Brevet FR3106554A1 — publié le 20210730

PROCEDE ET SYSTEME DE DETERMINATION D’UNE LIMITE D’UNE VOIE DE CIRCULATION. Procédé de détermination d’une limite d’une voie de circulation comprenant les étapes suivantes : - acquisition d’une première image de la voie par un premier élément (1) d’acquisition d’images sensible à la lumière visible, - acquisition d’une deuxième image de la voie par un deuxième élément (2) d’acquisition d’images sensible au rayonnement infrarouge, - traitement des données des images, - détermination sur la base du résultat du traitement d’une limite de la voie de circulation. Pas de figure pour l’abrégé PROCEDE ET SYSTEME DE DETERMINATION D’UNE LIMITE D’UNE VOIE DE CIRCULATION. L’invention concerne un procédé de détermination de limites d’une voie de circulation. L’invention porte aussi sur un système de détermination d’une limite d’une voie de circulation. L’invention porte aussi sur un système d’assistance au maintien d’un véhicule sur une voie comprenant un tel système d’assistance. L’invention porte aussi sur un véhicule comprenant un tel système de détermination ou un tel système d’assistance. L’invention porte également sur un programme d’ordinateur mettant en œuvre un tel procédé. L’invention porte enfin sur un support d’enregistrement sur lequel est enregistré un tel programme. Les technologies d'assistance à la conduite sont de plus en plus répandues et ne sont plus limitées aux véhicules haut de gamme. Les fonctions d'aide à la conduite peuvent pallier ou atténuer les effets liés au manque de vigilance du conducteur, telles que le freinage d'urgence automatique, l’alerte au franchissement de ligne, l’aide au maintien dans la voie, l’aide au centrage dans la voie, la régulation de vitesse automatique, l’assistant de vitesse intelligent, l’alerte ou l’intervention sur détection de véhicules dans les angles morts, la reconnaissance de somnolence et de distraction, la vision nocturne ou encore l’éclairage adaptatif. Ces systèmes aident notamment le conducteur à maintenir une vitesse constante, à garder une distance de sécurité par rapport à la voiture qui le précède et à maintenir le véhicule au centre de la voie en combinant le régulateur de vitesse adaptatif au système de centrage de voie. Les technologies disponibles sur le marché actuel ont été principalement développées pour être utilisées sur des routes où le marquage est clair, comme les autoroutes. Les systèmes de maintien sur la voie fonctionnent à l’aide d’une caméra embarquée, cette technologie surveille et corrige la position de la voiture afin qu’elle reste entre les lignes blanches ou jaunes qui délimitent généralement la voie. Les systèmes de détection de sortie de voie émettent en général une alarme lorsque le véhicule sort de la voie de manière non souhaitée par le conducteur. L’assistance au maintien sur la voie corrige quant à elle automatiquement la direction du véhicule pour éviter toute sortie de voie et préserver la sécurité. Les fonctions d'aide à la conduite contribuent au confort et diminuent la fatigue du conducteur. Les systèmes de détection de sortie de voie et d’assistance au maintien sur la voie utilisent une caméra enregistrant des images produites par la lumière visible. Ces systèmes de détection ou de détermination de limites de voies de circulation sont régulièrement indisponibles en cas d’éblouissement de la caméra, en l’absence de marquages au sol et par mauvais temps. Il est donc intéressant d’augmenter le temps de disponibilité de ces systèmes et d’augmenter la robustesse de leur fonctionnalité. La présente invention propose un système de détection de marquages au sol d’une voie et d’une bordure de route pour véhicule automobile permettant de remédier aux inconvénients précités. Le but de l’invention est de fournir un système et un procédé de détermination de limites de voies de circulation remédiant aux inconvénients ci-dessus et améliorant les systèmes et procédés de détermination de limites de voies de circulation connus de l’art antérieur. En particulier, l’invention permet de réaliser un système et un procédé de détermination de limites de voies de circulation qui soient plus robustes et plus souvent fonctionnels. Selon l’invention, le procédé permet de déterminer une limite d’une voie de circulation. Le procédé comprend les étapes suivantes : - acquisition d’une première image de la voie par un premier élément d’acquisition d’images sensible à la lumière visible, - acquisition d’une deuxième image de la voie par un deuxième élément d’acquisition d’images sensible au rayonnement infrarouge, - traitement des données des images, - détermination sur la base du résultat du traitement d’une limite de la voie de circulation. Le traitement peut comprendre une