Brevet FR3131777A1 — publié le 20230714

Procédé de détermination de paramètres d’alignement d’une caméra par rapport à une route à partir d’une image préalablement acquise par ladite caméra et d’un modèle de route rectiligne, l’image montrant un premier bord d’une route et un deuxième bord de la route opposé au premier bord, le procédé comprenant des étapes de : sélection (104), de pixels dans l’image se trouvant sur un premier bord de la route et plusieurs autres pixels sur un deuxième bord de la route ; à partir des pixels sélectionnés, détermination (106) d’une première courbe paramétrique longeant le premier bord et d’une deuxième courbe paramétrique longeant le deuxième bord ; en projetant différents points du modèle de route dans l’image, détermination par le module de traitement de paramètres d’alignement de la caméra en minimisant un score. Figure pour l’abrégé : Fig. 2 procédé d’alignement d’une caméra sur une route DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention concerne un procédé de traitement d’une image montrant une route. Ce procédé trouve avantageusement application dans l’alignement d’une caméra d’un dispositif radar routier, par exemple mobile. ETAT DE LA TECHNIQUE Aujourd'hui, l'installation d'un dispositif radar routier à un emplacement fixe nécessite, si l'on désire obtenir une mesure précise de la vitesse d’un véhicule circulant sur une route, de déterminer précisément la position et l’orientation de la caméra du dispositif du radar routier par rapport à cette route. En particulier, le document FR3096786 décrit un procédé permettant une telle détermination de position et d’orientation relative. Toutefois, le procédé décrit dans le document FR3096786 a pour inconvénient de requérir l’utilisation d’un tachéomètre, qui n’est pas un appareil très simple d’utilisation et de surcroît coûteux. Ce procédé est donc mal adapté à des dispositifs radars mobiles. Un but de l’invention est d’aligner une caméra par rapport à une route en exploitant les informations présentes dans une image acquise par ladite caméra et en réduisant au maximum la nécessité de réaliser des relevés topographiques. Il est à cet effet proposé, selon un premier aspect, un procédé de détermination par un module de traitement de paramètres d’alignement d’une caméra par rapport à une route à partir d’une image préalablement acquise par ladite caméra et d’un modèle de route rectiligne, l’image montrant un premier bord d’une route et un deuxième bord de la route opposé au premier bord, le modèle de route rectiligne étant défini dans un repère route par un premier point, un deuxième point, un troisième point et un quatrième point, le premier point et le troisième point définissant une première limite d’un premier coté de route, le deuxième point et le quatrième point définissant une deuxième limite d’un deuxième côté de route opposé et parallèle au premier côté de route, le premier point et le deuxième point définissant une ligne de référence perpendiculaire à la route, et le troisième point et le quatrième point définissant une ligne parallèle à la ligne de référence, le procédé comprenant des étapes de : - sélection, de pixels dans l’image, les pixels sélectionnés comprenant plusieurs pixels se trouvant sur le premier bord et plusieurs autres pixels sur le deuxième bord, - à partir des pixels sélectionnés, détermination par le module de traitement dans le plan de l’image d’une première courbe paramétrique longeant le premier bord et caractérisée par une première variable, et détermination d’une deuxième courbe paramétrique longeant le deuxième bord et caractérisée par une deuxième variable, chaque variable permettant de calculer en tout point de la courbe paramétrique correspondante une tangente à ladite courbe paramétrique, - en projetant les premier, deuxième, troisième et quatrième points du modèle de route dans l’image, détermination par le module de traitement des paramètres d’alignement de la caméra en minimisant un score dépendant des distances suivantes : • une distance entre le projeté dans le plan de l’image du premier point ayant des coordonnées prédéfinies dans le repère route, et un point de la première courbe paramétrique défini par une valeur particulière de la première variable, dite première valeur, • une distance entre le projeté dans le plan de l’image du deuxième point ayant des coordonnées prédéfinies dans le repère route, et un point de la deuxième courbe paramétrique défini par une valeur particulière de la deuxième variable, dite deuxième valeur, • une distance entre un point de fuite observé dans l’image formant une intersection entre une première tangente à la première courbe paramétrique en le premier point et une deuxième tangente à la deuxième courbe paramétrique en le deuxième point, et un point de fuite de référence formant une intersection entre le projeté dans le plan de l’image de la première limite du modèle route et le projeté dans le plan de l’image de la deuxième limite du modèle route. Le procédé selon le premier aspect peut également comprendre les caractéristiques optionnelles suivantes, prises seules ou en combinaison à chaque fois que cela est techniquement possible. De préférence, le score dépend également d’au moins une distance parmi les distances suivantes : • une distance entre une droite du plan de l’image passant par le point de la première courbe paramétrique défini par la première valeur et passant par le point de la deuxième courbe paramétrique défini par la deuxième valeur, et un point de fuite de référence formant une intersection entre le projeté dans le plan de l’image de la droite de référence du modèle route, et le projeté dans le plan de l’image de la ligne parallèle à la ligne de référence du repère route. • une distance entre la première tangente et le projeté