Brevet FR3087932A1 — publié le 20200501

Description Titre de l'invention : Procédé de détermination du caractère identique d'objets détectés par des capteurs différents dans l'environnement d'un véhicule automobile. Domaine technique 100011 La présente invention concerne d'une manière générale le domaine des systèmes de détection d'obstacles dans l'environnement des véhicules automobiles. Technique antérieure [0002] La problématique de la détection des obstacles se trouvant dans l'environnement des véhicules automobiles constitue l'un des éléments essentiels et les plus étudiés dans le cadre des systèmes avancés d'assistance à la conduite développés depuis une quinzaine d'années au sein de différents projets de recherche, notamment chez les constructeurs et équipementiers automobiles. [0003] Pour réaliser une détection d'obstacles depuis un véhicule automobile, de nombreuses solutions ont été envisagées et utilisées, essentiellement basées sur des technologies radar, lidar, ultrasons pour les obstacles proches et à basse vitesse, et également sur des procédés faisant intervenir des dispositifs de type caméras. [0004] L'utilisation combinée de plusieurs capteurs de types différents permet d'améliorer nettement la qualité de la détection mais complexifie considérablement le traitement des données. [0005] En effet, chaque capteur opérant indépendamment des autres, il s'avère nécessaire de déterminer le caractère identique de certains objets détectés par différents capteur et si tel est le cas d'homogénéiser leur position par rapport au véhicule. [0006] La demande de brevet japonaise JP 2000-131432 divulgue ainsi un procédé permettant de déterminer si deux objets détectés respectivement par un radar à ondes millimétriques et par un radar laser sont identiques. [0007] Ce procédé définit unc zone rectangulaire de décision centrée sur les coordonnées de l'objet détecté par le radar à ondes millimétriques et estime que les deux objets détectés sont identiques si les coordonnées des deux points correspondant à l'objet détecté par le radar laser se trouvent dans cette zone de décision. [0008] La demande de brevet EP 1 378 762 propose un autre procédé permettant de dé- terminer si deux objets détectés des capteurs différents sont identiques. [0009] Lc procédé détermine : [0010] à partir de l'écart de position latérale entre les deux objets, une première pro- habilité que les objets détectés soient identiques sur la base d'une répartition normale concernant l'erreur de position latérale ; 2 à partir de l'écart de position longitudinale entre les deux objets, une deuxième probabilité que les objets détectés soient identiques sur la base d'une répartition normale concernant l'erreur de position longitudinale ; à partir de l'écart de vitesse latérale entre les deux objets, une troisième probabilité que les objets détectés soient identiques sur la base dune répartition normale concernant l'erreur de vitesse latérale ; et à partir de l'écart de vitesse longitudinale entre les cieux objets, une quatrième probabilité que les objets détectés soient identiques sur la base d'une ré- partition normale concernant l'erreur de vitesse longitudinale. [0011] Cc procédé détermine ensuite une probabilité globale définie comme le produit des quatre probabilités préalablement calculées et estime que les objets détectés sont identiques si cette probabilité globale est supérieure à une valeur prédéterminée. [0012] Toutefois, ces procédés basés essentiellement les écarts de position entre les objets considérés ne donnent pas de bons résultats lorsqu'au moins l'un des capteurs est constitué par une caméra. [0013] En effet, ce type de capteur présente dcs difficultés pour évaluer correctement la distance vis-à-vis du véhicule des objets détectés et peut fournir des valeurs erronées de plusieurs dizaines de mètres par rapport à la réalité, de sorte que deux objets identiques détectés par une telle caméra et un autre capteur ne seront pas considérés comme tels en utilisant ce type de procédés. Exposé de l'invention [0014] La présente invention vise donc à améliorer la qualité de repérage du caractère identique d'objets détectés par des capteurs différents. [0015] Elle propose à cet effet un procédé de détermination du caractère identique d'objets détectés par des capteurs différents dans l'environnement d'un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte successivement les étapes suivantes : [0016] détermination des secteurs angulaires de détection des objets détectés par chacun desdits capteurs ; vérification, pour chaque dit objet détecté par un dit capteur, que celui-ci constitue le premier objet détecté par ce capteur dans le secteur angulaire de détection de cet objet ; détermination, pour chaque combinaison de deux premiers objets détectés par des capteurs différents, du pourcentage de superposition de leurs secteurs angulaires de détection respectifs ; et validation, pour chaque dite combinaison de deux premiers objets, du caractère identique de ces deux objets si ledit pourcentage de superposition est supérieur ou égal à un pourcentage seuil. 