Brevet FR3108226A1 — publié le 20210917

Le présent document concerne un procédé (300) de datation d’images obtenues par au moins une caméra, par exemple deux caméras, équipant un véhicule, ledit procédé comprenant les étapes consistant à : - acquérir (302) un signal de référence comportant une information temporelle, par exemple émis par un système de géolocalisation par satellite équipant ledit véhicule, - générer (304) un signal modulé en réponse au signal de référence, ledit signal modulé ayant au moins une impulsion de recalage présentant une période de recalage différente d’une période de base du signal modulé, et pour chaque caméra: - acquérir (306) des images à une fréquence fonction de la fréquence du signal modulé, chaque image étant associée à un horodatage fourni par la caméra, - déterminer (308) l’écart de temps entre les horodatages de deux images successives de la caméra et, si l’écart de temps déterminé entre lesdits horodatages est différent de la période de base du signal modulé, assigner une date de référence auxdites images en fonction de l’information temporelle du signal de référence. Figure à publier avec l’abrégé: figure 3. Procédé et dispositif de datation d’images de caméras Domaine technique de l’invention L’invention concerne un procédé et un dispositif de datation d’images de caméras, en particulier les caméras embarquées sur des véhicules. Etat de la technique antérieure Les véhicules autonomes comprennent en général une pluralité de capteurs pour la localisation de ces véhicules, par exemple des odomètres sur les roues des véhicules, un récepteur du type système de géolocalisation par satellites, une centrale inertielle, ou encore des caméras dans le domaine visible. En particulier, il est connu d’utiliser deux caméras qui sont orientées dans la même direction et observent une même zone pour reconstituer une vue stéréoscopique. Une telle paire de caméras, installée sur un support, est appelée « tête stéréo ». Afin d’exploiter correctement les données des différents capteurs, il est indispensable de dater les données récupérées, soit dès l’enregistrement en mesurant les instants de mesures des capteurs, soit en post-traitement, en recalant les données qui n’auraient pas été datées. Une datation précise des images des caméras est nécessaire pour exploiter les données du véhicule, essentiellement pour fournir une position précise du véhicule, en particulier lorsque le véhicule se déplace à une vitesse importante. Par exemple, quand le véhicule se déplace à 70 km/h (soit 20 m/s), une erreur de 1 ms correspond à un déplacement du capteur de 2 cm dans le sens de marche du véhicule. En outre, les horloges internes des caméras dérivent dans le temps et le transfert des images vers un module de traitement engendre également des latences. Ces latences sont variables selon le fonctionnement des liaisons entre la ou les caméras et le dispositif utilisant les données de ces images et peuvent être réduites par une datation précise des images. On connait un dispositif de datation des images de caméras, décrit dans le document US 2003/0052966, comprenant une source de lumière clignotante agencée dans le champ de vision des caméras et permettant la datation des images des caméras. Cependant, l’intégration d’une telle source de lumière et le maintien de la source de lumière dans le champ de vision des caméras est couteux et complexe à mettre en œuvre, en particulier dans le cas d’un véhicule en mouvement. Une autre solution consisterait à équiper chaque caméra d'un récepteur GNSS afin de dater précisément les images prises par celle-ci, mais cette solution n'est économiquement viable. En outre, ce dispositif ne permet une datation précise des images des caméras. L’invention vise à remédier à ces inconvénients, de façon simple, peu onéreuse et fiable. Présentation de l’invention A cet effet, l’invention concerne un procédé de datation d’images obtenues par au moins une caméra, par exemple deux caméras, équipant un véhicule, ledit procédé comprenant les étapes consistant à : - acquérir un signal de référence, en particulier périodique, comportant une information temporelle, par exemple émis par un système de géolocalisation par satellite équipant ledit véhicule, - générer un signal modulé, en réponse au signal de référence, en particulier le signal modulé présentant une fréquence plus élevée que la fréquence du signal de référence, ledit signal modulé ayant au moins une impulsion de recalage présentant une période de recalage différente d’une période de base du signal modulé, - acquérir des images à une fréquence fonction de la fréquence du signal modulé, en particulier à chaque période du signal modulé, chaque image étant associée à un