détection de variations de contraste sur la première image et/ou sur la deuxième image et la détermination peut comprendre une identification d’une limite de la voie sur chacune des première et/ou deuxième images. Toutes les limites identifiées sur les images peuvent être retenues comme étant des limites de la voie. Seulement certaines des limites identifiées sur les images peuvent être retenues comme étant des limites de la voie. Seules les limites identifiées sur la première image peuvent être retenues comme étant des limites de la voie dans des premières conditions, notamment des conditions de bonne visibilité, et seules les limites identifiées sur la deuxième image peuvent être retenues comme étant des limites de la voie dans des deuxièmes conditions, notamment des conditions de mauvaise visibilité. Le traitement peut comprendre une fusion des première et deuxième images, puis une détection de variations de contraste sur l’image issue de la fusion et la détermination peut comprendre une identification d’une limite de la voie sur l’image issue de la fusion. Selon l’invention, le système de détermination d’une limite d’une voie de circulation comprend des éléments matériels et/ou logiciels mettant en œuvre le procédé défini précédemment, notamment des éléments matériels et/ou logiciels conçus pour mettre en œuvre le procédé défini précédemment. Selon l’invention, le système de détermination d’une limite d’une voie de circulation comprend des moyens de mettre en œuvre le procédé défini précédemment. Selon l’invention, le système d’assistance au maintien d’un véhicule sur une voie comprend un système de détermination défini précédemment. Selon l’invention, le véhicule automobile comprend le système d’assistance défini précédemment et/ou un système de détermination défini précédemment. Selon l’invention, le produit programme d’ordinateur comprend des instructions de code de programme enregistrées sur un support lisible par ordinateur pour mettre en œuvre les étapes du procédé défini précédemment lorsque ledit programme fonctionne sur un ordinateur. Selon l’invention, le produit programme d’ordinateur téléchargeable depuis un réseau de communication et/ou enregistré sur un support de données lisible par un ordinateur et/ou exécutable par un ordinateur est caractérisé en ce qu’il comprend des instructions qui, lorsque le programme est exécuté par l’ordinateur, conduisent celui-ci à mettre en œuvre le procédé défini précédemment. Selon l’invention, le support d’enregistrement de données, lisible par un ordinateur, sur lequel est enregistré un programme d’ordinateur comprend des instructions de code de programme de mise en œuvre du procédé défini précédemment. Selon l’invention, le support d'enregistrement lisible par ordinateur comprend des instructions qui, lorsqu'elles sont exécutées par un ordinateur, conduisent celui-ci à mettre en œuvre le procédé défini précédemment. Selon l’invention, le signal d'un support de données porte le produit programme d'ordinateur défini précédemment. Le dessin annexé représente, à titre d’exemple, un mode de réalisation d’un véhicule et un mode d’exécution d’un procédé de détermination de limites de voies de circulation. La figure 1 représente schématiquement un véhicule équipé d’un système de détermination de limites de voies de circulation. La figure 2 est un ordinogramme d’un mode d’exécution d’un procédé de détermination de limites de voies de circulation. Un mode de réalisation d’un véhicule automobile 7 est décrit ci-après en référence à la figure 1. Le véhicule automobile 7 est un véhicule automobile de n’importe quel type, notamment un véhicule de tourisme ou un véhicule utilitaire. Le véhicule automobile 7 comprend un système 6 d’assistance au maintien du véhicule 7 sur une voie de circulation. Ce système est notamment apte à commander un actionneur de direction du véhicule. Le véhicule automobile, en particulier le système 6 d’assistance au maintien du véhicule 7 sur une voie de circulation, comprend encore un système 5 de détermination d’une limite d’une voie de circulation et un calculateur 4 d’assistance au maintien du véhicule sur la voie. Le système 6 d’assistance au maintien du véhicule 7 sur une voie de circulation et/ou le système 5 de détermination d’une limite d’une voie de circulation peuvent faire partie d’un système plus global d’aide à la conduite, voire faire partie d’un système de conduite autonome du véhicule. Le système 5 de détermination d’une limite d’une voie de circulation permet de déterminer une ou plusieurs limites de voies de circulation. Il permet notamment de déterminer des limites de la voie de circulation sur laquelle se trouve le véhicule. Par exemple, ces limites sont des limites latérales de la voie. La