Brevet FR3083292A1 — publié le 20200103

DOMAINE TECHNIQUE AUQUEL SE RAPPORTE L'INVENTION La présente invention concerne de manière générale la sécurité dans le domaine automobile. Elle concerne plus particulièrement un module d'illumination pour dispositif de surveillance de conducteur de véhicule automobile, comprenant plusieurs sources de lumière adaptées à émettre des faisceaux lumineux vers le conducteur. Elle concerne également un dispositif de surveillance comprenant un tel module d'illumination. ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE Afin d'accroître la sécurité des passagers d'un véhicule automobile, il est connu d'équiper ce dernier d'un dispositif de surveillance du conducteur. Ce dispositif de surveillance est notamment conçu pour surveiller que le conducteur du véhicule est attentif à la conduite du véhicule et qu'il n'entre pas dans un état de somnolence. Un tel dispositif comporte généralement un module d'illumination permettant d'éclairer le visage du conducteur, un module d'acquisition d'images permettant de capturer des images du visage du conducteur éclairé par le module d'illumination, et une module de traitement des images permettant de déterminer le niveau d'attention et le niveau de somnolence du conducteur à partir des images acquises. On comprend que les résultats fournis par ce dispositif seront d'autant plus fiables que les images du visage du conducteur seront nettes, précises et bien éclairées (niveau de lumière adapté et bonne uniformité de l'éclairage). Le module d'illumination s'avère donc essentiel pour obtenir de telles images. La difficulté majeure consiste alors à éclairer le visage du conducteur de façon à pouvoir déterminer non seulement la posture de sa tête, mais également la direction de son regard. Si la posture de la tête est généralement aisée à déterminer sur les images acquises, il n'en va pas de même pour la direction du regard. C'est la raison pour laquelle les modules d'illumination sont généralement équipés de composants onéreux, tels que des moteurs adaptés à orienter les sources de lumière dans la direction des yeux du conducteur, afin de satisfaire les besoins d'éclairage nécessaires à la détermination de la direction du regard du 2 conducteur. Une autre solution consiste à utiliser un très grand nombre de diodes électroluminescentes pour éclairer fortement le visage du conducteur. OBJET DE L'INVENTION Afin de remédier à l'inconvénient de coût précité de l'état de la technique, 5 la présente invention propose un module d'illumination comprenant au moins deux sources de lumière qui sont adaptées à émettre des faisceaux lumineux vers le conducteur, et dont les champs d'émission de la lumière présentent des formes différentes. La demanderesse a observé que la zone de l'habitacle du véhicule dans 10 laquelle sont généralement situés les yeux du conducteur est sensiblement plus restreinte que la zone de l'habitacle dans laquelle est généralement située la tête du conducteur. Constatant par ailleurs que la puissance d'éclairage nécessitée pour déterminer la posture de la tête du conducteur est inférieure à celle nécessitée 15 pour déterminer la direction du regard du conducteur, la demanderesse propose selon l'invention d'employer des sources de lumière ayant des champs d'émission de formes différentes pour davantage éclairer la zone dans laquelle sont généralement situés les yeux du conducteur. Ainsi, le module d'illumination selon l'invention permet de satisfaire les 20 besoin d'éclairage du conducteur pour un coût de fabrication réduit. D'autres caractéristiques avantageuses et non limitatives du module d'illumination conforme à l'invention sont les suivantes : - les champs d'émission des deux sources de lumière présentent des formes de cônes d'angles aux sommets différents ; 25 - les deux sources de lumière présentent des puissances d'émission de faisceau lumineux différentes ; - les deux sources de lumière comprennent chacune une seule diode électroluminescente ; - les deux sources de lumière sont des diodes électroluminescentes de 30 modèles différents ; - une seule des deux sources de lumière comprend un réflecteur ; - les deux sources de lumière comprennent des réflecteurs de formes différentes ; - il est prévu au moins une troisième source de lumière qui est adaptée à 3 émettre un faisceau lumineux vers le conducteur et qui présente un champ d'émission de lumière de forme différente de ceux des deux sources de lumière. L'invention concerne également un dispositif de surveillance de conducteur de véhicule automobile, qui comprend : 5 - un module d'illumination tel que précité, - un module d'acquisition d'image adapté à acquérir une image d'une partie au moins du conducteur, et - un module d'analyse conçu pour générer, par traitement de ladite image, un signal représentatif d'un niveau d'aptitude du conducteur à la conduite 10 du véhicule automobile. 