FR2877892A1 - Procede et dispositif de commande de commutation automatique de projecteur d'eclairage - Google Patents

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Abstract

Le procédé selon l'invention est particulièrement adapté à une application dans un véhicule automobile et est apte à commander une commutation d'un premier état « feux de route » vers un second état « feux de croisement ». Le procédé comprend une étape d'acquisition (E1') d'une pluralité d'images (IM1') représentant des scènes nocturnes de route successives, une étape de traitement d'images (E2' à E9') pour détecter à partir d'un nombre prédéterminé d'images successives (IM1') une condition de circulation demandant une commutation des projecteurs (13) du premier état vers le second état, et une étape de commande des projecteurs vers le second état lorsque une telle condition de circulation est détectée. Les conditions de circulation sont détectées en comparant des trajectoires suivies par des sources lumineuses présentes dans les images à une pluralité de trajectoires types. Une caméra CCD ou CMOS est utilisable pour l'acquisition des images.

Description

PROCEDE ET DISPOSITIF DE COMMANDE DE COMMUTATION
AUTOMATIQUE DE PROJECTEUR D'ECLAIRAGE L'invention concerne de manière générale le domaine de l'éclairage pour des véhicules tels que véhicules automobiles. Plus particulièrement, l'invention concerne des procédé et dispositif pour commander automatiquement une commutation des projecteurs d'éclairage d'un véhicule d'un premier état d'éclairage vers un second état d'éclairage.
Une application privilégiée, mais non exclusive, de l'invention est la commutation automatique des projecteurs d'éclairage d'un véhicule d'un état d'éclairage feux de route vers un état d'éclairage feux de croisement .
Dans l'état de la technique, il est connu un dispositif embarqué dans un véhicule, qui réalise la fonction de commande de commutation automatique des projecteurs d'éclairage de l'état feux de route vers l'état feux de croisement . Ce dispositif de l'état de la technique fait appel à un capteur sophistiqué combinant une caméra et un système optique particulier. Le système optique utilise deux filtres déviant les rayons lumineux sur différentes portions du capteur. Un filtre cyan est utilisé pour détecter des projecteurs en appliquant un gain déterminé et un filtre rouge est utilisé pour détecter des feux arrière rouges en appliquant un autre gain. Les sources lumineuses produites par des lampadaires sont détectées grâce à la modulation de l'intensité lumineuse due à leur alimentation électrique à courant alternatif.
La solution ci-dessus de la technique antérieure demande l'utilisation d'un capteur spécifique comportant plusieurs éléments optiques et dont le coût est élevé. De plus, ce capteur fournit des images qui, du fait des filtrages effectués, ne sont pas exploitables par d'autres applications installées éventuellement dans le véhicule.
La présente invention vise à remédier aux inconvénients exposés ci- dessus de la techniques antérieures en fournissant des procédé et dispositif du type susmentionné qui sont parfaitement adaptés à fonctionner avec un capteur standard, tel qu'une caméra CCD ou CMOS éventuellement partagée avec d'autres applications installées dans le véhicule.
Selon un premier aspect, la présente invention fournit donc un 35 procédé pour commander une commutation automatique de projecteur d'éclairage dans un véhicule, notamment un véhicule automobile, d'un premier état d'éclairement vers un second état d'éclairement, le procédé étant mis en oeuvre en conduite nocturne dans le véhicule, et comprenant des étapes de: - acquisition d'une pluralité d'images représentant des scènes nocturnes de route successives; - traitement d'images pour détecter à partir d'un nombre prédéterminé d'images successives de la pluralité d'images une condition de circulation demandant une commutation des projecteurs du premier état d'éclairement vers le second état d'éclairement; et commande des projecteurs vers le second état d'éclairement lorsque la condition de circulation est détectée.
Corrélativement, l'invention concerne également un dispositif pour commander une commutation automatique de projecteur d'éclairage dans un véhicule, notamment un véhicule automobile, d'un premier état d'éclairement vers un second état d'éclairement, le dispositif étant activé en conduite nocturne dans le véhicule, et comprenant: - des moyens d'acquisition d'une pluralité d'images représentant des scènes nocturnes de route successives; - des moyens de traitement d'images pour détecter à partir d'un nombre prédéterminé d'images successives de la pluralité d'images une condition de circulation demandant une commutation des projecteurs du premier état d'éclairement vers le second état d'éclairement; et - des moyens de commande des projecteurs vers le second état d'éclairement lorsque la condition de circulation est détectée.
Conformément à l'invention, une décision fiable sur la nécessité de commuter l'état des projecteurs d'éclairage lors de la détection d'une source lumineuse peut être prise à partir d'une série d'images successives relativement limitée, par exemple de l'ordre de 8 à 10 images environ.
Typiquement, une détection basée sur 8 à 10 images peut être obtenue en moins de 1 seconde.
De plus, l'invention est apte à assurer une commutation des projecteurs d'éclairage de l'état feux de route vers l'état feux de croisement à une distance d'au moins 200 mètres avant leur croisement.
Selon une autre caractéristique préférée de l'invention, le traitement d'images effectué comporte: - une extraction de une ou plusieurs sources lumineuses présentes dans les images successives; et pour chacune des sources lumineuses extraites, - un relevé d'une trajectoire à partir des positions successives occupées par la source lumineuse extraite dans les images successives; et - une comparaison de la trajectoire relevée à une pluralité de trajectoires types afin de déterminer une catégorie de sources à laquelle appartient la source lumineuse extraite; et - une détection de la condition de circulation à partir d'au moins une catégorie de sources déterminée à laquelle appartient au moins une source lumineuse extraite.
