Brevet FR3096786A1 — publié le 20201204

Description Titre de l'invention : Procédé et dispositif de configuration d'un radar routier Domaine technique [0001] La présente invention concerne un procédé et un système de configuration d'un radar routier. Technique antérieure [0002] Aujourd'hui, l'installation d'un radar routier à un emplacement fixe nécessite, si l'on désire obtenir une mesure précise de la vitesse, des réglages tels que par exemple, la distance par rapport à une ligne virtuelle dite ligne d'infraction et l'angle d'orientation du radar par rapport à la chaussée. [0003] Les réglages des radars routiers nécessitent une intervention humaine sur la chaussée qui peut être dangereuse pour l'installateur ou peut nécessiter une interruption de la circulation sur la chaussée. [0004] De nouveaux types de radars routiers multifonctions apparaissent. Ce sont des radars routiers capables de contrôler automatiquement la vitesse de circulation, mais aussi d'autres infractions simultanément comme le non-respect des feux rouges, le non-respect des distances de sécurité, la détection des dépassements dangereux, le franchissement de ligne continue, etc. Ces radars routiers permettent de contrôler un grand nombre de véhicules simultanément sur plusieurs voies de circulation dans les deux sens et de déterminer le type du véhicule. [0005] Les réglages des radars de nouveau type deviennent encore plus complexes et plus précis que les radars routiers d'ancienne génération. Exposé de l'invention [0006] Un objet de la présente invention est de proposer un procédé et un dispositif de confi- guration d'un radar routier aux abords d'une chaussée qui permette de garantir une grande précision des mesures effectuées par le radar routier et qui ne nécessite pas une intervention humaine sur la chaussée. [0007] A cet effet, il est proposé un procédé de configuration d'un radar routier aux abords d'une chaussée, le radar routier comportant un dispositif de capture d'images et au moins un capteur de position dirigés vers une ligne d'infraction virtuelle, caractérisé en cc que le procédé comporte les étapes effectuées par un dispositif de configuration du radar routier de : [0008] - réception d'un tachéomètre de coordonnées de deux points situés à proximité d'une ligne de référence représentative d'une tangente à la trajectoire de véhicules sur la chaussée, 2 [0009] - réception du tachéomètre des coordonnées du dispositif de capture d'images, [0010] - réception du tachéomètre des coordonnées d'un point à l'intersection de la ligne d'infraction virtuelle et de la ligne de référence, [0011] - réception du tachéomètre des coordonnées de deux points, un point étant sur la ligne de référence après l'intersection des deux lignes et l'autre point étant sur la ligne de référence entre l'intersection des deux lignes et le radar routier, [0012] - réception du tachéomètre des coordonnées d'un point à proximité de la ligne d'infraction et du côté de la chaussée opposé au côté de chaussée sur lequel se trouve la ligne de référence, [0013] - visualisation de la scène capturée par le dispositif de capture d'images, [0014] - détection de la sélection de trois points sur la scène visualisée, [0015] - réception du tachéomètre des coordonnées correspondant aux trois points sé- lectionnés sur la scène visualisée, [0016] - détection de la sélection parmi les trois points sélectionnés d'un point dit point de visée du radar routier, [0017] - calcul d'un changement de repère pour projeter les coordonnées correspondant aux trois points sélectionnés sur la scène visualisée dans la scène capturée par le dispositif de capture d'images. [0018] L'invention concerne aussi un dispositif de configuration d'un radar routier aux abords d'une chaussée, le radar routier comportant un dispositif de capture d'images et au moins un capteur de position dirigés vers une ligne d'infraction virtuelle, caractérisé en ce que le dispositif de configuration du radar routier comporte : [0019] - des moyens de réception d'un tachéomètre de coordonnées de deux points situés à proximité d'une ligne de référence représentative d'une tangente à la trajectoire de véhicules sur la chaussée, [0020] - des moyens de réception du tachéomètre des coordonnées du dispositif de capture