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 consiste l'invention et comment elle peut être réalisée. 15 Sur les dessins annexés : - la figure 1 est une vue schématique de dessus d'un véhicule automobile équipé d'un dispositif de surveillance comprenant un module d'illumination conforme à l'invention ; - la figure 2 est un graphique illustrant les zones d'éclairage des sources 20 de lumière du module d'illumination de la figure 1 ; - la figure 3 est un graphique illustrant les zones d'éclairage des sources de lumière d'une variante de réalisation du module d'illumination ; - la figure 4 est un graphique illustrant les zones d'éclairage des sources de lumière d'une autre variante de réalisation du module d'illumination ; 25 - la figure 5 est une vue de détail de la zone V de la figure 4 ; et - la figure 6 est une vue schématique en perspective du module d'illumination de la figure 1. Sur la figure 1, on a représenté un véhicule automobile 10. Il s'agit ici d'une voiture mais il pourrait s'agir d'un tout autre type de véhicule (camion, moto, 30 navire, avion...). Ca véhicule automobile 10 est équipé d'un dispositif de surveillance 20 du conducteur 30. Ce dispositif de surveillance 20 est ici situé dans l'habitacle du véhicule, par exemple dans une région voisine d'une partie supérieure ou inférieure du 4 pare-brise du véhicule, de façon à avoir une vue du visage du conducteur 30. Il comprend un module d'illumination 21, un module d'acquisition d'image 22 et un calculateur 23 (également appelé « module d'analyse »). Tel que représenté sur la figure 1, on considérera ici que ces trois 5 éléments sont réunis au sein d'un même boîtier dédié ; en variante, le calculateur pourrait être situé à distance des deux autres modules, auquel cas il serait adapté à échanger des données avec ces deux autres modules, par exemple via un réseau embarqué. Selon une autre variante, le module d'illumination et le module d'acquisition d'image pourraient être positionnés à des endroits différents. 10 Le module d'illumination 21, qui fait plus précisément l'objet de la présente invention, sera décrit plus en détail dans la suite de cet exposé. Le module d'acquisition d'image 22 est conçu pour capturer des images de l'environnement lui faisant face. Il comporte à cet effet ici au moins une caméra orientée en direction de 15 la tête du conducteur 30 du véhicule automobile 10, afin que l'image acquise par le module d'acquisition d'image 22 inclue notamment le visage du conducteur. En l'espèce, cette caméra est une caméra infrarouge qui acquiert un flux d'images sur lesquelles apparaissent l'ensemble de la tête, une partie du tronc et les bras du conducteur (lorsque ce dernier adopte une posture classique de conduite). 20 Ce module d'acquisition d'image 22 est sensible à une plage de fréquences du rayonnement (ici dans l'infrarouge) qui recouvre au moins en partie l'étendue fréquentielle du rayonnement (également infrarouge) émis par le module d'illumination 21. Le calculateur 23 comporte un processeur, une mémoire et différentes 25 interfaces d'entrée et de sortie. Grâce à ses interfaces d'entrée, le calculateur est adapté à recevoir chaque image acquise par le module d'acquisition d'image 22. Grâce à ses interfaces de sortie, le calculateur est adapté à commander l'allumage et l'extinction du module d'illumination 21 et à transmettre à l'unité 30 centrale du véhicule automobile 10 un signal représentatif d'un niveau d'aptitude du conducteur 30 à la conduite du véhicule automobile 10. Enfin, grâce à sa mémoire, le calculateur mémorise une application informatique, constituée de programmes d'ordinateur comprenant des instructions dont l'exécution par le processeur permet de traiter les images acquises afin 5 d'élaborer le signal précité. En pratique, le calculateur 23, lorsqu'il reçoit le flux d'images acquises par le module d'acquisition d'image 22, procède à l'analyse de ces images afin d'identifier des données telles que la posture du visage du conducteur (position, 5 inclinaison, état ouvert ou fermé des paupières...) et la direction de son regard. Il procède ensuite au calcul du niveau d'aptitude à la conduite du conducteur 30 en fonction de ces données. Ce niveau d'aptitude peut par exemple s'exprimer sous la forme d'un niveau de distraction du conducteur et/ou un d'un niveau de somnolence du conducteur. 