horodatage fourni par la caméra, - déterminer l’écart de temps entre les horodatages de deux images successives de la caméra et, si l’écart de temps déterminé entre lesdits horodatages est différent de la période de base, par exemple supérieur à la période de recalage, assigner une date de référence auxdites images en fonction de l’information temporelle du signal de référence. La dernière image peut être considérée comme étant acquise au moment de la période de recalage. Ainsi, la période du signal modulé est modifiée, spécifiquement à la première période du signal modulé suivant une impulsion du signal de référence, qui est la période de recalage. L’acquisition des images par chaque caméra est déclenchée par le signal modulé qui comprend une période de recalage de durée différente par rapport à la période de base. A la fin de cette période de recalage, le front montant du signal modulé est appelé impulsion de recalage. Ainsi, les images successives de chaque caméra présentant un écart d’horodatage différent de la période de base, correspondent à l’impulsion de recalage du signal modulé et peuvent être datées par rapport au signal de référence. Pour chaque caméra, la datation des images s’effectue donc sur la base de la différence entre les horodatages et non sur la base de la valeur absolue de l’horodatage fournie par la caméra qui peut être dérèglée par rapport à l’horodatage de l’autre caméra ou par rapport au signal de référence. Le procédé selon l’invention permet donc de dater les images d’au moins une caméra sans nécessiter un branchement complexe. En outre, le procédé selon l’invention est indépendant du champ de vision de la caméra. Le procédé est donc plus simple, plus économique et plus fiable que les procédés de l’art antérieur. En outre, le procédé, en datant les images, permet de dater les images avec toute autre information datée par un autre système, tel qu’un autre capteur embarqué dans le véhicule. Par exemple, le procédé peut exploiter des informations, par exemple de position, données ou déduites des images et les utiliser avec des informations de même type obtenues par d’autres capteurs à la même date et ainsi consolider la position du véhicule à la date donnée et obtenir une valeur très précise pour celle-ci. Le signal modulé peut comprendre une pluralité d’impulsions ayant une même période de base, l’impulsion de recalage présentant une période inférieure ou supérieure à ladite période de base. La période de base peut être par exemple de l’ordre 49.9 ms et la période de l’impulsion de recalage peut être égale à 52 ms, ce qui permet d’avoir 19 périodes de base et 1 période de recalage en 1 seconde. Le signal modulé peut être un signal électrique périodique, modulé en phase lorsqu’un signal de référence est reçu par la carte électronique. Le signal modulé peut être obtenu par une modulation en période. Le signal modulé peut comprendre une pluralité de périodes de recalage, au lieu d’une seule période de recalage et une pluralité de périodes de base. La combinaison des différentes périodes peut encoder des informations temporelles moins rapides que 1 seconde. Selon un mode de réalisation, le signal de référence peut comporter au moins une impulsion de référence, le front montant de l’impulsion de recalage du signal modulé étant décalé temporellement du front montant de l’impulsion de référence du signal de référence, ledit décalage temporel entre les deux fronts montants étant égal à la période de recalage ou à la période de recalage plus un nombre fixe de périodes par défaut. Le signal de référence peut être un signal de pulse par seconde. Par exemple, le front montant du signal de référence peut être synchronisé avec le début de la seconde du temps universel coordonnée. Selon un mode de réalisation, pour chaque caméra, l’étape consistant à acquérir des images peut être effectuée à chaque impulsion dudit signal modulé, par exemple à chaque front montant desdites impulsions. Le signal de référence peut être associé à une trame de données du type NMEA comprenant des données relatives à une date et un horaire d’émission du signal de référence. La trame NMEA peut être conforme au standard NMEA 0183. La trame NMEA peut comprendre une trame GGA portant une information relative à l’horaire d’émission du signal de référence, par exemple l’heure, les minutes, les secondes et éventuellement les millisecondes. La trame NMEA peut comprendre une trame RMC portant une information relative à la date d’émission du signal de référence, par exemple l’année, le mois et le jour. Selon un mode de réalisation, le signal modulé peut être généré à l’aide d’une boucle à verrouillage de phase numérique. L’entrée de la boucle de verrouillage de phase