d'images, [0021] - des moyens de réception du tachéomètre des coordonnées d'un point à l'intersection de la ligne d'infraction virtuelle et de la ligne de référence, [0022] - des moyens de réception du tachéomètre des coordonnées de deux points, un point étant sur la ligne de référence après l'intersection des deux lignes et l'autre point étant sur la ligne de référence entre l'intersection des deux lignes et le radar routier, [0023] - des moyens de réception du tachéomètre des coordonnées d'un point à proximité de la ligne d'infraction et du côté de la chaussée opposé au côté de chaussée sur lequel se trouve la ligne de référence, [0024] - des moyens de visualisation de la scène capturée par le dispositif de capture d'images, [0025] - des moyens de détection de la sélection de trois points sur la scène visualisée, 3 [0026] - des moyens de réception du tachéomètre des coordonnées correspondant aux trois points sélectionnés sur la scène visualisée, [0027] - des moyens de détection de la sélection parmi les trois points sélectionnés d'un point dit point de visée du radar routier, [0028] - des moyens de calcul d'un changement de repère pour projeter les coordonnées cor- respondant aux trois points sélectionnés sur la scène visualisée dans la scène capturée par le dispositif de capture d'images. [0029] Ainsi, la présente invention garantit une grande précision de l'alignement du dispositif de capture d'image et ne nécessite pas une intervention humaine sur la chaussée. [0030] Selon un mode particulier, le changement de repère est composé d'une translation et d'une rotation et la rotation est déterminée à partir d'un algorithme d'optimisation numérique pour obtenir des angles d'Euler. [0031] Ainsi, la présente invention garantit une grande précision de l'alignement du dispositif de capture d'image et ne nécessite pas une intervention humaine sur la chaussée [0032] Selon un mode particulier, l'algorithme d'optimisation numérique change une valeur d'un des trois angles d'Euler et garde les deux autres constants par pas de 0,05 degrés. [0033] Ainsi, la présente invention garantit une grande précision de l'alignement du dispositif de capture d'image et ne nécessite pas une intervention humaine sur la chaussée. [0034] Selon un mode particulier, le point sur la ligne de référence après l'intersection des deux lignes et l'autre point sur la ligne de référence entre l'intersection des deux lignes et le radar routier sont équidistants. [0035] Selon un mode particulier, le point à l'intersection des deux lignes et déterminé de telle manière que la distance soit égale à la racine carrée de la somme de la coordonnée abscisse du radar et de la distance entre le radar et la ligne d'infraction. [0036] Selon un mode particulier, la distance entre le radar et la ligne d'infraction est égale à comprise entre 19 et 50 mètres. [0037] Ainsi, la présente invention garantit une grande précision de l'alignement du dispositif de capture d'image et ne nécessite pas une intervention humaine sur la chaussée [0038] Selon un mode particulier, le procédé comporte en outre une étape de réglage de l'orientation du dispositif de capture d'image du raclai- routier à l'aide d'un réticule de manière à ce que le point de visée de la caméra coïncide avec le réticule. [0039] Ainsi, la présente invention garantit une grande précision de l'alignement du dispositif de capture d'image et ne nécessite pas une intervention humaine sur la chaussée. 100401 Selon un mode particulier, le radar routier est apte à mesurer des vitesses ins- tantanées de véhicules sur la chaussée, à détecter le franchissement d'un stop, d'un passage à niveau, d'un feu de signalisation. Brève description des dessins [0041] Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, appa- raîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels : [0042] [fig.1] représente une vue schématique d'un système de configuration d'un radar routier dans lequel la présente invention est implémentée ; [0043] [fig.2] représente un exemple d'architecture d'un dispositif de configuration d'un radar routicr selon la préscntc invcntion ; [0044] [fig.3j représente un exemple d'algorithme de configuration d'un radar routicr selon la présente invcntion ; [0045] [fig.4j représente une vue schématique des