dans le plan de l’image du troisième point du modèle route, • une distance entre la première tangente et le projeté dans le plan de l’image d’un cinquième point de la première limite du modèle route, • une distance entre la deuxième tangente et le projeté dans le plan de l’image du quatrième point du modèle route, • une distance entre la deuxième tangente et le projeté dans le plan de l’image d’un sixième point de la deuxième limite du modèle route. De préférence, le troisième point et le quatrième point définissent une première ligne parallèle à la ligne de référence, le modèle de route rectiligne étant défini en outre par un cinquième point localisé sur la première limite et un sixième point localisé sur la deuxième limite, et le cinquième point et le sixième point définissent une deuxième ligne parallèle à la ligne de référence, la première et la deuxième ligne parallèles étant localisées de part et d’autre de la ligne de référence. De préférence, le score dépend également d’au moins une distance une distance entre une droite du plan de l’image passant par le point de la première courbe paramétrique défini par la première valeur et passant par le point de la deuxième courbe paramétrique défini par la deuxième valeur, et un point de fuite de référence formant une intersection entre le projeté dans le plan de l’image de la première ligne parallèle et de la deuxième ligne parallèle à la ligne de référence du repère route. De préférence, le score dépend d’une somme de termes, chaque terme étant proportionnel au cube d’une des distances. De préférence, au moins une parmi la première courbe paramétrique et la deuxième courbe paramétrique est une B-spline, très préférentiellement une B-spline d’ordre 3. De préférence, le procédé selon le premier aspect comprend une étape de lissage polynômial d’au moins une parmi la première courbe paramétrique et la deuxième courbe paramétrique, le lissage étant mis en œuvre avant le calcul du modèle de la route. De préférence, les paramètres d’alignement de la caméra comprennent au moins un des paramètres suivants : un angle d’élévation de la caméra par rapport à la route, un angle de tangage de la caméra par rapport à la route, un azimut déterminé à partir de la première valeur , de la deuxième valeur et du point de fuite intersection des tangentes, une altitude d’acquisition de l’image par rapport à la route, une largeur de la route, une distance au sol entre la route et la caméra ayant acquis l’image. De préférence, la minimisation du score s’effectue sur un domaine discret de la première valeur, la deuxième valeur, l’angle d’élévation, l’angle de tangage, la distance au sol entre la route et la caméra, l’altitude d’acquisition, la largeur de la route. Il est également proposé, selon un deuxième aspect, une mémoire lisible par ordinateur stockant des instructions exécutables par l’ordinateur pour l’exécution des étapes du procédé selon le premier aspect. Il est également proposé, selon un troisième aspect, un système de contrôle routier comprenant : une caméra configurée pour acquérir une image montrant un premier bord d’une route et un deuxième bord de la route opposé au premier bord, un capteur, tel qu’un radar Doppler ou un lidar, configuré pour acquérir de données relatives à la trajectoire suivie par une véhicule roulant sur la route, le capteur étant fixe par rapport à la caméra, et un module de traitement configuré pour déterminer des paramètres d’alignement de la caméra par rapport à la route au moyen du procédé selon le premier aspect. DESCRIPTION DES FIGURES D’autres caractéristiques, buts et avantages de l’invention ressortiront de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels : La illustre de façon schématique un système de contrôle routier selon un mode de réalisation. La est un organigramme d’étapes d’un procédé selon un mode de réalisation. Les figures 3, 4, 5b, et 6 sont des exemples d’images acquises au cours du procédé de la , dans lesquels sont mises en surbrillances certains points, droites et courbes. La illustre un repère route. Sur l’ensemble des figures, les éléments similaires portent des références identiques. Procédé de détermination par un module de traitement de paramètres d’alignement d’une caméra (2) par rapport à une route à partir d’une image préalablement acquise par ladite caméra (2) et d’un modèle de route rectiligne, l’image montrant un premier bord d’une route et un deuxième bord de la route opposé au premier bord, le modèle de route rectiligne étant défini dans un repère route par un premier point (V1), un deuxième point (V2), un troisième point (U1) et un quatrième point (U2), le premier point (V1) et le troisième point (U1) définissant une première limite d’un premier coté de route, le deuxième point (V2) et le quatrième point (U2) définissant une deuxième limite d’un deuxième côté de route opposé et parallèle au premier côté de route, le premier point (V1) et le deuxième point (V2) définissant une ligne de référence perpendiculaire à la route, et le troisième point (U1) et le quatrième point (U2) définissant une ligne parallèle à la ligne de référence, le procédé comprenant des étapes de : sélection (104), de pixels dans l’image, les pixels sélectionnés comprenant plusieurs pixels se trouvant sur le premier bord et plusieurs autres pixels sur le deuxième bord, à partir des pixels sélectionnés, détermination (106) par le module de traitement dans le plan de l’image d’une première courbe paramétrique longeant le premier bord et caractérisée par une première variable (t1), et détermination d’une deuxième courbe paramétrique longeant le deuxième bord et caractérisée par une deuxième variable (t2), chaque variable (t1, t2) permettant de calculer en tout point de la courbe paramétrique correspondante une tangente à ladite courbe paramétrique, en