détection de ces limites peut par exemple être basée sur une détection de : - marquages au sol comme des lignes blanches ou jaunes sur le sol de la voie, et/ou - bords de revêtement en asphalte ou bitume, et/ou - trottoirs, et/ou - glissières de sécurité, et/ou - végétations de bas-côté. Plus généralement, le système 5 de détermination d’une limite d’une voie de circulation permet de déterminer une ou plusieurs limites de la chaussée (rue, route, autoroute) sur laquelle se trouve le véhicule. Par exemple, ces limites sont des limites latérales de la chaussée. En cas d’absence de marquage au sol, des limites détectées de la chaussée peuvent être utilisées pour déterminer des limites de la voie de circulation sur laquelle se trouve le véhicule. Le système 5 de détermination d’une limite d’une voie de circulation comprend principalement les éléments suivants : - un premier moyen 1 d’acquisition d’images dans le domaine spectral visible, par exemple une caméra sensible à la lumière visible, ci-après « caméra visible », - un deuxième moyen 2 d’acquisition d’images dans le domaine spectral infrarouge, par exemple une caméra sensible aux rayonnements infrarouges, ci-après « caméra infrarouge », et - un calculateur ou ordinateur 3. Le calculateur 3 est destiné à l’identification ou à la détermination des limites de la voie. Le calculateur 3 peut comprendre principalement un ou plusieurs des éléments suivants : - un premier module 31 de détection de limites de voie à partir des images issues de la caméra visible 1, - un deuxième module 32 de détection de limites de voie à partir des images issues de la caméra infrarouge 2, - un module 33 de fusion des données issues des premier et deuxième modules. Le véhicule automobile 7, en particulier le système 5 de détermination, comprend de préférence tous les éléments matériels et/ou logiciels configurés de sorte à mettre en œuvre le procédé selon l’invention ou le procédé décrit plus bas. Les éléments matériels et/ou logiciels peuvent comprendre des modules logiciels. Une mémoire 39 constitue un support d'enregistrement lisible par un ordinateur ou par le calculateur comprenant des instructions qui, lorsqu'elles sont exécutées par l’ordinateur ou le calculateur, conduisent celui-ci à mettre en œuvre le procédé selon l’invention ou le procédé décrit plus bas. Un premier mode d’exécution du procédé de détermination d’une limite d’une voie de circulation est décrit ci-après en référence à la figure 2. Dans une première étape 10, le système de détermination 5 acquiert et enregistre une première image de la voie à l’aide du premier élément 1 d’acquisition d’images. Dans une deuxième étape 20, le système de détermination 5 acquiert et enregistre une deuxième image de la voie à l’aide du deuxième élément 2 d’acquisition d’images. Les première et deuxième étapes sont réalisées de préférence simultanément ou quasi-simultanément. De plus, la caméra visible et la caméra infrarouge sont positionnées, de préférence à proximité l’une de l’autre, de sorte à acquérir des images d’un même champ ou sensiblement d’un même champ, afin que les images obtenues puissent être comparées, voire superposées, dans une troisième étape 30, sans complément de traitement ou d’ajustement d’image, qui devient nécessaire sinon. La position préférentielle des caméras est à l’avant du véhicule, de préférence au niveau du pare-brise et/ou au centre du pare-brise pour pouvoir aussi bien détecter à droite qu’à gauche et/ou le plus haut possible pour augmenter la perspective. Dans la troisième étape 30, le système de détermination 5 traite les données des première et deuxième images. Le traitement de la première image est réalisé par le premier module 31 de détection de limites de voie. Le traitement de la deuxième image est réalisé par le deuxième module 32 de détection de limites de voie. Ces modules permettent notamment l’identification de positionnements de marquages au sol de la voie ou de bordure de chaussée, en particulier relativement à la position relative du véhicule. Ces modules comprennent avantageusement des moyens d’identification, notamment à l’aide d’algorithmes et/ou de bases de données préenregistrées. Ces traitements sont basés sur des calculs et/ou des comparaisons de données des images, notamment les contrastes et/ou les couleurs. Ils permettent par exemple de discriminer l’asphalte d’autres éléments à identifier. Plus précisément, les modules de détection permettent une analyse des images enregistrées en faisant ressortir certaines caractéristiques de ces images afin de déterminer la présence des éléments recherchés et à identifier. Les éléments recherchés correspondent par exemple aux marquages au sol qui peuvent se présenter sous forme de lignes continues, de