'affichage pour l'aide à la conduite, adaptés à signaler au conducteur la présence d'obstacles dans sa trajectoire ou à évaluer un risque de collision avec un autre véhicule à une intersection par exemple. De tels dispositifs sont capables de détecter les objets de l'environnement du véhicule, pour les mettre en avant et attirer l'attention du conducteur. Néanmoins, il arrive que des objets se retrouvent cachés par des obstacles de sorte qu'ils sont ne sont plus vus ni du conducteur ni du dispositif. Or, ces objets cachés peuvent être sources de danger pour le conducteur qui peut avoir oublié leur présence. OBJET DE L'INVENTION Afin de remédier à l'inconvénient précité de l'état de la technique, la présente invention propose un dispositif d'affichage pour l'aide à la conduite d'un conducteur d'un véhicule automobile qui rappelle au conducteur la présence d'un objet non visible de son point de vue. Plus particulièrement, on propose selon l'invention un dispositif d'affichage pour l'aide à la conduite d'un conducteur d'un véhicule automobile comprenant : - une unité de détection adaptée à détecter dans l'environnement du véhicule un objet extérieur audit véhicule automobile, et programmée pour évaluer au moins une position relative dudit objet extérieur par rapport au véhicule automobile, - une unité de mémoire communiquant avec l'unité de détection, adaptée 2 à mémoriser ladite position relative dudit objet extérieur détecté, et, - une unité de projection d'images communiquant avec l'unité de détection et avec l'unité de mémoire, adaptée à projeter dans le champ de vision du conducteur une représentation dudit objet extérieur, au niveau de la dernière 5 position relative mémorisée dudit objet extérieur, lorsque ledit objet extérieur détecté est au moins partiellement caché du point de vue du conducteur du véhicule automobile. D'autres caractéristiques non limitatives et avantageuses du dispositif conforme à l'invention, prises individuellement ou selon toutes les combinaisons 10 techniquement possibles, sont les suivantes : - l'unité de projection d'images est adaptée à projeter dans le champ de vision du conducteur la représentation dudit objet extérieur au niveau de la dernière position relative mémorisée dudit objet extérieur et à maintenir la projection de ladite représentation de l'objet extérieur au niveau de la dernière 15 position relative mémorisée lorsque ledit objet extérieur est au moins partiellement caché du point de vue du conducteur du véhicule automobile ; - l'unité de détection comprend : des moyens d'acquisition adaptés à collecter des données représentatives de l'environnement du véhicule automobile, et 20 des moyens d'analyse adaptés à traiter les données collectées pour détecter ledit objet extérieur au véhicule et évaluer sa position relative ; - les moyens d'analyse sont adaptés à traiter les données collectées pour évaluer au moins une dimension caractéristique de l'objet extérieur détecté ; - les moyens d'acquisition de l'unité de détection comprennent au moins 25 un capteur d'images et un télémètre ; - les moyens d'analyse évaluent la position relative de l'objet extérieur (et/ou ladite dimension caractéristique dudit objet extérieur) à partir des données collectées par le télémètre ; - le télémètre est un télémètre laser (Lidar) et/ou un télémètre acoustique 30 (sonar) et/ou encore un télémètre radioélectrique (Radar) ; - l'unité de détection est adaptée à évaluer l'évolution de la position relative de l'objet extérieur au cours du temps uniquement en détectant, à différents instants, au moins une partie dudit objet extérieur ; - l'unité de détection est conçue pour évaluer la position relative de l'objet 3 extérieur sur la seule base des données fournies par les moyens d'analyse ; - l'unité de détection est conçue pour évaluer la position relative de l'objet extérieur sans utilisation de données qui seraient reçues via un réseau de communication extérieur au véhicule tel qu'un réseau local sans fil (ou WLAN) ou 5 un réseau de type V2X ; - l'unité de projection d'images est adaptée à projeter des parties de la représentation de l'objet extérieur détecté avec un effet de transparence vis-à-vis d'un autre objet masquant lesdites parties au conducteur du véhicule automobile ; - l'unité de projection d'images est adaptée à projeter la représentation 10 dudit objet extérieur dans l'environnement du véhicule automobile, au niveau de la dernière position relative mémorisée dudit objet extérieur ; - l'unité de projection d'images comprend un afficheur tête haute. DESCRIPTION DETAILLEE D'UN EXEMPLE DE REALISATION La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre 15 d'exemple non limitatif, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée. Sur le dessin annexé, la figure 1 est une représentation schématique des