peut être reliée au système de géolocalisation par satellite. Ainsi, la boucle de verrouillage de phase peut prendre en entrée le signal de référence. Selon un mode de réalisation, pour chaque caméra, l’étape consistant à déterminer l’écart de temps entre les horodatages de deux images successives peut être réalisée par un calculateur. Le calculateur peut être relié d’une part à chacune des caméras à travers un lien Ethernet et d’autre part au système de géolocalisation par satellite. Le calculateur peut être un ordinateur équipé d’un système d’exploitation du type Linux. Ainsi, le procédé peut être mis en œuvre de façon moins onéreuse. Selon un mode de réalisation, le signal modulé peut être généré par une carte électronique reliée au système de géolocalisation par satellite. La carte électronique peut être reliée à chaque caméra, en particulier à un connecteur de déclenchement de ladite caméra. La carte électronique peut être configurée pour mettre en œuvre la boucle en verrouillage de phase. La carte électronique peut être du type Arduino®. Une telle carte permet de réduire les coûts de mise en œuvre du procédé et de simplifier les branchements nécessaires avec la ou les caméras. Chaque caméra peut comprendre une horloge interne configurée pour associer un horodatage à une image acquise par ladite caméra. L’horodatage peut correspondre à une durée, exprimée dans une unité temporelle, cumulée depuis un allumage de ladite caméra. Le système de géolocalisation par satellite peut être intégré dans une centrale inertielle équipant le véhicule. Par exemple, le véhicule peut être un véhicule autonome ou contrôlé à distance. Le véhicule peut être un véhicule terrestre, aérien ou naval. Selon un autre aspect de l’invention, il est proposé un dispositif comprenant des moyens pour mettre en œuvre le procédé précité. Les différentes étapes du procédé de datation des images selon l’invention peuvent être mises en œuvre par un logiciel ou programme d’ordinateur. Ce logiciel ou programme est susceptible d’être exécuté par un ordinateur ou par un processeur, par exemple un processeur de données, ce logiciel ou programme comportant des instructions pour commander l’exécution des étapes d’un procédé du type précité. Ces instructions peuvent être stockables dans une mémoire d’un dispositif informatique chargées puis exécutées par un processeur de ce dispositif numérique. Ce logiciel ou programme d’ordinateur peut utiliser n’importe quel langage de programmation, et être sous la forme de code source, code objet, ou de code intermédiaire entre code source et code objet, tel que dans une forme partiellement compilée, ou dans n’importe quelle autre forme souhaitable. Le programme d’ordinateur peut comporter des instructions pour l’exécution du procédé de datations d’images précité,lorsque ledit programme est exécuté par un processeur. L’invention peut également avoir pour objet un moyen de stockage d'informations, amovible ou non, partiellement ou totalement lisible par un ordinateur ou un microprocesseur, comportant des instructions de code d'un programme d'ordinateur pour l'exécution de chacune des étapes du procédé précité. Selon un autre aspect, l’invention propose un dispositif de datation d’images obtenues par au moins une caméra, par exemple deux caméras, équipant un véhicule, comprenant : - un moyen configuré pour émettre un signal de référence comportant une information temporelle, par exemple un système de géolocalisation par satellite équipant ledit véhicule et, - une carte électronique reliée au moyen d’émission du signal de référence, tel le système de géolocalisation par satellite, et configurée pour générer un signal modulé en réponse au signal de référence, ledit signal modulé ayant au moins une impulsion de recalage de période de recalage différente d’une période de base du signal modulé, dans lequel chaque caméra est reliée à la carte électronique et est configurée pour acquérir des images à une fréquence fonction de la fréquence du signal modulé, chaque image étant associée à un horodatage fourni par la caméra, et ledit dispositif comprenant en outre un calculateur relié d’une part à chaque caméra et d’autre part au moyen d’émission du signal de référence et configuré pour déterminer l’écart de temps entre les horodatages de deux images successives de la caméra et, si l’écart de temps déterminé entre lesdits horodatages est différent de la période de base du signal modulé , assigner une date de référence auxdites images en fonction de l’information temporelle du signal de référence. Le dispositif peut comprendre une centrale inertielle embarquée dans le véhicule et configurée par exemple pour mesurer une vitesse ou une accélération dudit véhicule. La