Selon une autre caractéristique préférée de l'invention, l'extraction des sources lumineuses est précédée par une suppression d'une ou plusieurs sources lumineuses réfléchies éventuellement présentes dans l'image traitée. De préférence, la suppression des sources lumineuses réfléchies est obtenue à l'aide d'une comparaison de l'image traitée à au moins un seuil.
Selon encore une autre caractéristique préférée de l'invention, le relevé de trajectoire comporte une mise en correspondance temporelle des sources lumineuses extraites de l'image en cours de traitement avec des sources lumineuses extraites d'une image traitée précédemment.
Selon encore une autre caractéristique préférée de l'invention, lors de la comparaison de la trajectoire relevée avec les trajectoires types, il est déterminé, pour la trajectoire relevée, une catégorie de sources parmi les suivantes: - catégorie des sources produites par le croisement d'un véhicule 30 venant d'en face; - catégorie des sources produites par le croisement d'un véhicule venant d'un virage à gauche; - catégorie des sources produites par le croisement d'un véhicule venant d'un virage à droite; - catégorie des sources produites par le croisement d'un panneau; - catégorie des sources produites par le croisement d'un lampadaire; catégorie des sources produites par un véhicule dépassant celui dans lequel est mis en oeuvre le procédé ; et - catégorie des sources produites par un véhicule qui précède sur la route celui dans lequel est mis en oeuvre le procédé.
L'invention concerne également un moyen de stockage d'information, et un programme d'ordinateur dont l'exécution autorise une mise en oeuvre du procédé selon l'invention.
D'autres aspects et avantages de la présente l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description de modes de réalisation particuliers qui va suivre, cette description étant donnée à titre d'exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels: la Fig.1 montre la structure générale d'un mode de réalisation préféré du dispositif de commande de commutation automatique de projecteur d'éclairage selon l'invention; la Fig.2 montre une configuration rnatérielle d'une unité de traitement comprise dans un dispositif selon l'invention; les Figs.3A et 3B représentent des exemples de scènes nocturnes de route incluant des sources lumineuses incidentes et réfléchies; les Figs.4A à 4D représentent d'autres exemples de scènes nocturnes de route obtenues avec une caméra CCD commandable fonctionnant, dans un premier temps, en automatique et, clans un second temps, avec une commande particulière du temps d'exposition; la Fig.5 montre de manière schématique des trajectoires types mises en évidence par l'entité inventive et correspondant à des catégories de sources; la Fig.6 est un algorithme de traitement selon l'invention particulièrement adapté à un fonctionnement avec une caméra de type CCD commandable; et la Fig.7 est un algorithme de traitement selon l'invention particulièrement adapté à un fonctionnement avec une caméra de type HDR CMOS L'invention est maintenant décrite essentiellement dans le cadre d'un mode de réalisation préféré d'un dispositif selon l'invention conçu pour une commande de commutation automatique des projecteurs d'éclairage d'un véhicule automobile d'un état d'éclairage feux de route vers un état d'éclairage feux de croisement .
En référence à la Fig.1, le dispositif de commande de commutation automatique de projecteurs d'éclairage selon l'invention commande la commutation des projecteurs d'éclairage 13 d'un véhicule et comprend essentiellement une caméra 10, une unité de traitement 11 et un circuit de commutation 12.
Comme cela est bien connu, les projecteurs 13 peuvent prendre différents états d'éclairement/signalisation tels que feux de conduite de jour (DRL pour Day-time Running Light en anglais), feux de position , feux de croisement et feux de route . Les états feux de croisement LB et feux de route HB sont représentés schématiquement à la Fig.1.
La caméra 10 est installée dans le véhicule de telle manière à prendre des scènes de route successives depuis l'avant du véhicule. La caméra 10 délivre des images IMI à l'unité de traitement 11. Ces images IMI sont désignées également images de route IMI par la suite.
Dans les modes de réalisation décrits dans la présente demande, la caméra 10 est de type CCD commandable ou de type HDR CMOS. Bien entendu, l'invention ne se limite pas à l'utilisation de caméras du type cidessus. Dans la suite de la description, par souci de concision, nous adopterons la terminologie abrégée caméra CCD et caméra CMOS en convenant que ces termes peuvent recouvrir différents types de caméra pour chacune des technologies CCD et CMOS.
La structure montrée à la Fig.1 correspond à une forme de réalisation 25 incluant une caméra 10 de type CCD commandable.
L'image IMI fournit par la caméra CCD 10 est numérisée par un convertisseur analogique-numérique (non représenté) implanté dans l'unité de traitement 11. Dans la forme de réalisation représentée à la Fig.1, l'image IMI numérisée est fournie à des modules logiciels de traitement 110 et 111.
Le module logiciel de traitement 110 est dédié, dans l'unité de traitement 11, au fonctionnement du dispositif de commande de commutation automatique de projecteurs d'éclairage selon l'invention. Conformément à l'invention, le module logiciel de traitement 110 est apte à traiter l'image IM1 et à en extraire une information CP pour la commande des projecteurs 12. Dans ce mode de réalisation de l'invention, l'information de commande de projecteur CP commande la commutation automatique des projecteurs de l'état feu de route à l'état feu de croisement .