éléments principaux d'un dispositif d'affichage conforme à l'invention. Sur la figure 1, on a représenté schématiquement les éléments 20 principaux d'un dispositif d'affichage 100 pour l'aide à la conduite d'un conducteur d'un véhicule automobile. Ce dispositif d'affichage 100 est adapté à être monté dans un véhicule automobile pour projeter dans le champ de vision du conducteur une représentation d'un objet extérieur au véhicule, notamment lorsque ledit objet 25 extérieur est au moins partiellement caché du point de vue du conducteur du véhicule automobile. Cela aide le conducteur à adapter sa conduite en ayant conscience de la présence dudit objet. Pour ce faire, le dispositif d'affichage 100 selon l'invention comprend : - une unité de détection 10 adaptée à détecter dans l'environnement du 30 véhicule un objet extérieur audit véhicule automobile, et programmée pour évaluer au moins une position relative dudit objet extérieur par rapport au véhicule automobile, - une unité de mémoire 20 communiquant avec l'unité de détection 10, adaptée à mémoriser ladite position relative dudit objet extérieur détecté, et, 4 - une unité de projection d'images 30 communiquant avec l'unité de détection 10 et avec l'unité de mémoire 20, adaptée à projeter dans le champ de vision du conducteur une représentation dudit objet extérieur, au niveau de la dernière position relative mémorisée dudit objet extérieur, lorsque ledit objet 5 extérieur détecté est au moins partiellement caché du point de vue du conducteur du véhicule automobile. Grâce à ce dispositif d'affichage 100, tout se passe pour le conducteur comme s'il pouvait voir l'objet extérieur, alors même que cet objet extérieur est en réalité caché de son point de vue. Ainsi, tout se passe pour le conducteur comme 10 s'il pouvait voir derrière les obstacles. Cela renforce sa sécurité puisqu'il peut ainsi adapter sa conduite en fonction de tous les objets de son environnement, y compris ceux qui ne sont pas visibles directement de son point de vue. Pour ce faire, comme le montre schématiquement la figure 1, l'unité de détection 10 comprend ici 15 - des moyens d'acquisition 11A, 11B adaptés à collecter des données représentatives de l'environnement du véhicule automobile, et - des moyens d'analyse 12 adaptés à traiter les données collectées pour détecter ledit objet extérieur au véhicule et évaluer sa position relative par rapport audit objet. 20 Les moyens d'acquisition 11A, 11 B sont plus précisément prévus pour être à courte et/ou à longue distance, c'est-à-dire qu'ils peuvent acquérir des données à plus ou moins longues distances de la position à laquelle se trouve le véhicule. Ici, les moyens d'acquisition 11A, 11B de l'unité de détection 25 comprennent au moins un capteur d'images 11A et un télémètre 11B. Le capteur d'images 11A est adapté à capturer des images à une fréquence prédéterminée. En pratique, le seuil de détection du capteur d'images 11A est déterminé par les angles optiques que forme l'objet à détecter avec ledit capteur d'images 11A, lesdits angles optiques dépendant non seulement de la 30 distance à laquelle se trouve l'objet, mais aussi des dimensions de cet objet. Le capteur d'images 11A comprend par exemple une caméra classique et/ou une caméra infrarouge pour la capture d'images nocturnes. Les images capturées forment des données qui sont traitées par les moyens d'analyse 12. Le télémètre 11 B est un instrument adapté à mesurer la distance à un 5 point déterminé relativement proche du véhicule, dans la limite d'une distance maximale de l'ordre d'une cinquantaine de mètres. Il est par exemple formé par un moyen d'acquisition par onde lumineuse, de type LIDAR (pour « Light Detection And Ranging », selon l'acronyme anglais). Il pourrait aussi s'agir d'un télémètre 5 acoustique (SONAR) ou encore radioélectrique (RADAR). Les distances mesurées par le télémètre 11 B forment des données qui sont traitées par les moyens d'analyse. Les moyens d'acquisition 11A, 11 B sont par exemple disposés autour de la carrosserie du véhicule automobile, de préférence à l'avant du véhicule. 10 Les moyens d'analyse 12 sont quant à eux choisis parmi des moyens de reconnaissance de forme, des moyens de reconnaissance de caractères, des moyens de reconnaissance de couleurs, des moyens de reconnaissance de taille, ou une combinaison de ses moyens d'analyse 12. De tels moyens d'analyse 12 sont adaptés, à partir des données 15 acquises par les moyens d'acquisition 11A, 11 B, à évaluer, entre autres, la forme des objets situés dans l'environnement, leurs dimensions, leur couleur, ainsi qu'à identifier le type d'objet extérieur détecté. Les objets extérieurs détectés par les moyens d'analyse 12 sont notamment ceux utiles dans le cadre du dispositif d'aide à la conduite. Les objets 20 extérieurs sont ici reconnus