3 [0017] Le fait de se baser sur le pourcentage de superposition des secteurs angulaires de détection des objets détectés par les différents capteurs plutôt que sur leurs écarts de positions, permet au procédé selon l'invention d'assurer une bien meilleure détection du caractère identique de deux objets, en particulier lorsque au moins l'un des capteurs est constitué par une caméra appréciant souvent mal des distances. [0018] Selon des caractéristiques préférées du procédé selon l'invention, prises seules ou en combinaison : [0019] ledit pourcentage seuil est compris entre 40 et 70 % ; ledit pourcentage seuil est compris entre 50 et 60 % ; ledit procédé comporte, après ladite étape de validation, une étape de repositionnement consistant, pour chaque dite combinaison dont les deux objets ont été considérés comme identiques, à recaler la position de l'objet le plus éloigné dudit véhicule sur celle de l'objet le plus proche de ce même véhicule ; lorsque le nombre desdits capteurs est supérieur à deux et pour chaque dite combinaison de deux premiers objets détectés par des capteurs différents, la validation du caractère identique de ces deux objets n'est réalisée que si aucun des autres dits capteurs ne détecte pas plus d'un unique objet dans les secteurs angulaires de détection de ces deux objets ; lorsque le nombre desdits capteurs est supérieur à deux et pour chaque dite combinaison de deux premiers objets détectés par des capteurs différents, la validation du caractère identique de ces deux objets n'est réalisée que si ces derniers n'ont pas été déjà considérés respectivement comme identiques avec deux autres objets différents détectés par un même autre capteur suite à l'exécution d'un processus d'association d'objets appliqué au préalable et basé sur l'écart de distance entre objets ; ladite étape de vérification de la qualité de premier objet s'effectue en déterminant les pourcentages de superposition respectifs du secteur angulaire de détection de l'objet en question avec ceux des autres objets détectés par ce capteur, puis en comparant ensuite ces pourcentages de superposition audit pourcentage seuil prédéterminé, l'objet en question étant considéré comme un premier objet si ces pourcentages de superposition sont tous inférieurs à ce pourcentage seuil ou si cet objet est plus proche du véhicule que les autres objets dont les secteurs angulaires de détection présentent un pourcentage de superposition supérieur ou égal à ce pourcentage seuil ; l'un au moins desdits capteurs est constitué par une caméra ; et/ou ledit procédé est mis en oeuvre de manière périodique suivant une période prédéterminée comprise entre 20 et 100 millisecondes. Brève description des dessins [0020] L'exposé de l'invention sera maintenant poursuivi par la description détaillée d'un exemple de réalisation, donnée ci-après à titre illustratif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés, sur lesquels : [0021] [fig.1] représente un diagramme fonctionnel d'un système d'assistance automatisée à la conduite d'un véhicule automobile ; [0022] [lïg.21 est un organigramme du procédé selon l'invention de détermination du caractère identique d'objets détectés par différents capteurs dans l'environnement de ce véhicule automobile ; [0023] [fig.3] représente une vue schématique montrant les objets détectés par le capteur Cl à un instant donné ; [0024] [fig.4] représente une vue schématique montrant les deux objets détectés par les capteurs Cl et C2 à un autre instant donné ; [0025] [fig.5] représente une vue schématique illustrant le cas de figure où le capteur C3 détecte un unique objet à ce même instant ; et [0026] [fig.6] représente une vue schématique illustrant le cas de figure où le capteur C3 détecte deux objets à ce même instant. Description des modes de réalisation 100271 En référence à la figure I, le système d'assistance automatisée à la conduite 1 comporte un module de détection 10, un module d'actionnement 20, un module d'information et d'alerte 30, ainsi qu'une unité de pilotage 40. 