différents points mesurés selon la préscntc invention. [0046] EXPOSE DETAILLE DE MODES DE REALISATION [0047] La Fig. 1 représente unc vue schématique d'un système de configuration d'un radar routicr dans lequel la préscntc invcntion est implémentée. [0048] Lc système de configuration comporte un dispositif dc configuration 100, un radar routicr Rd et un tachéomètre Ta disposés à proximité d'une chaussée Ro. [0049] Une ligne virtuelle d'infraction Li est représentée en Fig. 1. La ligne d'infraction virtuelle matérialise ente autres la ligne sur laquelle un dispositif de capture d'images du radar routicr Rd capture unc image. Par exemple, la ligne virtuelle d'infraction est à unc distance comprise entre 19 et 50 mètres du radar routicr. [0050] Lc radar routicr Rd est capable non seulement de contrôler automatiquement la vitesse de circulation, mais aussi d'autres infractions simultanément comme le non-respect des feux rouges, le non-respect des distances dc sécurité, la détection des dépassements dangereux, le franchissement dc ligne continue, la surveillance d'un changement dc direction d'un véhicule ; etc. [0051] Lc radar routicr Rd comporte un dispositif de capture d'images et au moins un capteur de position. Le capteur de position est par exemple un radar lidar tridimensionnel, un laser, un radar doppler, un radar multidimensionnel, apte à déterminer la position d'un véhicule en mouvement. [0052] Le radar routier Rd permet de contrôler un grand nombre de véhicules simultanément sur plusieurs voies de circulation notées V1, V2, V3 et V4, dans les deux sens de circulation. [0053] Le tachéomètre Ta permet de déterminer les coordonnées de points et la distance le séparant des points pour configurer le radar routier Rd. [0054] Le radar routier Rd est placé le long de la chaussée dans l'exemple de la Fig. 1 par exemple sur l'accotement de la chaussée ou sur le terre-plein central de la chaussée. [0055] Le dispositif de configuration 100 est relié par des liens de communication non re- présentés en Fig. 1 au radar Rd et au tachéomètre Ta. [0056] La Fig. 2 représente un exemple d'architecture d'un dispositif de configuration d'un radar routier selon la présente invention. [0057] Le dispositif de configuration 100 comprend : [0058] - un processeur, micro-processeur, ou microcontrôleur 200 ; [0059] - une mémoire volatile 203 ; [0060] - une mémoire non volatile 202 ; [0061] - éventuellement, un lecteur 204 de medium de stockage, tel qu'un lecteur de carte SD (Secure Digital Card en anglais ou Carte Numérique Sécurisée en français) ou un disque dur pour mémoriser les données de configuration du radar routier Rd ; [0062] - une interface réseau 205 permettant de communiquer avec le radar Rd et le ta- chéomètre Ta ; [0063] - une interface homme machine IHM 206, constituée d'un écran et de moyens de capture d'une position sélectionnée sur l'écran ; [0064] - un bus de communication 201 reliant le processeur 200 à la mémoire ROM 403, à la mémoire RAM 203, au lecteur de médium de stockage 204, à l'interface homme machine 206 et à l'interface réseau 205. [0065] Le processeur 200 est capable d'exécuter des instructions chargées dans la mémoire volatile 203 à partir de la mémoire non volatile 202, d'une mémoire externe (non représentée), d'un support de stockage, tel qu'une carte SD ou autre, ou d'un réseau de communication. Lorsque le dispositif de configuration 100 est mis sous tension, le processeur 200 est capable de lire de la mémoire volatile 403 des instructions et de les exécuter. Ces instructions forment un programme d'ordinateur qui cause la mise en oeuvre, par le processeur 200, de tout ou partie du procédé décrit en relation avec la Fig. 3. [0066] Tout ou partie du procédé décrit en relation avec la Fig. 3 peut être implémenté sous forme logicielle par exécution d'un ensemble d'instructions par une machine programmable, telle qu'un DSP (Digital Signal Processor en anglais ou Unité de Traitement de Signal Numérique en français) ou un microcontrôleur ou être implémenté sous forme matérielle par une machine ou un composant dédié, tel qu'un FPGA (Field-Programmable Gate Array en anglais ou Matrice de Portes Programmable sur le Terrain en français) ou un ASIC (Application-Specific hitegrated Circuit en anglais ou