parmi : les autres véhicules automobiles (voiture, camion, motos...), les vélos et les piétons, les panneaux de signalisation, les feux de circulation, et les marquages au sol. En pratique, les moyens d'analyse 12 sont donc adaptés à reconnaître au moins un objet extérieur dans l'environnement du véhicule, à partir des 25 données acquises par les moyens d'acquisition 11A, 11B. Il est aussi envisageable que les moyens d'analyse 12 soient adaptés à évaluer au moins une dimension caractéristique dudit objet extérieur à partir des données collectées par les moyens d'acquisition 11A, 11 B. Une fois l'objet reconnu par les moyens d'analyse 12, les moyens 30 d'analyse 12 évaluent la position relative de l'objet extérieur par rapport au véhicule automobile. Pour ce faire, les moyens d'analyse traitent et utilisent de préférence les données collectées par le télémètre 11 B. En pratique, l'unité de détection 10 est ainsi conçue pour évaluer la position relative de l'objet extérieur sur la seule base des données fournies par les 6 moyens d'analyse 12. Autrement dit, l'unité de détection 10 est conçue pour évaluer la position relative de l'objet extérieur sans utiliser des données qui seraient reçues via un réseau de communication extérieur au véhicule tel qu'un réseau local sans fil (ou WLAN pour Wireless Local Area Network) ou un système 5 de communication de type V2X. L'unité de détection 10 est ensuite adaptée à communiquer cette position relative à l'unité de mémoire 20. Plus précisément, après avoir détecté et reconnu au moins un objet extérieur dans l'environnement du véhicule automobile, puis évalué la position relative de l'objet extérieur par rapport au véhicule automobile, 10 l'unité de détection 10 communique avec l'unité de mémoire 20 afin d'enregistrer ladite position relative. Cette communication est symbolisée par la flèche entre les blocs « 10 » et « 20 » sur la figure 1. L'unité de mémoire 20 est adaptée à stocker la position relative dudit objet extérieur, pendant une durée prédéterminée, par exemple pendant une 15 durée de l'ordre de 5 minutes. En pratique, l'unité de détection 10 communique à l'unité de mémoire 20 des coordonnées spatiales correspondant à la position relative de l'objet extérieur par rapport au véhicule. Pour ce faire, il est par exemple possible de considérer que le repère dans lequel sont déterminées les coordonnées spatiales de l'objet 20 extérieur est le repère mobile associé au véhicule automobile, autrement dit le repère dans lequel le véhicule automobile est toujours fixe. En outre, l'unité de détection 10 est adaptée à évaluer l'évolution de la position relative de l'objet extérieur au cours du temps. Elle est en particulier adaptée à suivre le déplacement relatif de l'objet extérieur par rapport au véhicule 25 automobile. De préférence, l'unité de détection 10 détecte au moins une fois l'objet extérieur dans son intégralité et évalue une première position relative de cet objet extérieur. Il lui suffit ensuite de suivre le déplacement relatif de cet objet extérieur par rapport au véhicule, et cela est possible même lorsqu'une partie seulement 30 dudit objet extérieur est détectée par l'unité de détection 10. L'unité de projection d'images 30 est adaptée à communiquer avec l'unité de détection 10 et avec l'unité de mémoire 20. Cette communication est symbolisée par les flèches reliant les blocs « 10 » et « 30 » d'une part et « 10 » et « 20 » d'autre part. L'unité de projection d'images 30 est conçue pour projeter 7 dans le champ de vision du conducteur une représentation dudit objet extérieur, au niveau de la dernière position relative mémorisée de cet objet extérieur. En particulier, l'unité de projection d'images 30 projette ladite représentation de l'objet extérieur lorsque cet objet extérieur est au moins partiellement caché du point de 5 vue du conducteur du véhicule automobile. Ainsi, le conducteur continue d'avoir à l'esprit cet objet extérieur, y compris lorsqu'il est caché. En pratique, deux situations peuvent se produire : l'unité de détection 10 détecte encore partiellement l'objet extérieur ou l'unité de détection 10 ne détecte plus du tout l'objet extérieur. Lorsque l'unité de détection 10 détecte encore 10 partiellement l'objet extérieur, elle évalue la position réelle de l'objet détecté et l'unité de projection d'images 30 projette la représentation de l'objet détecté à une position spatiale suffisamment précise pour être perçue par le conducteur comme la position réelle de l'objet extérieur. Ainsi, le conducteur voit la représentation de l'objet détecté projetée comme si elle était superposée avec l'objet extérieur. 