10 On notera ici que d'autres données peuvent être identifiées sur les images afin d'affiner le calcul du niveau d'aptitude à la conduite du conducteur 30, telles que par exemple la position du tronc et/ou des bras du conducteur. Le module d'illumination 21 est pour sa part conçu pour éclairer le conducteur 30 de façon à optimiser la qualité des images acquises par le module 15 d'acquisition d'image 22. Comme le montre la figure 6, le module d'illumination 21 comporte à cet effet au moins deux sources élémentaires de lumière 211, 212. Par « source élémentaire de lumière », on entend un élément qui est adapté à générer un flux de lumière indépendamment des autres sources de 20 lumière mais dont les composants ne sont pas adaptés à générer plusieurs flux de lumière indépendamment les uns des autres. Comme le montre en vue de dessus la figure 2, afin de choisir les zones de l'habitacle du véhicule automobile 10 à éclairer, on peut modéliser par des rectangles : 25 - une première zone Z31 dans laquelle la tête du conducteur 30 évolue généralement, et - une seconde zone Z32 dans laquelle les yeux du conducteur 30 évoluent généralement. Le module d'illumination 21 est alors placé dans l'habitacle de façon à ce 30 que la direction moyenne d'éclairage de ses deux sources élémentaires de lumière 211, 212 passent respectivement, en vue de dessus, par les centres des première et seconde zones Z31, Z32. Tel que représenté sur la figure 6, le module d'illumination 21 se présente plus précisément ici sous la forme d'un circuit intégré comprenant une 6 plaque-support 210 et deux diodes électroluminescentes 211, 212 situées sur l'une des faces de la plaque-support 210. En variante, on notera que d'autres types de sources de lumière pourraient être employés. Selon l'invention, les champs d'émission de lumière des deux sources 5 élémentaires de lumière 211, 212 présentent des formes différentes. Une première de ces sources élémentaires de lumière 211 présente ainsi un champ large permettant d'éclairer l'ensemble du visage du conducteur (voir aussi une partie de son tronc et de ses bras) quelle que soit la position de la tête du conducteur 30 dans la première zone Z31, tandis que la seconde source 10 élémentaire de lumière 212 présente un champ d'émission plus restreint, qui permet toutefois d'éclairer les deux yeux du conducteur 30 quelles que soient leurs positions dans la seconde zone Z32. De cette façon, les yeux du conducteur sont toujours éclairés davantage que d'autres parties du visage du conducteur. Les images acquises sont ainsi plus 15 nettes et précises au niveau des yeux du conducteur, ce qui permet de déterminer plus efficacement la direction du regard du conducteur et l'état ouvert ou fermé de ses paupières. En pratique, comme le montre la figure 2, chaque source de lumière 211, 212 émet de la lumière dans un cône d'éclairage C211, C212 de forme de 20 révolution. Si les sommets de ces cônes sont situés à proximité l'un de l'autre et si les axes de révolution de ces cônes sont sensiblement parallèles, les angles aux sommets de ces cônes sont en revanche bien différents. Ici, l'angle au sommet du cône d'éclairage C211 associé à la première 25 source de lumière 211 est tel que ce cône passe par deux coins du rectangle définissant la première zone Z31 (les deux coins les plus proches du module d'illumination 21). Cet angle peut par exemple être de l'ordre de 60 degrés. Il assure un éclairage minimum de l'ensemble du visage du conducteur. L'angle au sommet du cône d'éclairage C212 associé à la seconde 30 source de lumière 212 est quant à lui tel que ce cône passe par deux coins du rectangle définissant la seconde zone Z33 (les deux coins les plus proches du module d'illumination 21). Cet angle peut par exemple être de l'ordre de 20 degrés. Il assure un éclairage maximum des yeux du conducteur. En pratique, pour satisfaire ces besoins d'éclairage différents des zones 7 du visage du conducteur 30, on peut employer des diodes électroluminescentes de modèles différents. On peut ainsi employer une première diode électroluminescente conçue pour émettre la lumière dans un cône d'éclairage de 60 degrés et une seconde diode électroluminescente conçue pour émettre la 5 lumière dans un cône d'éclairage de 20 degrés. En variante, comme le montrent les figures 4 et 5, on peut utiliser des diodes électroluminescentes de modèles identiques pour les deux sources élémentaires de lumière 211, 212, et équiper une seule de ces deux diodes d'un