L'élément référencé 111 représente schématiquement différents autres modules logiciels de traitement implantés dans l'unité de traitement 11 et qui remplissent des fonctions de traitement autres que celles requises par le dispositif de commande de commutation automatique de projecteurs d'éclairage selon l'invention. Les modules logiciels 111 appartiennent à d'autres dispositifs qui sont embarqués dans le véhicule et qui partagent les images IMI et l'unité de traitement 11 avec le dispositif de commande de commutation automatique de projecteurs d'éclairage selon l'invention. Ces autres dispositifs sont par exemple un système d'aide à la navigation sur route et/ou un dispositif de détection de virage pour la commande des projecteurs dans les virages ( bending light en anglais).
Dans la forme de réalisation de l'invention montrée à la Fig.1, incorporant une caméra 10 de type CCD, l'unité de traitement 11 comprend également un module logiciel de gestion d'obturateur 112. Une gestion de l'obturateur de la caméra CCD 10 est ici rendue nécessaire par les différentes applications auxquelles sont destinées les images IMI fournies par la caméra CCD 10. Ce dernier point s'éclaircira par la suite dans la
description.
Outre l'information de commande CP, le circuit de commutation 12 reçoit également une information de commande manuelle CM. L'information de commande manuelle CM est représentative d'un actionnement manuel du commodo d'éclairage par le conducteur du véhicule. Cet actionnement manuel CM par le conducteur reste toujours prioritaire par rapport à la commande automatique CP des projecteurs.
Comme montré à la Fig.2, l'unité de traitement 11 est d'une architecture classique et comprend une unité centrale de traitement CPU 20 telle qu'un microprocesseur, une mémoire morte ROM ou EEPROM 21, une mémoire vive RAM 22, une mémoire de stockage 23 par exemple de type FLASH, des interfaces 24 et un bus de communication interne 25. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, l'unité de traitement 11 est également équipée d'un moyen de communication homme-machine, tel qu'un clavier, à travers lequel le conducteur peut sélectionner différents modes de fonctionnement.
L'unité de traitement 11 exécute un ou plusieurs programmes PROG qui autorisent la mise en oeuvre du procédé selon l'invention.
Dans la configuration de la Fig.2, le code exécutable des programmes PROG est logé en partie ou en totalité dans la mémoire ROM 21.
Le code exécutable des programmes PROG peut aussi être chargé en partie dans la mémoire de stockage 23, via les interfaces 24, à partir par exemple d'une disquette introduite dans un lecteur de disquette ou à travers une liaison de communication reliée par exemple à un microordinateur utilisé pour la configuration de l'unité de traitement 11.
Bien entendu, la disquette à partir de laquelle sont chargés les programmes PROG peut être remplacée par un disque compact CD-ROM ou une carte mémoire. De manière plus générale, tout moyen de stockage d'information lisible par un ordinateur ou un microprocesseur, intégré ou non dans l'unité de traitement 11, éventuellement amovible, est adapté à mémoriser, en partie ou en totalité, les programmes PROG.
L'unité centrale 20 commande l'exécution des instructions ou portions de code des programmes PROG, les instructions étant stockées dans la mémoire ROM 21 et/ou la mémoire de stockage 23 et/ou les autres moyens de stockage d'information indiqués ci-dessus.
Lors de la mise sous tension de l'unité de traitement 11, les programmes PROG stockés dans une rnémoire non volatile, telle que la mémoire ROM 21 ou la mémoire de stockage 23, sont transférés en partie ou en totalité dans la mémoire volatile RAM 22 qui contiendra alors le code exécutable transféré des programmes PROG ainsi que différents registres pour mémoriser des variables et paramètres nécessaires à la mise en oeuvre du procédé selon l'invention.
On notera également que l'unité de traitement 11 peut prendre la forme d'un appareil programmé, Cet appareil programmé contient alors le code exécutable des programmes PROG sous une forme figé dans un circuit intégré à application spécifique (ASIC).
En référence aux Figs.3A, 3B, et 4A à 4D, il est maintenant présenté différentes caractéristiques des sources lumineuses apparaissant dans les images fournies par la caméra CCD 10, ainsi qu'une première technique utilisée dans l'invention pour effectuer une discrimination entre des sources lumineuses incidentes et des sources lumineuses réfléchies. Cette première technique fait appel à une gestion du temps d'exposition à travers une commande adaptée de l'obturateur de la caméra CCD 10.
La Fig.3A montre une scène nocturne de route IMIa comprenant deux sources lumineuses distantes SO1 et SO2. La source lumineuse SO1 est produite par les projecteurs d'un véhicule. La source lumineuse SO2 est produite par un panneau au loin réfléchissant des rayons lumineux.
La Fig.3B montre une autre scène nocturne de route IMI b comprenant deux sources lumineuses distantes SO3 et SO4. Ces deux sources lumineuses SO3 et SO4 sont produites par des panneaux au loin réfléchissant des rayons lumineux. La source SO3 correspond à un panneau situé du côté gauche de la route. La source SO4 correspond à un panneau situé dans l'axe du véhicule équipé du dispositif selon l'invention.
Les deux scènes de route IMIa et IMIb sont obtenues avec la caméra CCD 10 en fonctionnement automatique.
Ces deux scènes de route IMIa et IMIb montrent qu'il n'est pas possible à partir d'une seule image IMI, et avec un traitement relativement simple excluant la reconnaissance de forme, d'effectuer une discrimination entre une source lumineuse incidente produite par un véhicule et une source lumineuse réfléchie produite par un panneau.