centrale inertielle peut comprendre le système de géolocalisation par satellite. La carte électronique peut être configurée pour mettre en œuvre une boucle en verrouillage de phase pour générer le signal modulé. La carte électronique peut être du type Arduino®. Le calculateur peut être relié d’une part à chacune des caméras et d’autre part au système de géolocalisation par satellite. Le calculateur peut être un ordinateur équipé d’un système d’exploitation du type Linux. Chaque caméra peut comprendre une horloge interne configurée pour associer un horodatage à une image acquise par ladite caméra. Selon un autre aspect, l’invention propose un véhicule comprenant un dispositif tel que décrit précédemment ou des moyens pour mettre en œuvre le procédé selon l’invention. Brève description des figures la figure 1 est une représentation schématique d’un exemple de réalisation du dispositif selon l’invention, la figure 2 est une représentation schématique des signaux produits par le dispositif de la figure 1, la figure 3 représente un exemple du procédé selon l’invention. Description détaillée de l’invention Les figures 1 et 2 illustrent un dispositif 100, selon une forme de réalisation de l’invention, destiné à être agencé dans un véhicule, par exemple un véhicule terrestre. Le véhicule est équipé de deux caméras 101 1 et 101 2 pour aider à la navigation du véhicule et à l’exploration de l’environnement du véhicule. Le dispositif 100 comprend une centrale inertielle 102 équipée d’un système de géolocalisation par satellite 104, par exemple du type GPS («Global Positioning System» en anglais) ou GNSS («Géolocalisation et Navigation par un Système de Satellites»). Le système de géolocalisation par satellite 104 est adapté pour émettre un signal de référence 202 en particulier un signal de pulse par seconde («PPS»), associé à une information temporelle, par exemple une trame NMEA portant une date et un horaire d’émission du signal de référence «PPS» 202. Le signal de référence «PPS» 202 comprend une impulsion de référence 204. Le dispositif 100 comprend aussi une carte électronique 106, par exemple du type Arduino®, ayant une entrée reliée au système de géolocalisation par satellite 104. La carte électronique peut présenter une ou une pluralité de sorties, au moins deux des sorties étant reliées à des caméras 101. Bien entendu, il peut exister des sorties complémentaires qui ne sont pas reliées à des caméras 101. Par ailleurs, le véhicule peut comprendre plus de deux caméras et la carte électronique 106 peut être reliée à tout ou partie des caméras. En outre, la carte électronique 106 peut présenter une unique sortie reliée à chacune des caméras 101 ou à une seule caméra 101. La carte électronique 106 est configurée pour produire à chacune de ses sorties reliées à une caméra 101, un signal modulé 208 ayant une fréquence prédéterminée, par exemple une fréquence égale à la fréquence d’acquisition d’une des caméras 101. En variante, la fréquence du signal modulé peut être supérieure à la fréquence d’acquisition d’une ou de chaque caméra 101. A titre d’exemple, la fréquence du signal modulé 208 est égale à 20 Hz. Le signal modulé 208 comprend une impulsion de recalage 210 ayant un front montant 212 décalé temporellement par rapport à une période de base du signal modulé, de sorte que l’impulsion de recalage présente une période de recalage différente de la période de base. Cette impulsion de recalage peut se produire juste après le front montant 206 de l’impulsion de référence 204. La durée de la période de recalage ∆T, différent de la période de base, est prédéterminée. La période de recalage ∆T est par exemple supérieure à la période de base du signal modulé 208. En variante, la période de recalage ∆T peut être inférieure à la période de base du signal modulé 208. La période de recalage ∆T est par exemple égal à 52 ms. En variante, l’impulsion de recalage 210 peut être décalée par rapport à un front descendant ou un autre point du signal de référence PPS 202. Le véhicule peut comprendre deux caméras 101 formant une tête stéréo agencée dans une partie avant du véhicule présentant une fréquence d’acquisition d’images de 20 Hz. Le véhicule peut comprendre en plus une caméra 101 agencé dans une partie arrière du véhicule et configurée pour la lecture de plaques ou de panneaux de signalisation par exemple, et présentant une fréquence d’acquisition d’images de 10 Hz. La ou les sorties de la carte électronique 106 peuvent être reliées aux connecteurs de déclenchement des caméras 101. La carte électronique 106 peut implémenter une boucle à verrouillage de phase numérique pour créer le signal 208. La carte électronique 106 est configurée pour déclencher une acquisition