FR3039918A1 - Dispositif et procede d'aide au stationnement pour un vehicule automobile. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé d'aide au stationnement pour un véhicule automobile comprenant: a) l'acquisition (E12) de données de perception de l'environnement intérieur et extérieur d'un espace de stationnement; b) la génération d'une cartographie 3D dudit environnement, à partir des données de perception; c) la détermination (E13), à partir de la cartographie 3D générée, d'un couloir de navigation pour le véhicule à l'extérieur de l'espace de stationnement (VOIE_NAVIGABLE_EXT_k) et d'un couloir de navigation pour le véhicule à l'intérieur dudit espace; d) le calcul (E14) d'une première trajectoire de parking admissible pour le véhicule dans le couloir de navigation déterminé à l'extérieur de l'espace de stationnement et d'une deuxième trajectoire de parking admissible pour le véhicule dans le couloir de navigation déterminé à l'intérieur de l'espace de stationnement; e) la projection (E17) d'un ou plusieurs faisceaux lumineux aptes à matérialiser les première et deuxième trajectoires de parking admissibles calculées.

Description

Dispositif et procédé d’aide au stationnement pour un véhicule automobile L’invention concerne un procédé et un dispositif d’aide au stationnement d’un véhicule automobile, conçus pour assister l’action de garer le véhicule dans un espace de stationnement, en particulier dans un espace de stationnement étroit. L’action de garer son véhicule, par exemple dans un espace de stationnement exigu, tel une place de garage, est communément une source d’appréhension chez la plupart des conducteurs, en particulier pour les jeunes conducteurs et pour les personnes âgées.

Des solutions visant à équiper le véhicule avec des capteurs et actionneurs pour permettre au véhicule de se localiser et/ou de visualiser son environnement sont déjà bien connues, en particulier des solutions sont déjà proposées sous des appellations commerciales diverses permettant de rendre le véhicule totalement autonome pendant la manœuvre de parking, notamment pour le parking complètement autonome en créneau, marche avant ou marche arrière, dans des espaces ouverts.

On connaît déjà des dispositifs d’assistance au parking, notamment par l’exemple qu’en donne le document de brevet FR2875935, dans lequel la position du véhicule à son emplacement de garage est déterminée pour pouvoir assister le conducteur pour la phase finale de la manœuvre de parking. Ce document enseigne d’utiliser des capteurs à ultrasons pour détecter le positionnement du véhicule dans l’emplacement de garage, et de définir une trajectoire du véhicule pour terminer la manœuvre de parking en fonction du positionnement détecté. Cependant, l’utilisation de tels capteurs n’est pas du tout appropriée pour des emplacements particulièrement étroits, comme cela est classiquement le cas pour les espaces de stationnement en milieu urbain. En outre, la solution divulguée dans ce document concerne uniquement une assistance dans la phase finale de la manœuvre de parking et ainsi, ni la trajectoire extérieure du véhicule correspondant à la phase d’approche de l’emplacement de garage, ni l’emplacement de garage en tant que tel ne sont considérés.

On connaît encore du document de brevet DE102012016867, une solution d’assistance au parking impliquant la mise en œuvre d’un moyen de communication entre le véhicule et un dispositif communiquant sans fil équipant le garage, de façon à aider le véhicule à se localiser dans son environnement. Toutefois, cette solution est coûteuse à mettre en place puisqu’elle suppose une communication entre le véhicule et le garage.

On connaît aussi du document de brevet EP2580097, un procédé d’aide à une manœuvre de parking sur une place de stationnement pour un conducteur d’un véhicule automobile, qui suppose une étape d’apprentissage de l’environnement et de la manœuvre de parking. Cette étape d’apprentissage rend complexe la mise en œuvre de l’assistance à la manœuvre de parking.

On connaît également du document DE102012200625 un procédé d’assistance au conducteur pour effectuer une manœuvre de stationnement d’un véhicule comprenant une étape d’activation du processus de stationnement sur la base d’une vérification préalable de critères d’exclusion comme la présence d’un obstacle sur la trajectoire de stationnement, dont la réalisation empêche l’exécution du processus de stationnement.

Aussi, il existe un besoin pour un procédé d’aide au stationnement d’un véhicule exempt de l’un au moins des inconvénients précités et, en particulier, qui permette d’adapter de façon simple et précise la trajectoire à la configuration courante de l’environnement de manœuvre du véhicule. A cet effet, l’invention concerne un procédé d’aide au stationnement pour un véhicule automobile pour assister l’action de garer le véhicule dans un espace de stationnement, ledit procédé étant caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes lors d’une phase de stationnement du véhicule : a) l’acquisition de données de perception de l’environnement intérieur et extérieur de l’espace de stationnement ; b) la génération d’au moins une cartographie 3D de l’environnement intérieur et extérieur de l’espace de stationnement, à partir des données de perception acquises ; c) la détermination, à partir de la cartographie 3D générée, d’au moins un couloir de navigation pour le véhicule à l’extérieur de l’espace de stationnement et d’au moins un couloir de navigation pour le véhicule à l’intérieur de l’espace de stationnement ; d) le calcul d’au moins une première trajectoire de parking admissible pour le véhicule dans le couloir de navigation déterminé à l’extérieur de l’espace de stationnement et d’au moins une deuxième trajectoire de parking admissible pour le véhicule dans le couloir de navigation déterminé à l’intérieur de l’espace de stationnement; e) la projection d’un ou plusieurs faisceaux lumineux aptes à matérialiser les première et deuxième trajectoires de parking admissibles calculées.