100281 Le module de détection 10 comprend une pluralité de capteurs permettant d'évaluer le contexte environnemental de conduite du véhicule. 100291 En particulier, ce module comprend trois capteurs C1, C2, C3 orientés vers l'avant du véhicule et dont les secteurs angulaires de couverture présentent une portion commune. 100301 Le premier capteur CI est constitué par une caméra vidéo bidimensionnelle implantée derrière le pare-brise et de type CCD (acronyme en langue anglaise de « ChargeCoupled Device » se traduisant en français par « dispositif à transfert de charge ») ou CMOS (acronyme en langue anglaise de « Complementary Metal-Oxide Semiconductor » se traduisant en français par « semi-conducteur à oxyde de métal complémentaire »). [0031] Le deuxième capteur C2 est un radar Doppler émettant de façon périodique et sur une zone angulaire de couverture un faisceau de signaux radiofréquence (RF) sc reflétant sur les éventuels obstacles présents dans la zone de couverture et revenant en direction du radar. [0032] Le troisième capteur C3 est quant à lui constitué par un lidar émettant de façon pé- riodique et sur une zone angulaire de couverture un faisceau laser se reflétant sur les éventuels obstacles présents dans la zone de couverture et revenant en direction du lidar. [0033] Le module 10 comporte également une pluralité de capteurs mesurant certains pa- ramètres internes de conduite tels que la vitesse instantanée du véhicule et l'angle de braquage du volant. [0034] Le module d'actionnement 20 comporte une pluralité d'actionneurs aptes à agir sur la direction, l'accélération, le freinage et la boîte de vitesse pour assurer une conduite entièrement automatisée du véhicule. [0035] Le module d'information et d'alerte 30 est apte à configurcr l'affichage des écrans du véhicule (notamment celui du combiné d'instruments numérique, celui du système d'info-divertissement, et éventuellement celui du dispositif d'affichage tête haute lorsque le véhicule en est équipé). [0036] Ce module 30 est également apte à émettre à l'attention du conducteur des messages visuels sur les écrans du véhicule ainsi que des signaux sonores via les hauts parleurs du système d'info-divertissement et/ou par l'intermédiaire d'une alarme système indépendante. [0037] L'unité de pilotage 40 qui gère la conduite autonome du véhicule, comporte au moins un calculateur associé à des moyens de stockage comprenant de la mémoire non volatile de type EEPROM ou FLASH et de la mémoire vive. [0038] Lorsque le contexte environnemental de conduite s'y prête (par exemple, en cas de trafic dense ou d'embouteillage lorsque le véhicule circule sur une route à chaussées séparées), l'unité de pilotage 50 est apte à commander le module d'actionnement 20 pour assurer une conduite entièrement autonome du véhicule. [0039] Afin d'améliorer la perception des objets situés dans l'environnement du véhicule, la mémoire non volatile de l'unité de pilotage 40 stocke un processus de détermination du caractère identique d'objets détectés par les capteurs CI, C2, C3 dans l'environnement du véhicule automobile. [0040] On va maintenant décrire en détails et à l'appui de l'organigramme de la figure 2, les différentes étapes de ce processus qui est mis en oeuvre de manière périodique suivant une période prédéterminée comprise de préférence entre 20 et 100 millisecondes et avantageusement égal à 40 millisecondes. 100411 Dans une première étape 100, le procédé détermine les secteurs angulaires de 6 détection des différents objets identifiés par les capteurs CI, C.), C3. [0042] Chaque secteur angulaire de détection d'un objet par un capteur est défini comme la portion angulaire minimale de la zone de couverture de ce capteur englobant cet objet. [0043] En référence à la figure 3 montrant les ohjets 01, 02 et 0; détectés par le capteur CI à un instant donné, le secteur angulaire de détection Sipour l'objet 01 sera ainsi délimité par les rayons AI et A2. [0044] Lors de l'étape suivante 200 et pour chacun des ohjets identifiés par chaque capteur, le processus vérifie ensuite si l'objet en question constitue le premier objet (i.c. : le plus proche) détecté par ce capteur dans le secteur angulaire de détection associé à cet objet. [0045] Cette étape de vérification s'effectue en déterminant les pourcentages de super- position respectifs du secteur angulaire de détection de l'objet en question avec ceux des autres ohjets détectés par cc capteur, puis en comparant ensuite ces pourcentages de superposition à un pourcentage seuil prédéterminé compris avantageusement entre 40 et 70 % et de préférence entre 50 et 60%. [0046] Dans le cas où ces pourcentages de superposition