Circuit Intégré Spécifique à une Application en français). [0067] La Fig. 3 représente un exemple d'algorithme de configuration d'un raclai- routier 6 selon la présente invention. [0068] A l'étape E300, une ligne de référence est choisie le long de la chaussée. La ligne de référence est la tangente à la trajectoire de véhicules sur la chaussée. [0069] A l'étape suivante E301, le tachéomètre est activé, deux points sont choisis pour dé- terminer le repère terrestre du tachéomètre Ta appelé par la suite repère station, les coordonnées des deux points sont déterminées par le tachéomètre Ta et transférées au dispositif de configuration 100. Les deux points sont par exemple choisis à proximité de la ligne de référence et au voisinage de la ligne d'infraction. [0070] A l'étape suivante E302, la configuration du radar routier Rd est choisie par l'installateur par l'intermédiaire de l'interface homme machine 205 du dispositif de configuration 100. Par exemple et de manière non limitative, le radar routier Rd peut être configuré pour mesurer des vitesses instantanées de véhicules sur la chaussée Ro, pour détecter le franchissement d'un stop, d'un passage à niveau, d'un feu de signalisation. Le radar routier Rd peut être installé sur l'accotement de la chaussée Ro, sur le terre-plein central de la chaussée. L'installateur indique à cette même étape le nombre de voies que comporte la chaussée Ro. [0071] A l'étape suivante E303, il est procédé à une mesure par le tachéomètre Ta des co- ordonnées APN du dispositif de capture d'image du radar Rd. Les coordonnées APN du dispositif de capture d'image du radar Rd sont transférées au dispositif de configuration 100 [0072] A l'étape suivante E304, les coordonnées d'un point noté O sont déterminées et transférées au dispositif de configuration 100 par le tachéomètre Ta. Le point O est à l'intersection de la ligne d'infraction et la ligne de référence. Lorsque le radar routier Rd est configuré pour contrôler un franchement de feux de signalisation, un stop, la position du point O est connue. [0073] Lorsque le radar routier Rd est configuré pour contrôler une vitesse, la position exacte du point O n'est pas connue. Dans ce cas il est d'abord recherché de manière itérative avec le tachéomètre Ta de façon à ce que point 0 appartienne à la ligne de référence et que sa distance soit égale à la racine carrée de la somme de l'abscisse du point APN considéré dans le repère station et de la distance entre le radar Rd et la ligne d'infraction escomptée qui est par exemple égale à 28 mètres. Une fois la position du point O déterminée, ses coordonnées sont déterminées. [0074] A l'étape suivante E305, les coordonnées de deux points A et B sont déterminées par le tachéomètre Ta et transférées au dispositif de configuration 100. Le point A est choisi sur la ligne de référence entre le tachéomètre et la ligne d'infraction virtuelle du radar routier Rd et le second point B est déterminé après la ligne d'infraction virtuelle du radar routier Rd de façon à ce qu'il soit sur la ligne de référence et que la distance entre O et B soit égale à la distance entre O et A. 7 [0075] A l'étape suivante E306, un point C est sélectionné. Le point C est choisi à proximité de la ligne d'infraction et se trouve sur la chaussée sur le côté opposé au côté sur lequel sont les points A et B. Les coordonnées du point C sont déterminées par le tachéomètre Ta et transférées au dispositif de configuration 100. [0076] Les coordonnées des points O, A, B et C permettent de calculer un repère or- thonormé direct définissant le repère route. O est l'origine de cc repère, le vecteur AB définit l'axe des abscisses, le point C permet de définir le plan (Oxy). [0077] Connaissant le repère station et le repère route, il est alors possible de connaître la fonction de transfert entre le repère station et le repère route. [0078] A l'étape suivante E307, la scène prise par la caméra du radar routier Rd est vi- sualisée sur l'interface homme machine 206 du dispositif dc configuration 100. [0079] A l'étape suivante E308, l'installateur sélectionne trois points notés Pl, P2 et P3 dans l'image de la scène, par exemple à l'aide d'une souris. [0080] Les points Pl et P2 sont des points de la scène situés sur un côté de la chaussée Ro et le