Brevet FR3090169A1 — publié le 20200619

Description Titre de l'invention : Procédé d'affichage d'une image pour système d'aide à la conduite d'un véhicule automobile et système mettant en oeuvre ce procédé mol j L'invention se rapporte au domaine des systèmes d'aide à la conduite équipant les véhicules automobiles. L'invention concerne plus particulièrement un procédé et un système d'aide au stationnement pour véhicule automobile. [0002] On connait des véhicules automobiles comportant un système d'aide au sta- tionnement, comportant une ou plusieurs caméras permettant de restituer, sur un écran dans l'habitacle, une image de l'environnement du véhicule, permettant ainsi au conducteur de mieux percevoir la position de son véhicule par rapport à des obstacles éventuels lors de manoeuvres telles que le stationnement du véhicule. Généralement, un tel système offre au conducteur la possibilité de choisir parmi plusieurs types de vues : vue de dessus (couramment désignée par l'expression anglaise « bird view », signifiant vue d'oiseau), vue standard, vue panoramique, etc. [0003] Les caméras utilisées dans les systèmes d'aide au stationnement intègrent géné- ralement des optiques grand angle, afin de maximiser le champ de vision, qui est généralement d'au moins 1800. Les images générées par ces caméras sont par conséquent fortement distordues (en raison de l'effet dénommé « fish eye » ou « ku-rel »), et nécessitent généralement une correction avant affichage [0004] Selon le type de vue qui doit être restitué, le traitement géométrique appliquée à l'image brute peut différer. Par exemple, pour la vue standard, le but est de restituer une image fidèle, sans aberration géométrique, en appliquant pour cela une correction de distorsion pour lisser l'effet fish eye Cette con-ection se fait toutefois au détriment d'une perte de champ de vision. Inversement, pour une vue panoramique, le but est de maximiser le champ de vision de l'image affichée, et l'on minimise à cet effet la correction géométrique, au détriment des déformations géométriques. [0005] Les images brutes acquises par une caméra ont généralement une résolution élevée, cette résolution étant dans certains cas très supérieure à la résolution de la liaison permettant la transmission des images à un processeur graphique chargé de traiter les images brutes captées par les caméras. Par exemple, la caméra peut avoir une première résolution de type 1200x800, et la liaison de transmission peut être analogique et présenter une seconde résolution de type 720x480 (standard NTSC) ou 720x576 (standard PAL). Dans une telle situation, la caméra intègre des moyens pour modifier la résolution de chaque image brute pour permettre sa transmission par la liaison de transmission, ce qui induit une dégradation de la qualité des images brutes. Les cor- 2 rections géométriques mentionnées plus haut, qui sont effectuées par un processeur graphique situé en aval dc la liaison de transmission, peuvent générer dans les images traitées un flou qui est d'autant plus important que la résolution avec laquelle les images ont été transmises est basse. [0006] L'invention part de la constatation que pour améliorer la qualité finale des images, il serait intéressant d'effectuer les corrections d'image requises avant que la résolution ne soit dégradée lors de la transmission dc ces images de la caméra vers le processeur graphique. Toutefois, en fonction de la vue souhaitée, les corrections à appliquer impliquent des exigences différentes, voire opposées, et il n'est donc pas possible d'effectuer plusieurs corrections différentes au sein d'une même caméra. [0007] L'invention a pour but de pallier les inconvénients dc l'état de la technique. [0008] L'invention concerne à cet effet un procédé d'affichage pour système d'aide à la conduite dans un véhicule automobile, le procédé comportant les étapes consistant à : [0009] - acquérir, au moyen d'au moins une caméra, des images brutes, présentant une première résolution ; [0010] - effectuer, au moyen d'un processeur graphique intégré à la caméra, un premier traitement incluant une première correction réalisée sur une zone centrale de l'image, et une deuxième correction réalisée sur deux zones latérales de l'image situées de part et d'autre de la zone centrale ; [0011] - réduire la résolution de l'image ainsi traitée ; [0012] - transmettre l'image à un calculateur graphique par l'intermédiaire d'une liaison vidéo ; [0013] - effectuer un deuxième traitement de l'image au niveau du calculateur graphique afin de rendre l'image compatible avec un type de vue devant être affiché ; [0014] - afficher l'image sur un écran d'affichage [0015] Ainsi, en intégrant une étape de correction