De préférence, le procédé comprend : - l’acquisition par le véhicule d’une image de la trace du ou des faisceaux lumineux projetés afin de visualiser la trajectoire de parking admissible correspondante, - le traitement de l’image acquise pour détecter la trajectoire de parking admissible et pour calculer une manoeuvre ou une suite de manoeuvres du véhicule appropriées à un suivi de la trajectoire de parking admissible détectée, - la commande d’actionneurs automatisés du véhicule en fonction de la suite de manoeuvres calculée de sorte à amener automatiquement le véhicule depuis une position de départ en position de stationnement.

De préférence, le procédé comprend une étape d’initialisation de la phase de stationnement du véhicule, dans laquelle on sélectionne et on mémorise un couloir de navigation initial à l’extérieur de l’espace de stationnement et un couloir de navigation initial à l’intérieur de l’espace de stationnement à partir d’une cartographie 3D générée à un instant d’initialisation.

Avantageusement, le procédé comprend la comparaison d’une cartographie 3D générée à un instant courant postérieur à l’instant d’initialisation, avec le couloir de navigation initial à l’extérieur de l’espace de stationnement, l’extraction de différences issues de la comparaison, et la détermination d’un nouveau couloir de navigation à l’extérieur de l’espace de stationnement prenant en compte les différences extraites.

Avantageusement, le procédé comprend la comparaison d’une cartographie 3D générée à un instant courant postérieur à l’instant d’initialisation, avec le couloir de navigation initial à l’intérieur de l’espace de stationnement, l’extraction de différences issues de la comparaison, et la détermination d’un nouveau couloir de navigation à l’intérieur de l’espace de stationnement prenant en compte les différences extraites.

De préférence, l’étape a) comprend l’acquisition de données de position du véhicule à l’extérieur de l’espace de stationnement, et la cartographie 3D générée à l’étape b) intègre la position du véhicule, de sorte que la première trajectoire de parking admissible est calculée en fonction de la position du véhicule.

Avantageusement, les étapes a) à e) sont réitérées à intervalles de temps réguliers pendant toute la durée de la phase de stationnement à partir d’une nouvelle acquisition de données de perception de l’environnement intérieur et extérieur de l’espace de stationnement, pour obtenir au moins une autre cartographie 3D de l’environnement intérieur et extérieur de l’espace de stationnement à chaque intervalle de temps. L’invention concerne également un dispositif d’aide au stationnement pour un véhicule automobile conçu pour assister l’action de garer le véhicule dans un espace de stationnement, caractérisé en ce qu’il comprend : - des moyens d’acquisition de données de perception de l’environnement intérieur et extérieur de l’espace de stationnement, - des moyens de traitement pour générer au moins une cartographie 3D de l’environnement intérieur et extérieur de l’espace de stationnement, à partir des données de perception fournies par les moyens d’acquisition et pour déterminer, à partir de la cartographie 3D générée, au moins un couloir de navigation pour le véhicule à l’extérieur de l’espace de stationnement et au moins un couloir de navigation pour le véhicule à l’intérieur de l’espace de stationnement, les moyens de traitement étant adaptés pour calculer au moins une première trajectoire de parking admissible pour le véhicule dans le couloir de navigation déterminé à l’extérieur de l’espace de stationnement et au moins une deuxième trajectoire de parking admissible pour le véhicule dans le couloir de navigation déterminé à l’intérieur de l’espace de stationnement, et - des moyens de projection aptes à projeter un ou plusieurs faisceaux lumineux pour matérialiser les première et deuxième trajectoires de parking admissibles calculées.

Avantageusement, le dispositif comprend au moins une caméra équipant le véhicule apte à acquérir une image de la trace du ou des faisceaux lumineux projetés afin de visualiser une trajectoire de parking admissible correspondante, un premier calculateur embarqué dans le véhicule apte à analyser l’image acquise pour détecter la trajectoire de parking admissible et pour calculer une manoeuvre ou une suite de manoeuvres du véhicule appropriées à un suivi de la trajectoire de parking admissible détectée, et au moins un deuxième calculateur embarqué dans le véhicule apte à commander des actionneurs automatisés du véhicule en fonction de la suite de manoeuvres calculée de sorte à amener automatiquement le véhicule depuis une position de départ en position de stationnement.

De préférence, les moyens d’acquisition de données de perception de l’environnement intérieur et extérieur de l’espace de stationnement comprennent au moins un capteur LIDAR, au moins une caméra RGB-D ou au moins une source de lumière structurée permettant de projeter un motif de lumière structurée et au moins une caméra pour capturer une image du motif de lumière structurée projeté.