15 Lorsque l'unité de détection 10 ne détecte plus l'objet extérieur, l'unité de projection d'images 30 projette la représentation de l'objet extérieur à la dernière position connue de l'objet extérieur. Selon une variante avantageuse, l'unité de projection d'images 30 est adaptée à projeter dans le champ de vision du conducteur la représentation dudit 20 objet extérieur au niveau de la dernière position relative mémorisée dudit objet extérieur, y compris lorsque l'objet est visible du point de vue du conducteur, et à maintenir la projection de ladite représentation de l'objet extérieur au niveau de la dernière position relative mémorisée lorsque ledit objet extérieur est au moins partiellement caché du point de vue du conducteur du véhicule automobile. 25 Selon cette variante avantageuse, il n'est pas nécessaire que le dispositif d'affichage 100 selon l'invention génère des calculs complexes pour prévoir où se trouve l'objet extérieur maintenant caché derrière un obstacle. Au contraire, le dispositif d'affichage 100 selon l'invention prédit que l'objet extérieur maintenant caché par un obstacle est situé à la dernière position relative enregistrée. Le 30 dispositif d'affichage 100 selon l'invention est par conséquent peu consommateur en calcul. De manière avantageuse, l'unité de projection d'images 30 est ici adaptée à projeter ladite représentation selon un principe de projection en réalité augmentée. 8 Autrement dit, l'unité de projection d'images 30 est adaptée à faire apparaître la représentation de l'objet extérieur détecté comme si cette représentation était, du point de vue du conducteur, présente dans le véritable environnement. En d'autres termes, le conducteur du véhicule voit ladite 5 représentation comme si elle faisait partie de l'environnement lui-même. Ainsi, grâce à la projection en réalité augmentée, des éléments virtuels, ici la représentation de l'objet extérieur détecté, sont projetés pour que le conducteur les voie comme si ils faisaient partie de l'environnement réel. Ainsi, l'unité de projection d'images 30 est adaptée à projeter la 10 représentation dudit objet extérieur dans l'environnement du véhicule automobile, au niveau de la dernière position relative mémorisée dudit objet extérieur. La dernière position relative mémorisée correspond soit à la position réelle de l'objet extérieur, telle qu'elle a été évaluée par l'unité de détection, soit à la dernière position à laquelle l'unité de détection 10 l'a détecté. Dans les deux cas, il s'agit de 15 la dernière position enregistrée dans l'unité de mémoire 20, pour cet objet. Pour ce faire, l'unité de projection d'images 30 comprend ici un afficheur tête haute 31. D'une manière générale, un tel afficheur tête haute 31 est adapté à créer une image virtuelle dans le champ de vision d'un conducteur du véhicule, de sorte 20 que le conducteur voie cette image virtuelle sans avoir à détourner le regard de la route. L'afficheur tête haute 31 comprend ici un dispositif de génération d'images adapté à générer au moins une image de la représentation (virtuelle) de l'objet extérieur à projeter, et un dispositif de renvoi d'images adapté à transmettre ladite image générée en direction d'une lame au moins partiellement réfléchissante 25 placée dans le champ de vision du conducteur. Dans l'exemple décrit, la lame partiellement réfléchissante est constituée par le parebrise du véhicule lui-même. Cette lame partiellement réfléchissante est une lame au moins partiellement réfléchissante et au moins partiellement transparente. En pratique, l'unité de projection d'images 30 est adaptée à projeter 30 certaines parties de la représentation avec un effet de transparence vis-à-vis de l'obstacle masquant ces parties au conducteur du véhicule automobile. Plus précisément, les parties de l'objet extérieur détecté cachées derrière l'obstacle sont projetées dans l'environnement de telle sorte qu'elles apparaissent avec moins d'intensité lumineuse. Ainsi, le conducteur sait que ces 9 parties de l'objet extérieur sont en réalité situées derrière l'obstacle et non devant lui. L'unité de projection d'images 30 peut être conçue pour projeter la représentation intégrale de l'objet extérieur détecté, ou seulement les parties de la 5 représentation correspondant aux portions cachées de l'objet extérieur. Pour établir la représentation à projeter, l'unité de projection d'images 30 utilise de préférence les données acquises par les moyens d'acquisition 11A, 11B de l'unité de détection 10 Exemple de mise en oeuvre 10 Un exemple de mise en oeuvre du dispositif d'affichage 100 est le suivant. Le conducteur du véhicule automobile circule en milieu urbain. A l'approche d'une intersection, à une distance d'une quarantaine de mètres, le conducteur détecte sur le côté droit un piéton s'apprêtant à traverser la route. Ce piéton est également détecté par l'unité de détection 10 du dispositif d'affichage 15 100. Après avoir avancé de quelques mètres, le véhicule automobile arrive à hauteur d'un autobus stationné à un arrêt de bus. Cet autobus empêche le conducteur de distinguer le piéton qui se trouve maintenant derrière l'autobus, du point de vue du conducteur. Au moyen des traitements effectués par le dispositif de la figure 1 comme décrit ci-dessus, l'unité de projection d'images 30 du 20 dispositif d'affichage 100 projette alors dans le champ de vision du conducteur une représentation en réalité augmentée de ce piéton caché. Plus précisément, du point de vue du conducteur, cette représentation se superpose à l'image réelle de l'autobus, mais la représentation du piéton est projetée avec une intensité lumineuse telle qu'elle apparaît en transparence par rapport à l'autobus. 