géométrique double directement au sein de la caméra, cette double correction étant conçue pour permettre de réaliser ultérieurement, au sein du calculateur graphique, la construction de plusieurs vues, l'invention permet d'augmenter la qualité des images affichées. En effet, la double correction consiste en une première correction sur une zone centrale de l'image qui permet la construction de la vue dite standard et en une seconde correction sur une zone périphérique de l'image (matérialisée par deux zones latérales), qui, en complément de la première correction permet la construction des vues de dessus et panoramique. [0016] Dans une réalisation, la première correction est une correction de type correction de distorsion. [0017] Dans une réalisation, la deuxième correction est une correction de type compression. [0018] Dans une réalisation, pour rendre l'image compatible avec l'affichage d'une vue de 3 type standard, le deuxième traitement de l'image inclut la suppression des zones latérales, pour ne conserver que la zone centrale. [0019] Dans une réalisation, l'angle de vision correspondant à la zone centrale est compris entre 120' et 150', de préférence entre 125' et 140', et par exemple égal à 130'. [0020] Dans une réalisation, l'angle de vision de l'image brute est supérieur ou égal à 170', de préférence supérieur ou égal à 180'. [0021] Dans une réalisation, le premier traitement inclut la mise en oeuvre d'une zone de transition aux limites entre la zone centrale et chacune des zones latérales. [0022] L'invention concerne également un produit programme d'ordinateur comprenant des instructions qui, lorsque le programme est exécuté par un ordinateur, conduisent celui-ci à mettre en oeuvre les étapes du procédé tel que défini ci-dessus. [0023] L'invention concerne également un système d'aide à la conduite pour véhicule au- tomobile, comportant une ou plusieurs caméras intégrant chacune un processeur graphique, le système comportant en outre un calculateur graphique et un écran d'affichage, l'ensemble de ces éléments étant agencé pour mettre en oeuvre le procédé défini ci-dessus. [0024] L'invention concerne également un véhicule automobile équipé d'un système d'aide à la conduite tel que défini ci-dessus et/ou mettant en oeuvre un procédé tel que défini plus haut. [0025] La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit, faite en référence aux dessins annexés, clans lesquels : [0026] [fig.la] La figure la illustre un système d'aide à la conduite mettant en oeuvre un procédé d'affichage connu ; [0027] [fig.lb] La figure lb représente la courbe de correction d'une lentille de caméra embarquée, donnant la position pixel en fonction de l'angle d'incidence de la lumière ; [0028] [fig.2a] La figure 2a illustre un système d'aide à la conduite conforme à l'invention ; [0029] [fig.2b] La figure 2b est un organigramme représentant les étapes d'un procédé d'affichage conforme à l'invention ; [0030] [fig.2c] La figure 2c est un exemple d'image captée par une caméra embarquée conformément à l'invention, avant correction ; [0031] [fig.2d] La figure 2d représente l'image de la figure 2c après correction ; [0032] [fig.2e] La figure 2e est une courbe montrant la double correction effectuée par un calculateur graphique intégré à la caméra, conformément à l'invention ; [0033] [fig.2f] La figure 2f est une courbe analogue à celle de la figure 2d, montrant un deuxième exemple de réalisation d'une correction conforme à l'invention ; [0034] [fig.3a] La figure 3a est un exemple de correction effectuée conformément à l'invention : [0035] [fig.3b] La figure 3b montre une image avant correction au sein de la caméra ; [0036] [fig.3c] La figure 3c montre l'image de la figure 3b, après correction du type illustré sur la figure 3a. [0037] La figure la représente schématiquement un système d'aide au stationnement 1 embarqué dans un véhicule. Sur la figure la, on a représenté une caméra 2, relié à un calculateur graphique 4 par l'intermédiaire d'une liaison vidéo 3. Le flux vidéo provenant de la caméra 2 est traité par le calculateur graphique 4 puis transmis à un écran d'affichage 5, permettant à l'utilisateur de visionner les images captées par la caméra 2. Le système d'aide au stationnement 1 comporte une interface permettant à l'utilisateur de choisir un type de vue parmi plusieurs possibles, cette interface pouvant être constituée par l'écran d'affichage 5 lorsque celui-ci est de type tactile. Dans cet exemple, trois types de vues sont sélectionnables par l'utilisateur, à savoir la vue standard, la vue panoramique, et la vue de dessus. [0038] À chaque type de vue correspond respectivement une correction Cl, C2, C3 géo- métrique effectuée