lignes en pointillés, de lignes continues ou segmentées droites ou courbes, ainsi que sous forme de barrières de sécurités ou terrepleins centraux, bordures de route non matérialisées par un élément de sécurité qui sont généralement délimitées par l’environnement de la chaussée, telle que de l’herbe, de la terre, des cailloux, de la neige. Ces limites sont alors décrites sous forme notamment de polynômes auxquels sont associés un indice de qualité dudit polynôme, lié notamment au contraste de l’image. En effet, une image à fort contraste permet une détection de marquage au sol robuste alors qu’une image à faible contraste ne garantit pas une détection de marquage au sol de fiable. Ainsi, le calculateur peut procéder à une étape de traitement sur chacune des images enregistrées pour rechercher la présence de limites. Dans une quatrième étape 40, le système de détermination 5 détermine, sur la base du résultat du traitement de l’étape 30, une ou plusieurs limites d’une voie de circulation, notamment de la voie de circulation sur laquelle se trouve le véhicule 7. Ainsi, le traitement peut comprendre une détection de variations de contraste sur la première image et/ou sur la deuxième image et la détermination peut comprendre une identification d’une limite de la voie sur chacune des première et/ou deuxième images. Selon un autre mode de réalisation alternatif à celui décrit précédemment, le calculateur 3 peut, suite aux acquisitions des première et deuxième images, mettre en œuvre une étape de fusion des images enregistrées, puis des étapes de traitement de l’image issue de la fusion et de détermination de limites de la voie. Précédemment à l’étape de fusion, des traitements peuvent être appliquées aux première et deuxième images. Notamment, une des images peut être transformée en son négatif. Ceci permet d’utiliser un algorithme de traitement d’image commun pour les deux moyens d'acquisition d’image. Par exemple, avec la caméra infrarouge par exemple les marquages sont noirs et la route blanche. Soit on détecte alors les marquages en noir, soit on prend le négatif de l’image pour utiliser un algorithme qui détecte les marquages en blanc. L’étape de fusion peut comprendre une superposition des première et deuxième images. La superposition des images peut permettre d’obtenir une image résultante ayant un contraste augmenté par rapport à chacune des images prises indépendamment, notamment un contraste augmenté au niveau des éléments recherchés, à savoir des marquages au sol et des bordures de route. L’étape de fusion peut aussi comprendre des traitements différents comme des conversions en utilisant des seuils de niveau de gris ou d’autres opérations logiques. Ainsi, le traitement peut comprendre une fusion des première et deuxième images, suivi d’une détection de variations de contraste sur l’image issue de la fusion et la détermination peut comprendre une identification d’une limite de la voie sur l’image issue de la fusion. Quel que soit le mode de réalisation, les étapes d’acquisition, de traitement et de détermination sont itérées dans le temps, notamment à intervalle de temps régulier. Ainsi, les limites de la voie et leurs positions relativement au véhicule peuvent être mises à jour au fur et à mesure que le véhicule se déplace sur la voie. Quel que soit le mode de réalisation, toutes les limites identifiées sur les images sont retenues comme étant des limites de la voie ou, alternativement, seulement certaines des limites identifiées sur les images sont retenues comme étant des limites de la voie. De préférence, seules les limites identifiées sur la première image peuvent être retenues comme étant des limites de la voie dans des premières conditions, notamment des conditions de bonne visibilité, qui se traduisent notamment par les indices de qualité associés aux limites déterminées par les premier et deuxième modules et/ou par analyse du contraste obtenu sur l’image, et seules les limites identifiées sur la deuxième image peuvent être retenues comme étant des limites de la voie dans des deuxièmes conditions, notamment des conditions de mauvaise visibilité, en particulier dans des conditions d’éblouissement. L’invention concerne également un procédé d’assistance au maintien du véhicule sur la voie. Un mode d’exécution d’un tel procédé d’assistance met avantageusement en œuvre un mode d’exécution du procédé de détermination décrit ci-dessus. Le procédé d’assistance comprend, outre une phase de mise en œuvre du procédé de détermination (étapes 10, 20, 30, 40), une phase 50 d’utilisation des résultats de la phase de mise en œuvre du procédé de détermination. Dans cette phase, le calculateur d’assistance 4 peut : - déterminer la largeur de la voie en utilisant des données