De plus, même avec un traitement de reconnaissance de forme utilisé pour la détection de formes particulières des panneaux, il reste de très nombreux cas dans lesquels la détection est impossible du fait des effets d'éblouissement ( blooming en anglais) et de traînées verticales ( smearing en anglais) introduits dans les images IMI par la caméra CCD 10. Les sources lumineuses SO1 et SO4 correspondant respectivement aux projecteurs d'un véhicule et à un panneau illustrent le propos ci-dessus.
La discrimination entre deux sources lumineuses incidentes telles que celles produites par les projecteurs d'un véhicule et par un lampadaire d'éclairage public pose également des difficultés, du fait de la contrainte d'un traitement qui doit rester simple.
En référence aux Figs.4A à 4D, il est maintenant décrit une gestion de l'obturateur de la caméra CCD 10 qui peut être implantée dans un dispositif selon l'invention.
Conformément à l'invention, la gestion de l'obturateur, par un réglage prédéterminé de la vitesse d'obturation, autorise l'obtention d'images de route IM2 dans lesquelles les effets d'éblouissement et de traînées verticales sont réduits, voire totalement supprimés. De plus, les images IM2 ainsi obtenues autorisent également une discrimination entre les sources lumineuses incidentes et les sources lumineuses réfléchies.
Les Figs.4A et 4B montrent des irnages IM1a et IM2b d'une même scène nocturne de route prise respectivement avec la caméra CCD 10 en automatique et avec la caméra CCD 10 réglée sur un temps d'exposition faible.
Dans l'image IM1a, il apparaît les deux sources lumineuses SO1 et 10 SO2 correspondant respectivement aux projecteurs d'un véhicule et à un panneau.
Dans l'image IM2b, les effets d'éblouissement et de traînées verticales ont disparus et deux sources lumineuses SO5D et SO5G seulement sont visibles. Les sources lumineuses SO5D et SO5G correspondent respectivement aux projecteurs gauche et droite du véhicule produisant la source lumineuse SO1 dans l'image IMIa. La source lumineuse réfléchie SO2 de l'image IM1 a ne trouve aucune correspondance dans l'image IM2b. L'image IM2b apporte donc un filtrage des effets d'éblouissement et de traînées verticales, ainsi que des sources lumineuses réfléchies, par rapport à l'image IMIa.
Les Figs.4C et 4D montrent des images IMIc et IM2d d'une même scène nocturne de route prise, comme les images IM1a et IM2b, avec la caméra CCD 10 en automatique et avec la caméra CCD 10 réglée sur un temps d'exposition faible.
Dans l'image IMIc, il apparaît les deux sources lumineuses réfléchies SO6 et SO7 correspondant chacune à un panneau. Dans l'image IM2d, ces deux sources lumineuses réfléchies SO6 et SO7 ont été filtrées et n'apparaissent plus. L'image IM2d apportent donc une confirmation du filtrage des sources lumineuses réfléchies qu'il est possible d'obtenir avec un temps d'exposition faible, conformément à l'invention.
En référence à la Fig.5, il est maintenant décrit de manière générale une seconde technique utilisée dans l'invention pour discriminer entre elles les différentes sources lumineuses qui peuvent être présentes dans les images fournies par la caméra 10 de type CCD ou CMOS.
Notons que les repères H et V de la Fig.5 correspondent respectivement à la ligne d'horizon et à l'axe vertical.
Cette seconde technique fait appel à un suivi des trajectoires de déplacement des sources lumineuses dans une pluralité d'images 5 successives de scènes nocturnes de route.
En effet, des essais réalisés par l'entité inventive ont mis en évidence l'existence de trajectoires types correspondant respectivement à différentes catégories dans lesquelles sont classées les sources susceptibles d'apparaître dans les images fournies par la caméra 10. Ces différentes catégories correspondent à différentes conditions de conduite dont certaines exigent une commutation de l'état feux de route vers l'état feux de croisement . La classification des sources dans les différentes catégories est basée sur une comparaison entre leurs trajectoires relevées et les trajectoires types.
Les trajectoires types montrées à la Fig.5 correspondent aux catégories de sources suivantes: - trajectoire 50: catégorie des sources produites par le croisement d'un véhicule venant d'en face; - trajectoire 51: catégorie des sources produites par le croisement 20 d'un véhicule venant d'un virage à gauche; - trajectoire 52: catégorie des sources produites par le croisement d'un véhicule venant d'un virage à droite; - trajectoire 53: catégorie des sources produites par le croisement d'un panneau; trajectoire 54: catégorie des sources produites par le croisement d'un lampadaire; et - trajectoire 55: catégorie des sources produites par un véhicule dépassant celui dans lequel est installé le dispositif selon l'invention.
Les trajectoires types 50, 51, 52, 53, 54 et 55 de la Fig.5 sont des représentations schématiques, volontairement simplifiées afin de faciliter la compréhension de la présente invention.
Conformément à l'invention, lorsqu'au moins une source lumineuse présente dans les images fournies par la caméra 10 est détectée comme ayant une trajectoire du type 50, 51, 53 ou 55, l'unité de traitement 11 délivre au circuit de commutation 12 une information CP commandant une commutation des projecteurs d'éclairage 13 de l'état feux de route vers l'état feux de croisement .
On notera ici que les trajectoires types 50 à 55 montrées à la Fig.5 sont données à titre d'exemple pour un véhicule circulant sur une route rectiligne. Dans le cas d'une route avec virage, il est effectué par les algorithmes de l'invention un calcul de correction de trajectoire de manière à construire une trajectoire théorique équivalente à celle qui serait obtenue avec une route rectiligne.