des images 214 par les caméras 101 en fonction du signal modulé 208. Par exemple, chacune des caméras 101 capture une image à chaque front montant du signal modulé 208. Les caméras 101 peuvent être tout type de caméras, par exemple des caméras infra-rouge, des caméras thermiques, des caméras matricielles, des caméras linéaires, etc. Chacune des caméras 101 1 et 101 2 comprend une horloge interne 103 1 et 103 2 configurée pour associer un horodatage aux images 214 prises par ladite caméra. Les horloges internes 103 1 et 103 2 peuvent être désynchronisées entre elles. Le dispositif 100 comprend un calculateur 108 relié à la centrale inertielle 102 et est configuré pour recevoir le signal de référence PPS 202 du système de géolocalisation par satellite. Le calculateur 108 est aussi relié à chacune des caméras 101 et est configuré pour recevoir les images 214 capturées par chacune des caméras 101. Le calculateur 108 reçoit du système de géolocalisation par satellite une trame de données du type NMEA. La trame NMEA comprend une trame RMC portant une information relative à la date d’émission du signal de référence PPS, par exemple l’année, le mois et le jour, et une trame GGA portant une information relative à l’horaire d’émission du signal de référence PPS, par exemple l’heure, les minutes, les secondes et éventuellement les millisecondes. Le calculateur 108 est en outre configuré pour déterminer une différence entre les horodatages d’images consécutives 214 i et 214 i+1 . Lorsque le calculateur 108 détermine une différence d’horodatage différent de la période de base, une date de référence déterminée par l’information temporelle portée le signal de référence PPS est assignée à l’image 214 i+1 , par exemple par la date et l’horaire portés par la trame NMEA. Des dates de référence sont aussi assignées aux images précédant et/ou suivant l’image 214 i+1 en fonction de la date de référence de l’image 214 i+1 . Ainsi, le dispositif 100 permet de dater les images des caméras 101 avec un branchement standard et donc sans nécessiter un branchement spécifique entre les deux caméras. Ce dispositif permet aussi de compenser la dérive ou une mauvaise configuration des horloges internes 103 des caméras 101. Le dispositif permet aussi de compenser les latences dues à l’acquisition des images et à leur transmission jusqu’au calculateur. En outre, le dispositif permet de dater les images même en cas de perte d’une image. La détermination de la différence entre les horodatages des images acquises permet de retrouver les dates des images dès que le décalage correspondant à l’impulsion de recalage est détecté. Par exemple, le dispositif 100 permet de dater les images avec une précision inférieure à 1 ms. La figure 3 représente un exemple de procédé 300 qui peut être mis en œuvre par le dispositif 100. Le procédé 300 est prévu pour dater les images obtenues par une ou plusieurs caméras équipant un véhicule, par exemple un véhicule autonome. Le procédé 300 comprend : une étape 302 consistant à acquérir un signal de référence comportant une information temporelle émis par un système de géolocalisation par satellite équipant le véhicule, et une étape 304 consistant à générer un signal modulé en réponse au signal de référence, ledit signal modulé ayant au moins une impulsion de recalage présentant une période de recalage différente de la période de base du signal modulé. Le signal de référence peut être le signal 202 de la figure 2. L’information temporelle peut être une trame de données NMEA. Le système de géolocalisation par satellite peut être le système de géolocalisation 104 de la figure 1. Par exemple, le signal modulé peut être le signal modulé 208 de la figure 2. En outre, l’étape 304 peut être exécutée par une carte électronique, par exemple la carte électronique 106 de la figure 1. Le procédé 300 comprend aussi, pour chaque caméra: - une étape 306 consistant à acquérir des images à une fréquence fonction de la fréquence du signal modulé, chaque image étant associée à un horodatage fourni par la caméra, - une étape 308 consistant à déterminer l’écart de temps entre les horodatages de deux images successives de la caméra et, si l’écart de temps déterminé entre lesdits horodatages est différent de par exemple supérieur ou égal à la période de recalage, assigner une date de référence auxdites images en fonction de l’information temporelle du signal de référence. Par exemple les caméras peuvent être les caméras 101 de la figure 1. Le procédé peut comprendre, pour chaque caméra, une étape consistant à capturer une image pour chaque front montant du signal modulé. L’horodatage fourni par la caméra peut être obtenu par une horloge interne de ladite caméra. L’étape 308 peut