sont tous inférieurs à ce pourcentage seuil, le processus considèrera que l'objet en question constitue le seul objet (et donc forcément le premier) vu par le capteur dans le secteur angulaire de détection associé à cet objet. [0047] Dans le cas où au moins l'un de ces pourcentages de superposition est supérieur ou égal à ce pourcentage seuil, le processus considèrera que le ou les objets correspondants sont alignés avec l'objet en question et considérera ce dernier comme un premier objet seulement si celui-ci est le plus proche du véhicule. [0048] Toujours en référence à la figure 3 et au premier capteur CI, seuls les objets ()let 02 seront ainsi considérés au terme de cette étape 200 comme des premiers objets. [0049] Tel ne sera pas le cas de l'objet 01, le pourcentage de superposition de son secteur angulaire de détection S3 avec celui Sn de l'objet 02 étant supérieur au pourcentage seuil prédéterminé (50% en l'espèce) et cet objet 03 étant en outre plus éloigné du capteur CI que l'objet 02. [0050] Lors de l'étape suivante 300 et pour chaque combinaison de deux premiers objets détectés par deux capteurs différents, le processus détermine le pourcentage de superposition de leurs secteurs angulaires de détection respectifs. [0051] Le processus vérifie ensuite, pour chacune de ces combinaisons de deux objets, si le pourcentage de superposition des secteurs angulaires de détection de ces derniers est inférieur à un pourcentage seuil prédéterminé avantageusement égal à celui utilisé lors de l'étape 200 (étape 400). 100521 Dans les cas de figure où tel est le cas, le processus considérera que les deux objets en question sont distincts l'un de l'autre (étape 500). 7 [0053] En référence à l'exemple de la montrant les premiers objets 04, 0, détectés par le capteur CI à un instant donné et le premier objet 06détecté par le capteur C, au même instant, le processus considérera ainsi que les objets 04 et 06 sont distincts car le pourcentage de superposition de leurs secteurs angulaires de détection respectifs S4 et S 6 est nul. [0054] Dans les cas de figure où ce pourcentage de superposition est supérieur ou égal à ce pourcentage seuil, le processus vérifiera à l'étape 600 qu'aucun des autres capteurs ne détecte plus d'un unique objet dans les secteurs angulaires de détection de ces deux objets. [0055] Si tel est le cas, le processus estimera que les deux objets en question constituent en réalité un seul et même objet (étape 700). [0056] Dans le cas contraire, le processus considérera également que les deux objets en question sont distincts l'un de l'autre (étape 500). [0057] Toujours en référence à l'exemple de la figure 4, le pourcentage de superposition des secteurs angulaires de détection S5 et S6 des objets Os et 06 vus respectivement par les capteurs C, et C2 est supérieur au pourcentage seuil (50% en l'espèce). [0058] Ainsi, si au même instant t et comme illustré sur la figure 5, le capteur C, ne détecte qu'un seul objet 07 dans les secteurs angulaires de détection Ss et S6 des deux objets Os et 06, le processus estimera que ces deux objets Os et O6ne font qu'un. [0059] A l'inverse, si au même instant t et comme illustré sur la figure 6, le capteur C, détecte deux objets 07 et OR dans les secteurs angulaires de détection des deux objets O s et 06, le processus estimera que ces deux objets Os et 06 sont distincts. [0060] Pour les combinaisons de deux objets identiques, le processus recalera ensuite la position de l'objet le plus éloigné du véhicule sur celle de l'objet le plus proche de ce véhicule (étape 800) de sorte à préserver un niveau de sécurité optimal. [0061] Selon des variantes de réalisation non représentés, le nombre de capteurs est différent, par exemple égal à deux ou quatre. [0062] En cas de présence de seulement deux capteurs, l'étape de vérification 600 n'est pas réalisée. [0063] Le processus selon l'invention peut également être mis en oeuvre après l'exécution d'un premier processus d'association d'objets basé sur l'écart de distance entre objets. Dans ce cas de figure, l'étape de vérification 600 n'est pas effectuée, la validation du caractère identique de deux objets n'étant réalisée que si ces derniers n'ont pas été déjà considérés respectivement comme identiques avec deux autres objets différents détectés par un même autre capteur suite à l'exécution de ce premier processus d'association. 100641 D'une manière générale, on rappelle que la présente invention ne se limite pas aux formes de réalisation décrites et représentées, mais qu'elle englobe toute variante 8 d'exécution à la portée de l' homme du métier. 9