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, la correction de 10 trajectoire est effectuée notamment en fonction de l'angle au volant et de la vitesse.
Selon un autre mode de réalisation préféré de l'invention, des coordonnées GPS associées à une cartographie détaillant la forme de la route sont utilisées pour calculer la correction de trajectoire.
De préférence, la classification de la source par rapport à la trajectoire suivie par celle-ci fait appel à une détection du quadrant (ou des quadrants) de l'image dans lequel se trouve la trajectoire et à une détection de l'évolution générale de cette trajectoire, c'est-à-dire, de la gauche vers la droite de l'image, de la droite vers la gauche de l'image, du haut vers le bas de l'image ou du bas vers le haut de l'image.
Notons cependant que l'invention n'est pas limitée à la méthode exposée ci-dessus pour classer la source par rapport à la trajectoire suivie par celle-ci. En effet, l'homme du métier pourra utiliser, selon l'application envisagée de la présente invention, différentes autres techniques connues telles que par exemple des calculs de distances ou de corrélation entre la trajectoire de la source et les trajectoires types 50 à 55.
Notons ici qu'une discrimination précise entre les trajectoires types 50, 51 et 52 présente peu d'intérêt compte tenu que les détections de ces trajectoires types 50, 51 et 52 conduisent toutes à une même commande sur les projecteurs d'éclairage 13, à savoir, une commutation de l'état feux de route vers l'état feux de croisement .
Le cas d'une source produite par les feux arrière d'un véhicule qui précède sur la route celui dans lequel est installé le dispositif selon l'invention conduit à une trajectoire particulière qui n'est pas représentée à la Fig.5. En effet, cette situation produit une trajectoire ayant un comportement variable mais qui possède néanmoins des aspects caractéristiques autorisant une discrimination par rapport aux autres trajectoires 50 à 55. Parmi ces aspects caractéristiques, signalons un mouvement vertical (tangage) quasi nul du déplacement relatif entre les deux véhicules et un mouvement latéral qui peut être conséquent (lors d'un virage par exemple). Les algorithmes implémentant le procédé selon l'invention sont conçus de manière à détecter la présence de ces aspects caractéristiques dans les trajectoires relevées, par exemple, à travers des calculs de gradients.
Dans la suite, pour des raisons de commodité dans la description de l'invention, il est convenu que les sources produites dans la situation décrite dans le paragraphe ci-dessus font partie d'une catégorie de sources à laquelle correspond une trajectoire type 56 . Bien entendu, conformément à l'invention, les première et seconde techniques décrites ci-dessus, pour discriminer entre elles les différentes sources lumineuses présentes dans les images successives de scènes nocturnes de route, peuvent avantageusement être employées de manière associée. Une telle association des deux techniques renforce les performances de la discrimination. En effet, dans le cas par exemple où une source lumineuse réfléchie due à un panneau n'est pas éliminée par la première technique, elle sera détectée et éliminée par la seconde technique qui détectera une trajectoire type 53.
En référence à la Fig.6, il est maintenant décrit un exemple d'algorithme de traitement, implanté dans l'unité de traitement 11, qui est plus particulièrement adapté à une mise en oeuvre du procédé selon l'invention avec une caméra de type CCD commandable.
L'algorithme de traitement montré à la Fig.6 comprend des étapes de traitement El à El0, E21 et des étapes de stockage E20, E40, E50 et E70.
L'algorithme démarre à l'étape El par l'acquisition d'une image IMI. L'image IMI est produite par la caméra CCD 10 et représente une scène nocturne de route.
A l'étape El, la caméra CCD 10 fonctionne en automatique, c'est-à-dire, avec un réglage automatique de l'obturateur et du gain, et fournit, du fait des conditions critiques de luminosité, une image IMI comportant des effets de saturation, d'éblouissement et de traînées verticales.
A l'étape E2, l'image IMI est binarisée à partir d'un seuil de saturation SI de façon à obtenir une image IMI 0 clans laquelle sont éventuellement présentes des sources lumineuses saturées.
La binarisation de l'étape E2, avec le seuil SI, permet d'obtenir une image IMI 0 dans laquelle le bruit est éliminé de manière importante. Dans l'image IMI 0, des sources lumineuses incidentes et des sources lumineuses réfléchies peuvent être présentes. Notons toutefois que le seuil SI ne permet pas d'éliminer totalement les effets d'éblouissement et de traînées verticales qui peuvent donc persister dans l'image IMI O. Par exemple, pour des images numériques IMI dont les pixels sont représentéssur 8 bits, le seuil de saturation SI est de préférence défini à une valeur de 255 approximativement.
Dans le cas où des sources lumineuses saturées S10t_k sont effectivement présentes dans l'image IMI 0, celles-ci sont extraites de l'image et sont stockées temporairement, étape E20, dans la mémoire de stockage 23 de l'unité de traitement 11.
Dans le cas contraire, c'est-à-dire, si aucune source lumineuse saturée n'est détectée dans l'image IMb0, l'étape conditionnelle E21 est prévue de manière à boucler le processus sur l'étape E1.
A l'étape E3, une image IM2 est acquise avec la caméra CCD 10 réglée pour un temps d'exposition faible. Le réglage de la caméra CCD 10 est commandé par le module logiciel de gestion d'obturateur 112.