par le calculateur graphique 4 à partir des images transmises par la caméra 2 par l'intermédiaire de la liaison vidéo 3. [0039] La construction de la vue standard a pour objectif de restituer sur l'écran une image fidèle qui permette au conducteur de bien appréhender les distances et les objets pour l'aider à se stationner. Dans ce but, une correction géométrique permet de contrebalancer les distorsions introduites par l'optique grand angle de la caméra (généralement d'environ 180°). Cette correction génère toutefois une perte du champ de vision. Elle permet de calculer une image corrigée offrant un champ de vision certes restreint (généralement compris entre 130° et 150°) mais suffisant pour l'aide au stationnement. La correction de distorsion à appliquer est généralement déduite de la caractéristique de la lentille grand angle utilisé dans la caméra. Le champ de vision offert à l'issu de ce traitement (soit environ 130°) est incompatible avec la vue panoramique ou la vue de dessus qui nécessite d'exploiter un champ large (soit environ 180°). Ainsi, pour la construction de la vue panoramique, une nouvelle correction géométrique est employée qui favorise une correction de distorsion minimaliste voire nulle pour maximiser le champ de vision rendu pour cette vue en acceptant certaines aberrations géométriques. [0040] La vue de dessus nécessite également une correction géométrique particulière, qui diffère des deux traitements précédents. Elle nécessite l'information contenue dans une image à champ large et offre une correction particulière à la construction de la vue. Dans un premier type de réalisation, le rendu est généralement à champ restreint (soit environ 130°) mais non nécessairement centré en fonction de la trajectoire de la voiture, nécessitant ainsi une image source la plus large possible (soit environ 180'). Dans une autre réalisation de ce type de vue, plusieurs vues sont combinées (provenant de plusieurs caméras) pour rendre une image à 360'. La vue large de chacune des caméras permet une zone de recouvrement entre celles-ci facilitant la construction de la zone frontière). [0041] La coexistence et l'implémentation des différentes corrections géométriques Cl, C2, C3 ne posent pas de problème au sein du calculateur graphique 4, qui est dédié aux calculs de ces vues. Les différentes corrections sont appliquées au sein du calculateur graphique à partir de l'image source grand angle reçue de la ou des caméra(s). Ces différentes corrections peuvent éventuellement être réalisées en parallèle, comme représenté sur la figure la. [0042] Or, intégrer ces différents proccss de correction au sein de la caméra n'est pas possible pour plusieurs raisons : les ressources de calcul propres à la caméra sont plus limitées que dans un calculateur graphique dédié et ne permettent pas d'embarquer plusieurs corrections ; la transmission d'une image unique sur la liaison vidéo 3 ne permet pas d'offrir deux traitements parallélisés et impose de fait un traitement unique. [0043] L'invention objet de la présente invention, décrite ci-après en relation avec les figures 2a à 3c, permet d'effectuer une grande partie des corrections sur une image unique, permettant ainsi de réaliser la plus grande partie des corrections requises sur une image en haute résolution, directement au sein de la caméra. [0044] La figure 2a représente un système d'aide à la conduite 10 pour véhicule automobile conforme à l'invention. Ce système d'aide à la conduite comprend une caméra 12 transmettant des images à un processeur graphique 16 par l'intermédiaire d'une liaison vidéo 14. Le flux vidéo provenant de la caméra 12 et traité par le processeur graphique 16 est transmis à un écran d'affichage 18, permettant à l'utilisateur de visionner les images captées par la caméra 12. Le système d'aide au stationnement 10 comporte une interface permettant à l'utilisateur de choisir un type de vue parmi plusieurs possibles, cette interface pouvant être constituée par l'écran d'affichage 18 lorsque celui-ci est de type tactile. Dans l'exemple des figures, trois types de vues sont sélectionnables par 6 l'utilisateur, à savoir la vue standard, la vue panoramique, et la vue de dessus. [0045] La caméra 12 intègre un processeur graphique 120 configure pour effectuer une double correction sur chaque image captée par la caméra 12. [0046] Comme illustré sur les figures 2e et 2d, chaque image captée par la caméra 12 est traitée par le processeur graphique 120 intégré à la caméra 12 pour effectuer la double correction conforme à l'invention. Ce traitement consiste à découper chaque image en trois zones distinctes : une zone centrale C (de forme circulaire avant correction) et deux zones