25 Autrement dit, la représentation du piéton vue par le conducteur présente un effet de transparence par rapport à l'autobus. L'autobus restant à l'arrêt, le conducteur décide de le dépasser. La représentation en réalité augmentée rappellera à l'utilisateur la présence du piéton. Cela amène le conducteur à modérer fortement sa vitesse et à redoubler 30 de prudence. Ainsi, la sécurité du conducteur et du piéton est renforcée grâce au dispositif d'affichage 100 selon l'invention. REVENDICATIONS1. Dispositif d'affichage (100) pour l'aide à la conduite d'un conducteur d'un véhicule automobile comprenant : - une unité de détection (10) adaptée à détecter dans l'environnement du véhicule un objet extérieur audit véhicule automobile, et programmée pour évaluer au moins une position relative dudit objet extérieur par rapport au véhicule automobile, - une unité de mémoire (20) communiquant avec l'unité de détection, adaptée à mémoriser ladite position relative dudit objet extérieur détecté, et, - une unité de projection d'images (30) communiquant avec l'unité de détection (10) et avec l'unité de mémoire (20), adaptée à projeter dans le champ de vision du conducteur une représentation dudit objet extérieur, au niveau de la dernière position relative mémorisée dudit objet extérieur, lorsque ledit objet extérieur détecté est au moins partiellement caché du point de vue du conducteur du véhicule automobile. 2. Dispositif d'affichage (100) selon la revendication 1, dans lequel l'unité de projection d'images (30) est adaptée à projeter dans le champ de vision du conducteur la représentation dudit objet extérieur au niveau de la dernière position relative mémorisée dudit objet extérieur et à maintenir la projection de ladite représentation de l'objet extérieur au niveau de la dernière position relative mémorisée lorsque ledit objet extérieur est au moins partiellement caché du point de vue du conducteur du véhicule automobile. 3. Dispositif d'affichage (100) selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel l'unité de détection (10) comprend : - des moyens d'acquisition (11A, 11B) adaptés à collecter des données représentatives de l'environnement du véhicule automobile, et - des moyens d'analyse (12) adaptés à traiter les données collectées pour détecter ledit objet extérieur au véhicule et évaluer sa position relative. 4. Dispositif d'affichage (100) selon la revendication 3, dans lequel les moyens d'acquisition (11A, 11B) de l'unité de détection (10) comprennent au moins un capteur d'images (11A) et un télémètre (11 B). 5. Dispositif d'affichage (100) selon la revendication 4, dans lequel les moyens d'analyse (12) évaluent la position relative de l'objet extérieur à partir des 11 données collectées par le télémètre (11 B). 6. Dispositif d'affichage (100) selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel l'unité de détection (10) est adaptée à évaluer l'évolution de la position relative de l'objet extérieur au cours du temps uniquement en détectant, à 5 différents instants, au moins une partie dudit objet extérieur. 7. Dispositif d'affichage (100) selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel l'unité de détection (10) est conçue pour évaluer la position relative de l'objet extérieur sur la seule base des données fournies par les moyens d'analyse (12). 10 8. Dispositif d'affichage (100) selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel l'unité de projection d'images (30) est adaptée à projeter des parties de la représentation de l'objet extérieur détecté avec un effet de transparence vis-à-vis d'un autre objet masquant lesdites parties au conducteur du véhicule automobile. 9. Dispositif d'affichage (100) selon l'une des revendications 1 à 8, dans 15 lequel l'unité de projection d'images (30) est adaptée à projeter la représentation dudit objet extérieur dans l'environnement du véhicule automobile, au niveau de la dernière position relative mémorisée dudit objet extérieur. 10. Dispositif d'affichage (100) selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel l'unité de projection d'images (30) comprend un afficheur tête haute (31).