L'image IM2 obtenue est ensuite binarisée avec un seuil de filtrage S2, étape E4, pour obtenir une image IM20. Le réglage de la caméra CCD 10 sur un temps d'exposition faible et le seuil de filtrage S2 autorisent l'obtention d'une image IM20 dans laquelle n'apparaissent que les sources lumineuses incidentes. Les images IM2b et IM2d montrées aux Figs.4B et 4D constituent des exemples de l'image IM20 qu'il est possible d'obtenir à l'étape E4.
Les sources lumineuses S20t=k présentes dans l'image IM20 sont extraites à l'étape E4 et sont ensuite stockées temporairement, étape E40, dans la mémoire de stockage 23.
A l'étape E5, il est effectué une mise en correspondance des sources S10t=k et S20t_k extraites aux étapes E2 et E4 de manière éliminer les sources lumineuses réfléchies et celles dues au bruit. Les sources lumineuses incidentes validées à cette étape E5 comme effectivement présentes dans l'image IMI sont désignées St_k dans les paragraphes suivants.
Nous convenons ici que l'ensemble des images IM1, IM2, IM10 et IM20 obtenues dans une même boucle de traitement sont représentatives d'une scène nocturne de route à l'instant t=k. Les sources lumineuses incidentes St=k extraites à l'étape E5 sont donc celles présentes dans la scène nocturne de route à l'instant t=k.
Après leur extraction à l'étape E5, les sources lumineuses incidentes 10 St=k sont stockées temporairement, étape E50, dans la mémoire de stockage 23.
L'étape E6 réalise ensuite une mise en correspondance temporelle entre les sources St_k et celles St_k_1 extraites dans la boucle de traitement précédente. Des algorithmes de mise en correspondance temporelle sont connus dans l'état de la technique et ne seront donc pas détaillés ici.
La correspondance temporelle ayant été obtenue à l'étape E6, il est effectué à l'étape E7 une détermination des nouveaux points à incorporer dans les trajectoires relevées. Ainsi, par exemple, lorsqu'une source détectée dans la boucle de traitement d'indice t=k était déjà présente lors de la boucle de traitement précédente d'indice t=k-1, le relevé de la trajectoire de cette source est poursuivi avec l'incorporation d'un nouveau point dans celle-ci. De manière différente, lorsqu'une source détectée dans la boucle de traitement d'indice t=k est nouvelle, ce qui signifie qu'elle n'était pas présente dans les boucles de traitement précédentes, l'algorithme démarre alors, avec le premier point déterminé, le relevé de la trajectoire de cette source.
De préférence, à l'étape E7, la détermination des points de trajectoire fait appel à des moyens de filtrage prédictifs, tel qu'un filtre de Kalman, afin d'obtenir une meilleure extraction des points de trajectoire par rapport au bruit additionnel.
Le traitement effectué à l'étape E7 incorpore également un calcul de correction de trajectoire pour la prise en compte des virages. Comme indiqué ci-dessus dans la partie de la demande relative à la description de la Fig.5, la correction de trajectoire peut être effectuée en fonction de l'angle au volant, de la vitesse et/ou en fonction de coordonnées GPS associées à une cartographie détaillant la forme de la route.
A l'étape E70, les points de trajectoire corrigés sont stockés temporairement dans la mémoire 23 avec les points calculés dans les boucles de traitement précédentes.
A l'étape E8, une comparaison est effectuée entre les trajectoires relevées et les trajectoires types afin de classer les sources lumineuses correspondantes dans les catégories définies précédemment en référence à la Fig.5, à savoir: - trajectoire type 50: catégorie des sources produites par le croisement d'un véhicule venant d'en face; - trajectoire type 51: catégorie des sources produites par le croisement d'un véhicule venant d'un virage à gauche; - trajectoire type 52: catégorie des sources produites par le croisement d'un véhicule venant d'un virage à droite; trajectoire type 53: catégorie des sources produites par le croisement d'un panneau; - trajectoire type 54: catégorie des sources produites par le croisement d'un lampadaire; - trajectoire type 55: catégorie des sources produites par un véhicule dépassant celui dans lequel est installé le dispositif selon l'invention; et - trajectoire type 56: catégorie des sources produites par un véhicule qui précède sur la route celui dans lequel est installé le dispositif selon l'invention.
L'étape E9, exécutée à la suite de l'étape E8, commande la commutation des projecteurs d'éclairage 13 de l'état feux de route à l'état feux de croisement lorsque l'une des catégories de sources correspondant aux trajectoires types 50, 51, 52, 55 et 56 est détectée.
La poursuite / fin du traitement est détectée à l'étape E10. L'étape El0 autorise une exécution en boucle des étapes El à E9 tant qu'aucune commande de fin de traitement n'est détectée.
En référence à la Fig.7, il est maintenant décrit un autre exemple d'algorithme de traitement, implanté dans l'unité de traitement 11, qui est plus particulièrement adapté à la mise en oeuvre du procédé selon l'invention avec une caméra de type HDR CMOS.
L'algorithme de traitement montré à la Fig.7 comprend des étapes de traitement El', E2' et E5' à El0' et des étapes de stockage E100', E20', E50' et E70'.
Les étapes de traitement E5' à E10' et les étapes de stockage E50' et E70' sont analogues aux étapes E5 à E10, E50 et E70 décrites précédemment en référence à la Fig.6 et ne seront donc pas décrites de nouveau ici.
L'algorithme de la Fig.7 démarre à l'étape El' par l'acquisition d'une image IMI'. L'image IMI' est produite par la caméra CMOS 10 et représente 10 une scène nocturne de route.