point P3 est un point dc la scène situé sur l'autre côté de la chaussée Ro. [0081] Les points Pl, P2 et P3 sont à proximité de la ligne d'infraction virtuelle. [0082] Les coordonnées des points Pl, P2 et P3 définissent un repère appelé par la suite repère caméra. [0083] A l'étape suivante E309, le tachéomètre Ta détermine et transfère au dispositif de configuration 100 les coordonnées des points Pl , P2 et P3. [0084] A l'étape suivante E310, le dispositif de configuration 100 détecte la sélection par l'utilisateur d'un point parmi les points PI, P2 et P3 comme point de visée. [0085] Il est à remarquer ici que lorsque la chaussée comporte plusieurs voies, il est défini un point sur chacune des lignes séparant les voies et les coordonnées sont mesurées à l'aide du tachéomètre Ta. [0086] L'orientation du dispositif de capture d'image du radar routier Rd est effectuée à l'aide d'un réticule de manière à ce que le point de visée de la caméra coïncide avec le réticule. [0087] La position du réticule est calculée par le dispositif de configuration 100 de manière à ce que l'axe de visée du radar Rd soit orienté par exemple à 18,5 degrés par rapport à l'axe de la route. [0088] A l'étape suivante E311, le dispositif de configuration 100 effectue un calcul de changement de base. [0089] Le changement de base défini par le repère route défini à partir des points A, B et C vers la base définissant le repère du dispositif de capture d'image du radar Rd est obtenu en utilisant les angles d'Euler. La recherche des trois angles d'Euler se fait par un algorithme d'optimisation numérique. L'algorithme recherche la combinaison d'angles qui permet de minimiser la somme quadratique des normes de trois vecteurs 8 calculés à partir dcs points Pl, P2, P3 sélectionnés dans r image, dcs points Pl, P2 et P3 mesurés avec le tachéomètre puis transférés dans le repère route puis dans le repère caméra. [0090] Ainsi, en mesurant les coordonnées du point APN, il est possible de déterminer un paramètre de translation entre le radar Rd et le tachéomètre et de déterminer la translation permettant de passer du repère route au repère caméra. [0091] L'algorithme d'optimisation numérique en changeant un des trois angles d'Euler que sont la précession, la nutation et la rotation propre et en gardant les deux autres constants, effectue une recherche par pas de 0,05 degrés des valeurs numériques de ces angles d'Euler afin que les points Pl, P2 et P3 mesurés par le tachéomètre et transférés dans l'image capturée par le dispositif de capture d'image du radar Rd viennent se superposer quasiment aux points Pl, P2, P3 sélectionnés à l'étape E310. [0092] En relevant les points O, A, B, C, APN, Pl, P2, P3 avec le tachéomètre Ta et en sé- lectionnant trois points dans l'image (PI, P2, P3), la présente invention garantit une excellente maîtrise du modèle mathématique 3D avec une exactitude de l'ordre de lmm pour la translation et de 0,05° pour les rotations. [0093] La Fig. 4 représente une vue schématique des différents points mesurés selon la présente invention. [0094] Dans la Fig. 4, les points O, A, B, C, Pl P2, P3 et APN sont représentés. 9 [Revendication 1] [Revendication 2] [Revendication 3] REVENDICATIONSProcédé de configuration d'un radar routier aux abords d'une chaussée (Ro), le radar routier comportant un dispositif de capture d'images et au moins un capteur de position dirigés vers une ligne d'infraction virtuelle, caractérisé en ce que le procédé comporte les étapes effectuées par un dispositif de configuration du radar routier de : - réception (E101) d'un tachéomètre de coordonnées de deux points situés à proximité d'une ligne de référence représentative d'une tangente à la trajectoire de véhicules sur la chaussée, - réception (E303) du tachéomètre des coordonnées du dispositif de capture d'images, - réception (E304) du tachéomètre des coordonnées d'un point à l'intersection de la ligne d'infraction virtuelle et de la ligne de référence, - réception (E305) du tachéomètre des coordonnées de deux points, un point étant sur la ligne de référence après l'intersection des deux lignes et l'autre point étant sur la ligne de référence entre l'intersection des deux lignes et le radar routier, - réception (E306) du tachéomètre des coordonnées d'un point