de limites latérales de la voie, et/ou - déterminer la position du véhicule par rapport à la zone centrale de la voie, et/ou - déterminer un franchissement d’une limite de la voie par le véhicule, et/ou - commander une action de manœuvre de la direction du véhicule pour maintenir le véhicule en position sur la voie. Il est à noter que l’utilisation d’une acquisition d’images de la voie par un élément d’acquisition d’images sensible au rayonnement infrarouge, en plus d’une acquisition d’image de la voie par un élément d’acquisition d’images sensible à la lumière visible, permet d’augmenter significativement la disponibilité et la robustesse de la fonction de détermination des limites de la voie de circulation, notamment en période hivernale où le soleil est rasant et l’éblouissement maximal. En effet, l’élément d’acquisition d’images sensible au rayonnement infrarouge permet de voir d’une autre manière la voie de circulation. En effet, sous l’action de rayonnements solaires notamment ou de restitution de chaleur par le sous-sol, les différents éléments de la voie et son environnement peuvent présenter des températures différentes. En conséquence de ces températures différentes, ces éléments rayonnent dans le domaine infrarouge de manières différentes. Il s’ensuit que même si deux éléments présentent de manière visible des apparences semblables (couleurs semblables et/ou clartés semblables), ils peuvent apparaître de manières très distinctes sur une image obtenue grâce à un élément d’acquisition d’images sensible au rayonnement infrarouge s’ils présentent des températures différentes. Ce phénomène est utilisé dans les solutions selon l’invention. Par exemple, il a été remarqué que sous éclairage des rayons solaires, l’asphalte présente une température supérieure à celle des marquages au sol blancs ou jaunes. Il s’ensuit qu’ils apparaissent de manières très distinctes sur une image obtenue grâce à un élément d’acquisition d’images sensible au rayonnement infrarouge. Procédé de détermination d’une limite d’une voie de circulation comprenant les étapes suivantes : - acquisition d’une première image de la voie par un premier élément (1) d’acquisition d’images sensible à la lumière visible, - acquisition d’une deuxième image de la voie par un deuxième élément (2) d’acquisition d’images sensible au rayonnement infrarouge, - traitement des données des images, - détermination sur la base du résultat du traitement d’une limite de la voie de circulation. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le traitement comprend une détection de variations de contraste sur la première image et/ou sur la deuxième image et en ce que la détermination comprend une identification d’une limite de la voie sur chacune des première et/ou deuxième images. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que toutes les limites identifiées sur les images sont retenues comme étant des limites de la voie. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que seulement certaines des limites identifiées sur les images sont retenues comme étant des limites de la voie. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que seules les limites identifiées sur la première image sont retenues comme étant des limites de la voie dans des premières conditions, notamment des conditions de bonne visibilité et en ce que seules les limites identifiées sur la deuxième image sont retenues comme étant des limites de la voie dans des deuxièmes conditions, notamment des conditions de mauvaise visibilité. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le traitement comprend une fusion des première et deuxième images, puis une détection de variations de contraste sur l’image issue de la fusion et en ce que la détermination comprend une identification d’une limite de la voie sur l’image issue de la fusion. Système (5) de détermination d’une limite d’une voie de circulation comprenant des éléments (1, 2, 3, 31, 32, 33) matériels et/ou logiciels mettant en œuvre le procédé selon l’une des revendications précédentes, notamment des éléments matériels (1, 2, 3, 31, 32, 33) et/ou logiciels conçus pour mettre en œuvre le procédé selon l’une des revendications précédentes. Système (6) d’assistance au maintien d’un véhicule (7) sur une voie comprenant un système de détermination selon la revendication 7. Véhicule automobile (7) comprenant le système d’assistance selon la revendication précédente et/ou un système de détermination selon la revendication 7. Produit programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme enregistrées sur un support lisible par ordinateur pour mettre en œuvre les étapes du procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 6 lorsque ledit programme fonctionne sur un ordinateur.