L'image IMI' fournie par la caméra CMOS 10 est en grande partie exempte des effets d'éblouissement et de traînées verticales qui affectent l'image IMI obtenue avec une caméra CCD. En effet, les caméras CCD sont, de part la sérialisation de leur données, bien plus sensibles aux effets d'éblouissement et de traînées verticales que les caméras CMOS, dans des conditions de luminosité critiques.
La caméra CMOS 10 est ici équipée d'une sortie numérique directe apte à délivrer l'image IM1' dans sa totalité ou à délivrer des portions de celle-ci directement adressables. Par exemple, dans ce mode de réalisation préféré, l'image IMI' est directement disponible sur un bus de grande dynamique (supérieur à 8 bits) en sortie de la caméra CMOS 10.
Comme montré à la Fig.7, l'étape de stockage E100' autorise un stockage de l'image IMI' dans la mémoire de stockage 23 de l'unité de traitement 11. En variante, l'image IM1' peut être stockée dans une mémoire RAM interne de la caméra CMOS 10.
A l'étape E2', à partir de l'image IMI' disponible sous forme numérique, il est possible d'obtenir, par des sélections de plages de bits, des images IM10' et IM20' sur 8 bits globalement équivalentes aux images IM10 et IM20 décrites en référence à la Fig.6. Ces images IMI 0' et IM20' correspondent aux images IMIO et IM20 obtenues par une binarisation d'une image IMI à partir des seuils SI et S2.
Toujours à l'étape E2', il est procédé à l'extraction des sources lumineuses S10t_k et S20t=k présentes respectivement dans les images IMI 0' et IM20'. Une fois extraites, ces sources lumineuses S10t=k et S20t=k sont ensuite stockées temporairement, étape E20'.
Le processus de traitement se poursuit ensuite par l'exécution des étapes E5' à El0', et E50', E70', de manière analogue au traitement effectué aux étapes E5 à El0, et E50, E70 de l'algorithme de la Fig.6.
Bien entendu, la présente invention ne se limite pas aux détails des modes de réalisation décrits ici à titre d'exemple, mais s'étend au contraire aux modifications à la portée de l'homme du métier sans sortir du cadre de l'invention.
Ainsi, l'homme du métier pourra, bien entendu, utiliser une caméra CCD ou CMOS de résolution supérieure à 8 bits, par exemple lorsqu'une telle caméra équipe déjà le véhicule et peut être partagée par son application initiale avec le dispositif selon la présente invention.
Notons également que la présente invention est adaptée à une détection des zones urbaines pour la commande des projecteurs d'éclairage vers un état feux de croisement OU un état feux de position .
Conformément à l'invention, dans une telle application, la zone urbaine est détectée par une mesure de la vitesse de l'obturateur de la caméra fonctionnant en mode automatique. En effet, du fait des lampadaires présents dans les zones urbaines, la vitesse de l'obturateur est sensiblement plus rapide que celle constatée sur une route non éclairée ou peu éclairée.

Claims (19)

REVENDICATIONS
1. Procédé pour commander une commutation automatique de projecteur d'éclairage (13) dans un véhicule, notamment un véhicule automobile, d'un premier état d'éclairement (HB) vers un second état d'éclairement (LB), ledit procédé étant mis en oeuvre en conduite nocturne dans ledit véhicule, comprenant des étapes de: - acquisition (El; E1') d'une pluralité d'images (IM1; IMI') représentant des scènes nocturnes de route successives; - traitement d'images (E2 à E8; E2' à E8') pour détecter à partir d'un nombre prédéterminé d'images successives de ladite pluralité d'images (IM1; IM1') une condition de circulation demandant une commutation desdits projecteurs d'éclairage (13) dudit premier état d'éclairement (HB) vers ledit second état d'éclairement (LB) ; et commande (E9) desdits projecteurs d'éclairage (13) vers ledit second état d'éclairement (LB) lorsque ladite condition de circulation est détectée.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite 20 étape de traitement d'images (E2 à E8; E2' à E8') comporte: - une sous-étape (E5; E5') d'extraction de une ou plusieurs sources lumineuses présentes dans lesdites images successives (IM1; IMI') ; et pour chacune desdites sources lumineuses extraites, - une sous-étape (E6, E7; E6', E7') de relevé d'une trajectoire à partir des positions successives occupées par la source lumineuse extraite dans lesdites images successives (IM1; IMI') ; et - une sous-étape (E8; E8') de comparaison de ladite trajectoire relevée à une pluralité de trajectoires types (50 à 56) afin de déterminer une catégorie de sources à laquelle appartient ladite source lumineuse extraite; et - une sous-étape (E8; E8') de détection de ladite condition de circulation à partir d'au moins une catégorie de sources déterminée à laquelle appartient au moins une dite source lumineuse extraite.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite sousétape d'extraction de sources lumineuses (E5; E5') est précédée par une étape de suppression (E2 à E5; E2', E5') d'une ou plusieurs sources lumineuses réfléchies éventuellement présentes dans l'image traitée (IM1; IMI').
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que dans ladite étape de suppression de sources lumineuses réfléchies (E2 à E5; E2', E5'), la suppression desdites sources lumineuses réfléchies est obtenue à l'aide d'une comparaison (E2, E4; E2') de l'image traitée (IM1; IMI') à au moins un seuil (SI, S2).
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que ladite sous-étape de relevé de trajectoire (E6, E7; E6', E7') comporte une mise en correspondance temporelle (E6; E6') des sources lumineuses extraites de l'image en cours de traitement (St=k) avec des sources lumineuses extraites d'une image traitée précédemment (St-k_,).