réflecteur 212B. 10 Dans cette variante, comme le montre bien la figure 5, la première source de lumière 211 est constituée par une simple diode électroluminescente tandis que la seconde source de lumière 212 comporte une diode électroluminescente 212A et un réflecteur 212B qui permet de réfléchir une partie périphérique seulement du flux lumineux émis par la diode électroluminescente 15 212A vers l'axe de révolution de ce flux lumineux. Selon une autre variante non représentée de l'invention, on aurait pu prévoir que les première et seconde sources de lumière comprennent chacun une diode électroluminescente et un réflecteur, les modèles des diodes étant les mêmes mais les formes des réflecteurs étant différentes. 20 Ici, les première et seconde sources élémentaires de lumière 211, 212, lorsqu'elles sont pilotées à l'état allumé, sont alimentées en courant électrique à une même intensité et à une même tension correspondant à l'intensité nominale et à la tension nominale pour lesquelles elles ont été conçues. Ainsi, les intensités lumineuses émises par les deux sources élémentaires de lumière 211, 212 sont 25 identiques. Toutefois, en variante, on pourrait utiliser des tensions et/ou intensités différentes, de façon à ce que les intensités lumineuses émises par les deux sources élémentaires de lumière diffèrent. Bien entendu, l'invention ne se limitera pas au seul cas où le module 30 d'illumination comporte deux sources élémentaires de lumière. A titre d'exemple, on pourrait prévoir qu'il comporte un plus grand nombre de sources élémentaires de lumière, par exemple quatre ou six, réparties en matrice sur la plaque-support du circuit imprimé, une première partie de ces sources élémentaires de lumière étant toutes identiques et l'autre partie de ces 8 sources élémentaires de lumière étant toutes identiques mais différentes des premières sources. On pourrait aussi prévoir que le module d'illumination comporte trois types ou plus de sources de lumière. Ainsi, dans l'exemple illustré sur la figure 3, 5 le module d'illumination comporte une troisième source de lumière 213 qui est adaptée à émettre un faisceau lumineux vers le conducteur avec un champ d'émission C213 de forme différente de celles des champs d'émission des première et seconde sources de lumière 211, REVENDICATIONS1. Module d'illumination (21) pour dispositif de surveillance (20) de conducteur (30) de véhicule automobile (10), comprenant au moins deux sources de lumière (211, 212) adaptées à émettre deux faisceaux lumineux vers le conducteur (30), caractérisé en ce que les deux sources de lumière (211, 212) présentent des champs d'émission de lumière de formes différentes. 2. Module d'illumination (21) selon la revendication précédente, dans lequel les champs d'émission des deux sources de lumière (211, 212) présentent des formes de cônes d'angles aux sommets différents. 3. Module d'illumination (21) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les deux sources de lumière (211, 212) présentent des puissances d'émission des faisceaux lumineux différentes. 4. Module d'illumination (21) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les deux sources de lumière (211, 212) comprennent chacune une seule diode électroluminescente. 5. Module d'illumination (21) selon la revendication précédente, dans lequel les deux sources de lumière (211, 212) sont des diodes électroluminescentes de modèles différents. 6. Module d'illumination (21) selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel une seule des deux sources de lumière (211, 212) comprend un réflecteur (212B). 7. Module d'illumination selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel les deux sources de lumière comprennent des réflecteurs de formes différentes. 8. Module d'illumination (21) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel il est prévu au moins une troisième source de lumière (213) qui est adaptée à émettre un faisceau lumineux vers le conducteur et qui présente un champ d'émission de lumière de forme différente de ceux des deux autres sources de lumière (211, 212). 9. Dispositif de surveillance (20) de conducteur (30) de véhicule automobile (10), caractérisé en ce qu'il comprend : - un module d'illumination (21) conforme à l'une des revendications précédentes, 10 - un module d'acquisition d'image (22) adapté à acquérir une image d'une partie au moins du conducteur (30), et - un module d'analyse (23) conçu pour générer, par traitement de ladite image, un signal représentatif d'un niveau d'aptitude du conducteur (30) à la 5 conduite du véhicule automobile (10).