projetant les premier, deuxième, troisième et quatrième points (V1, V2, U1, U2) du modèle de route dans l’image, détermination par le module de traitement des paramètres d’alignement de la caméra en minimisant un score dépendant des distances suivantes : une distance entre le projeté dans le plan de l’image du premier point (V1) ayant des coordonnées prédéfinies dans le repère route, et un point (T1) de la première courbe paramétrique défini par une valeur particulière de la première variable (t1), dite première valeur, une distance entre le projeté dans le plan de l’image du deuxième point (V2) ayant des coordonnées prédéfinies dans le repère route, et un point (T2) de la deuxième courbe paramétrique défini par une valeur particulière de la deuxième variable (t2), dite deuxième valeur, une distance entre un point de fuite observé dans l’image (Vx_B_SPLINE) formant une intersection entre une première tangente (tangent_T1) à la première courbe paramétrique en le premier point (T1) et une deuxième tangente (tangent_T2) à la deuxième courbe paramétrique en le deuxième point (T2), et un point de fuite de référence (Vx) formant une intersection entre le projeté dans le plan de l’image de la première limite du modèle route, et le projeté dans le plan de l’image de la deuxième limite du modèle route. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le score dépend également d’au moins une distance parmi les distances suivantes : une distance entre une droite du plan de l’image passant par le point (T1) de la première courbe paramétrique défini par la première valeur et passant par le point (T2) de la deuxième courbe paramétrique défini par la deuxième valeur, un point de fuite de référence (Vy) formant une intersection entre le projeté dans le plan de l’image de la droite de référence du modèle route, et le projeté dans le plan de l’image de la ligne parallèle à la ligne de référence du repère route. une distance entre la première tangente (tangent_T1) et le projeté dans le plan de l’image du troisième point (U1) du modèle route, une distance entre la première tangente (tangent_T1) et le projeté dans le plan de l’image d’un cinquième point (W1) de la première limite du modèle route, une distance entre la deuxième tangente (tangent_T2) et le projeté dans le plan de l’image du quatrième point (U2) du modèle route, une distance entre la deuxième tangente (tangent_T2) et le projeté dans le plan de l’image d’un sixième point (W2) de la deuxième limite du modèle route. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le troisième point (U1) et le quatrième point (U2) définissant une première ligne parallèle à la ligne de référence, le modèle de route rectiligne étant défini en outre par un cinquième point (W1) localisé sur la première limite et un sixième point (W2) localisé sur la deuxième limite, le cinquième point (W1) et le sixième point (W2) définissant une deuxième ligne parallèle à la ligne de référence, la première et la deuxième lignes parallèles étant localisées de part et d’autre de la ligne de référence, le score dépendant également d’au moins une distance une distance entre une droite du plan de l’image passant par le point (T1) de la première courbe paramétrique défini par la première valeur et passant par le point (T2) de la deuxième courbe paramétrique défini par la deuxième valeur, un point de fuite de référence (Vy) formant une intersection entre le projeté dans le plan de l’image de la première ligne parallèle et de la deuxième ligne parallèle à la ligne de référence du repère route. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le score dépend d’une somme de termes, chaque terme étant proportionnel au cube d’une des distances. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel au moins une parmi la première courbe paramétrique et la deuxième courbe paramétrique est une B-spline, de préférence une B-spline d’ordre 3. Procédé selon l’une des revendications précédentes, comprenant une étape de lissage polynômial (108) d’au moins une parmi la première courbe paramétrique et la deuxième courbe paramétrique, mis en œuvre avant le calcul du modèle de la route (110). Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel les paramètres d’alignement de la caméra comprennent au moins un des paramètres suivants : un angle d’élévation de la caméra (2) par rapport à la route, un angle de tangage de la caméra (2) par rapport à la route, un azimut déterminé à partir de la première valeur , de la deuxième valeur et du point de fuite intersection des tangentes (tangent_T1, tangent_T2), une altitude d’acquisition de l’image par rapport à la route, une largeur de la route (L), une distance (d) au sol entre la route et la caméra (2) ayant acquis l’image. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel la minimisation du score s’effectue sur un domaine discret de la première valeur, de la deuxième valeur, de l’angle d’élévation, de l’angle de tangage, de la distance (d) au sol entre la route et la caméra (2), de l’altitude d’acquisition, et de la largeur de la route (L). Mémoire lisible par ordinateur stockant des instructions exécutables par l’ordinateur pour l’exécution des étapes du procédé selon l’une des revendications 1 à 8. Système de contrôle routier (1) comprenant : une caméra (2) configurée pour acquérir une image montrant un premier bord d’une route et un deuxième bord de la route opposé au premier bord, un capteur (4), tel qu’un radar Doppler ou un lidar, configuré pour acquérir de données relatives à la trajectoire suivie par une véhicule roulant sur la route, le capteur étant fixe par rapport à la caméra (2), un module de traitement (6) configuré pour déterminer des paramètres d’alignement de la caméra (2) par rapport à la route au moyen du procédé selon l’une des revendications 1 à 8.