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que dans ladite sous-étape de comparaison (E8; E8'), il est déterminé, pour ladite trajectoire relevée, une catégorie de sources parmi les suivantes: - catégorie (50) des sources produites par le croisement d'un véhicule venant d'en face; - catégorie (51) des sources produites par le croisement d'un véhicule venant d'un virage à gauche; - catégorie (52) des sources produites par le croisement d'un véhicule venant d'un virage à droite; - catégorie (53) des sources produites par le croisement d'un 30 panneau; - catégorie (54) des sources produites par le croisement d'un lampadaire; - catégorie (55) des sources produites par un véhicule dépassant celui dans lequel est mis en oeuvre ledit procédé ; et catégorie (56) des sources produites par un véhicule qui précède sur la route celui dans lequel est mis en oeuvre ledit procédé.
7. Dispositif pour commander une commutation automatique de projecteur d'éclairage (13) dans un véhicule, notamment un véhicule automobile, d'un premier état d'éclairement (HB) vers un second état d'éclairement (LB), ledit dispositif étant activé en conduite nocturne dans ledit véhicule, comprenant: - des moyens (10) d'acquisition d'une pluralité d'images (IM1; IMI') 10 représentant des scènes nocturnes de route successives; - des moyens (11, 110) de traitement d'images pour détecter à partir d'un nombre prédéterminé d'images successives de ladite pluralité d'images (IM1; IMI') une condition de circulation demandant une commutation desdits projecteurs d'éclairage (13) dudit premier état d'éclairement (HB) vers ledit second état d'éclairement (LB) ; et - des moyens (11, 12) de commande desdits projecteurs d'éclairage (13) vers ledit second état d'éclairement (LB) lorsque ladite condition de circulation est détectée.
8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdits moyens de traitement d'images (10, 110) comprennent: - des moyens (110) d'extraction de une ou plusieurs sources lumineuses présentes dans lesdites images successives (IM1; IMI') ; et - des moyens (110) de relevé d'une trajectoire pour chacune desdites sources lumineuses extraites à partir des positions successives occupées par la source lumineuse extraite dans lesdites images successives (IM1; IMI') ; et - des moyens (110) de comparaison de ladite trajectoire relevée à une pluralité de trajectoires types (50 à 56), pour chacune desdites sources lumineuses extraites, afin de déterminer une catégorie de sources à laquelle appartient ladite source lumineuse extraite; et - des moyens (110) de détection de ladite condition de circulation à partir d'au moins une catégorie de sources déterminée à laquelle appartient au moins une dite source lumineuse extraite.
9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend également des moyens (110, 112) de suppression d'une ou plusieurs sources lumineuses réfléchies éventuellement présentes dans l'image traitée (IM1; IM1'), lesdits moyens de suppression de sources lumineuses réfléchies (110, 112) effectuant leur opération de suppression avant l'opération effectuée par lesdits moyens d'extraction de sources lumineuses (110).
10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que lesdits moyens de suppression de sources lumineuses réfléchies (110, 112) effectuent leur opération de suppression desdites sources lumineuses réfléchies à l'aide d'une comparaison de (l'image traitée à au moins un seuil (SI, S2).
11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend également des moyens de mise en correspondance temporelle (110) des sources lumineuses extraites de l'image en cours de traitement (IM1 IMI' ; St-4) avec des sources lumineuses extraites d'une image traitée précédemment (IM1; IMI' ; St=k_,) .
12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 à 11, caractérisé en ce que dans lesdits moyens de comparaison (110) déterminent, pour ladite trajectoire relevée, une catégorie de sources parmi les suivantes: - catégorie (50) des sources produites par le croisement d'un véhicule venant d'en face; - catégorie (51) des sources produites par le croisement d'un véhicule venant d'un virage à gauche; catégorie (52) des sources produites par le croisement d'un véhicule venant d'un virage à droite; - catégorie (53) des sources produites par le croisement d'un panneau; - catégorie (54) des sources produites par le croisement d'un lampadaire; - catégorie (55) des sources produites par un véhicule dépassant celui dans lequel est mis en oeuvre ledit procédé ; et - catégorie (56) des sources produites par un véhicule qui précède sur la route celui dans lequel est mis en oeuvre ledit procédé.
13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 à 12, caractérisé en ce que lesdits moyens (10, 11, 110, 112, 12) sont aptes à une commande de commutation automatique de projecteur d'éclairage (13) d'un état d'éclairement feux de route (HB) vers un état d'éclairement feux de croisement (LB).
14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 à 13, caractérisé en ce que lesdits moyens d'acquisition d'images comprennent une caméra de type CCD (10).
15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 à 14, caractérisé en ce que lesdits moyens d'acquisition d'images comprennent une caméra de type CMOS (10).
16. Dispositif selon la revendication 14 ou 15, caractérisé en ce que ladite caméra (10) est partagée avec au moins un autre dispositif (11, 111) équipant ledit véhicule.
17. Moyen de stockage d'information, caractérisé en ce qu'il mémorise un ou plusieurs programmes (PROG) dont l'exécution autorise une mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6.
18. Moyen de stockage d'information selon la revendication 17, caractérisé en ce qu'il comprend une mémoire volatile et/ou une mémoire non-volatile et/ou un disque dur et/ou une disquette et/ou un CD-ROM.
19. Programme d'ordinateur sur un moyen de stockage d'information, comportant une ou plusieurs séquences d'instructions exécutables par un microprocesseur et/ou un ordinateur, l'exécution desdites séquences d'instructions autorisant une mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6.
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