à proximité de la ligne d'infraction et du côté de la chaussée opposé au côté de chaussée sur lequel se trouve la ligne de référence, - visualisation (E307) de la scène capturée par le dispositif de capture d'images, - détection (E308) de la sélection de trois points sur la scène visualisée, - réception (E309) du tachéomètre des coordonnées correspondant aux trois points sélectionnés sur la scène visualisée, - détection de la sélection parmi les trois points sélectionnés d'un point dit point de visée du radar routier, - calcul (E311) d'un changement de repère pour projeter les coordonnées correspondant aux trois points sélectionnés sur la scène visualisée dans la scène capturée par le dispositif de capture d'images. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le changement de repère est. composé d'une translation et d'une rotation et en ce que la rotation est déterminée à partir d'un algorithme d'optimisation numérique pour obtenir des angles d'Euler. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'algorithme d'optimisation numérique change une valeur d'un des trois angles d'Euler en gardant les deux autres constants par pas de 0,05 degrés. 10 [Revendication 4] [Revendication 5] [Revendication 6] [Revendication 7] [Revendication 8] [Revendication 9] Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le point sur la ligne de référence après l'intersection des deux lignes et l'autre point sur la ligne de référence entre l'intersection des deux lignes et le radar routier sont équidistants. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le point à l'intersection des deux lignes est déterminé de telle manière que la distance soit égale à la racine carrée de la somme de la coordonnée abscisse du radar et de la distance entre le radar et la ligne d'infraction. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la distance entre le radar et la ligne d'infraction est comprise entre 19 et à 50 mètres. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le procédé comporte en outre une étape de réglage de l'orientation du dispositif de capture d'image du radar routier à l'aide d'un réticule de manière à ce que le point de visée de la caméra coïncide avec le réticule. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que radar routier est apte à mesurer des vitesses instantanées de véhicules sur la chaussée, à détecter le franchissement d'un stop, d'un passage à niveau, d'un feu de signalisation. Dispositif de configuration d'un radar routier aux abords d'une chaussée, le radar routier comportant un dispositif de capture d'images et au moins un capteur de position dirigés vers une ligne d'infraction virtuelle, caractérisé en ce que le dispositif de configuration du radar routier comporte : - des moyens de réception d'un tachéomètre de coordonnées de deux points situés à proximité d'une ligne de référence représentative d'une tangente à la trajectoire de véhicules sur la chaussée, - des moyens de réception du tachéomètre des coordonnées du dispositif de capture d'images, - des moyens de réception du tachéomètre des coordonnées d'un point à l'intersection de la ligne d'infraction virtuelle et de la ligne de référence, - des moyens de réception du tachéomètre des coordonnées de deux points, un point étant sur la ligne de référence après l'intersection des deux lignes et l'autre point étant sur la ligne de référence entre l'intersection des deux lignes et le radar routier, - des moyens de réception du tachéomètre des coordonnées d'un point à proximité de la ligne d'infraction et du côté de la chaussée opposé au 11 côté de chaussée sur lequel se trouve la ligne de référence, - des moyens de visualisation de la scène capturée par le dispositif de capture d'images, - des moyens de détection de la sélection de trois points sur la scène visualisée, - des moyens de réception du tachéomètre des coordonnées correspondant aux trois points sélectionnés sur la scène visualisée, - des moyens de détection de la sélection parmi les trois points sélectionnés d'un point dit point de visée du radar routier, - des moyens de calcul d'un changement de repère pour projeter les coordonnées correspondant aux trois points sélectionnés sur la scène visualisée dans la scène capturée par le dispositif de capture d'images.