être exécutée un calculateur, par exemple le calculateur 108 de la figure 1. Procédé (300) de datation d’images obtenues par au moins une caméra (101), par exemple deux caméras, équipant un véhicule, ledit procédé comprenant les étapes consistant à : - acquérir (302) un signal de référence (202) comportant une information temporelle, par exemple émis par un système de géolocalisation par satellite (104) équipant ledit véhicule, - générer (304) un signal modulé (208) en réponse au signal de référence, ledit signal modulé ayant au moins une impulsion de recalage (210) présentant une période de recalage(∆T) différente d’une période de base du signal modulé, et pour chaque caméra: - acquérir (306) des images (214) à une fréquence fonction de la fréquence du signal modulé, chaque image étant associée à un horodatage fourni par la caméra, - déterminer (308) l’écart de temps entre les horodatages de deux images successives (214 i ,214 i+1 ) de la caméra et, si l’écart de temps déterminé entre lesdits horodatages est différent de la période de base du signal modulé, assigner une date de référence auxdites images en fonction de l’information temporelle du signal de référence. Procédé (300) selon la revendication 1, dans lequel le signal modulé (208) comprend une pluralité d’impulsions ayant une même période de base, l’impulsion de recalage (210) présentant une période inférieure ou supérieure à ladite période de base. Procédé (300) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le signal de référence (202) comporte au moins une impulsion de référence (204), le front montant (212) de l’impulsion de recalage du signal modulé étant décalé temporellement du front montant (206) de l’impulsion de référence du signal de référence, ledit décalage temporel entre les deux fronts montants étant égal à la période de recalage ou à la période de recalage plus un nombre fixe de périodes par défaut. Procédé (300) selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel, pour chaque caméra, l’étape consistant à acquérir des images est effectuée à chaque impulsion dudit signal modulé (208), par exemple à chaque front montant desdites impulsions. Procédé (300) selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel le signal de référence (202) est associé à une trame de données du type NMEA comprenant des données relatives à une date et un horaire d’émission du signal de référence. Procédé (300) selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel le signal modulé (208) est généré à l’aide d’une boucle à verrouillage de phase numérique. Procédé (300) selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel, pour chaque caméra, l’étape consistant à déterminer l’écart de temps entre les horodatages de deux images successives est réalisée par un calculateur (108). Procédé (300) selon l’une des revendications 1 à 7, dans lequel le signal modulé (208) est généré par une carte électronique (106) reliée au système de géolocalisation par satellite. Programme d’ordinateur comportant des instructions pour l’exécution d’un procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes lorsque ledit programme est exécuté par un processeur. Moyen de stockage d'informations, amovible ou non, partiellement ou totalement lisible par un ordinateur ou un microprocesseur comportant des instructions de code d'un programme d'ordinateur pour l'exécution de chacune des étapes du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8. Dispositif (100) de datation d’images obtenues par au moins une caméras (101) équipant un véhicule, comprenant: - un moyen configuré pour émettre un signal de référence (202) comportant une information temporelle, - une carte électronique (106) reliée au moyen d’émission du signal de référence et configurée pour générer un signal modulé (208) en réponse au signal de référence, ledit signal modulé ayant au moins une impulsion de recalage (210) présentant une période de recalage (∆T) différente d’une période de base du signal modulé, dans lequel chaque caméra est reliée à la carte électronique et est configurée pour acquérir des images (214) à une fréquence fonction de la fréquence du signal modulé, chaque image étant associée à un horodatage fourni par la caméra, et ledit dispositif comprenant en outre un calculateur (108) relié d’une part à chaque caméra et d’autre part au moyen d’émission du signal de référence et configuré pour déterminer l’écart de temps entre les horodatages de deux images successives (214 i ,214 i+1 ) de la caméra et, si l’écart de temps déterminé entre lesdits horodatages est différent de la période de base du signal modulé, assigner une date de référence auxdites images en fonction de l’information temporelle du signal de référence.