latérales L, correspondant à une zone située à la périphérie de la zone centrale et donc situées de part et d'autre de la zone centrale C. Conformément à l'invention, une première correction C'l sera effectuée par le processeur graphique 120 intégré à la caméra 12 sur la zone centrale, tandis qu'en parallèle, les deux zones latérales L feront l'objet d'une deuxième correction C'2. [0047] La zone centrale C est destinée à constituer la vue standard sans nécessiter de retouche ou de correction géométrique au niveau du calculateur graphique 16. Ainsi, pour la vue standard, la qualité d'image est optimisée car la correction du premier type C'1, qui est une correction de distorsion, est réalisée au sein de la caméra, à une résolution supérieure à celle des images transmises par le lien vidéo 14. Si l'utilisateur sélectionne la vue standard, alors le calculateur graphique 16 réalise un traitement consistant uniquement à découper l'image transmise pour enlever les deux zones latérales L, afin de ne conserver que la zone centrale de chaque image. Cette simple opération n'est bien entendu pas susceptible d'affecter la qualité de l'image finale, qui sera affichée sur l'écran d'affichage 18. [0048] Les deux zones latérales L permettent de conserver sur chaque image transmise au calculateur graphique la totalité du champ de vision initial (soit dans l'exemple environ 180°), grâce à la deuxième correction C'2, qui est une correction de type compression. Cette deuxième correction a pour effet de compresser les zones de l'image concernées et, ainsi de conserver le champ de vision perdu de la première correction. À la différence de la zone centrale C, l'exploitation des données contenues dans l'ensemble formé par les deux zones latérales L pour des rendus de vues autres que la vue standard va nécessiter une correction Cs2 ou C*3 géométrique adaptée à la vue sélectionnée par l'utilisateur. Ainsi, contrairement à la vue standard, les corrections C*2, C''3 effectuées au niveau du calculateur graphique 16 seront effectuées dans une résolution inférieure à la résolution des images brutes. Toutefois, cela ne représente pas un inconvénient en termes de qualité perçue par l'utilisateur, car pour les types de vues autres que le vue standard, la qualité d'image finale est moins critique. L'invention permet donc d'offrir la possibilité de construire plusieurs vues simultanées en optimisant particulièrement la qualité d'image pour la vue standard. [0049] La construction de l'image composite telle que représentée à la figure 2d peut être 7 réalisée de plusieurs manières, notamment en fonction des capacités de calcul du processeur graphique intégré à la caméra. [0050] Dans une première réalisation, illustrée par la figure 2d, les deux corrections C'1, C'2 sont isotropiques, de centre confondu avec celui de l'image. La courbe de la figure 2e montre un exemple de réalisation offrant ces deux corrections distinctes sur une image issue du capteur photographique. On notera que la lentille de la caméra étant centrée sur le capteur photographique, on a représenté que la moitié de l'image, les valeurs en abscisses étant comprise entre 0° et 1000. Dans l'exemple, la limite entre la zone centrale et la zone latérale droite se situe à un angle de 65' (la limite entre la zone centrale et la zone latérale gauche se situant naturellement à un angle de -65'). [0051] Dans une variante de cette réalisation représentée à la figure 2f, on prévoit une zone de transition entre les deux corrections C'1, C'2. En effet, sans une telle zone de transition, un effet de « vaguelette » à la frontière des deux zones peut être généré. Cet effet peut être estompé, pour être rendu invisible à en introduisant une transition qui lisse la jonction des deux courbes. [0052] Les figures 3a à 3c montrent une variante de mise en oeuvre de l'invention, dans laquelle la correction de compression effectuées sur les zones latérales peut être effectuée à l'aide d'une projection sur un triptyque (ou double dièdre P, PI, P2) plutôt que sur un plan. L'inclinaison des panneaux latéraux P,, P2 du triptyque permet d'élargir le champ de vision de l'image finale après correction, comme montré sur les figures 3b et 3c. [0053] On a vu que l'invention, en proposant une double correction par zones au sein de la caméra permet de minimiser le post-traitement au sein du calculateur graphique pour le rendu de la vue standard, et offre la possibilité de construire les autres types de vues à l'aide d'une ou plusieurs corrections complémentaires dans le calculateur graphique. Ainsi l'invention, permet de construire les différentes vues possibles tout en optimisant particulièrement la qualité d'image pour la vue standard. 8