Avantageusement, les moyens de projection aptes à projeter un ou plusieurs faisceaux lumineux pour matérialiser les trajectoires de parking admissibles calculées comprennent au moins un émetteur de faisceau laser apte à projeter au sol la trajectoire de parking admissible sous la forme d’une ligne continue ou d’une succession de points fixes ou mobiles. D’autres particularités et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description faite ci-après d’un mode de réalisation particulier de l’invention, donné à titre indicatif mais non limitatif, en référence aux figures annexées dans lesquelles : la Figure 1 illustre un exemple d’aménagement de l’environnement de l’espace de stationnement, ainsi que du véhicule automobile, nécessaire à la mise en oeuvre de la présente invention, la Figure 2 illustre un schéma de principe d’une phase d’initialisation du procédé de l’invention ; la Figure 3 illustre un schéma de principe des étapes mises en oeuvre dans le procédé de l’invention pour réaliser la manoeuvre de parking à l’extérieur de l’espace de stationnement ; la Figure 4 illustre un schéma de principe des étapes mises en oeuvre dans le procédé de l’invention pour réaliser la manoeuvre de parking à l’intérieur de l’espace de stationnement.

La figure 1 illustre un exemple d’environnement à l’extérieur d’un espace de stationnement 10 dans lequel un véhicule 20 est prévu pour être garé. L’espace de stationnement 10 correspond typiquement à l’espace de stationnement habituel pour le véhicule 20. L’espace de stationnement 10 est constitué selon l’exemple d’une place de parking aménagée à l’intérieur d’un garage 11 ou plus généralement d’un bâtiment destiné à abriter des véhicules. Le garage 11 peut par exemple être muni d’une porte 12 donnant accès depuis l’extérieur du bâtiment à la place de parking aménagée à l’intérieur. Conformément à l’invention, on fournit, à l’extérieur du garage 11, un premier émetteur 13 apte à émettre un ou plusieurs faisceaux lumineux de façon à projeter au sol et ainsi la matérialiser, une première trajectoire de parking 14 admissible pour le véhicule (i.e. sans obstacles). L’émetteur 13 comprend préférentiellement une ou plusieurs sources aptes à émettre chacune un faisceau de type Laser. Le faisceau ainsi projeté au sol par l’intermédiaire de l’émetteur 13 forme une trace lumineuse au sol, de préférence sous la forme d’une ligne continue, définissant la première trajectoire de parking admissible 14 à suivre par le véhicule à l’extérieur de l’espace de stationnement 10, entre une position de départ, correspondant par exemple à une position d’arrivée du véhicule dans un environnement relativement proche de l’espace de stationnement 10 mais tout de même relativement éloigné de son entrée, et une position intermédiaire de stationnement, correspondant par exemple à une position d’arrivée du véhicule immédiatement devant l’entrée de l’espace de stationnement 10, typiquement immédiatement en face de la porte 12 du garage.

De manière alternative, la trace lumineuse générée par l’émetteur 13 peut être constituée d’une succession de points lumineux fixes définissant cette première trajectoire de parking admissible 14 à suivre, ou encore par un ou plusieurs points lumineux mobiles le long de cette première trajectoire de parking 14. L’émetteur 13 de faisceau laser est agencé à l’extérieur de l’espace de stationnement 10, par exemple il peut être fixé sur une façade extérieure du garage 11 dans lequel l’espace de stationnement 10 est aménagé, par exemple à proximité de l’entrée donnant accès à l’espace de stationnement 10, à un endroit approprié tel qu’il permet de projeter au sol la première trajectoire de parking 14 à suivre pour le véhicule 20 depuis sa position de départ vers la position intermédiaire de stationnement.

Si la projection au sol de la première trajectoire de parking 14 à suivre entre la position de départ et la position intermédiaire de stationnement est au moins partiellement obturée par un obstacle, il peut être avantageux, dans ce cas, d’installer plusieurs émetteurs de faisceau laser, tels que l’émetteur 13, à l’extérieur de l’espace de stationnement 10. Ainsi, comme illustré à la figure 1, un obstacle 01 s’étendant dans la zone entre les positions de départ et intermédiaire de stationnement, empêche la matérialisation correcte de la trajectoire de parking 14 à suivre par le seul émetteur 13. Aussi, pour pallier ce problème, on fournit un deuxième émetteur 13’ de faisceau laser à l’extérieur de l’espace de stationnement 10, par exemple fixé sur une façade extérieure d’un bâtiment 11’ situé à proximité de l’espace de stationnement 10. On choisit l’emplacement des premier et deuxième émetteurs 13, 13’ de faisceau laser de sorte que les traces laser combinées des deux émetteurs 13 et 13’ puissent permettre de matérialiser au sol toute la première trajectoire de parking 14 à suivre par le véhicule 20 entre ses positions de départ et intermédiaire de stationnement, en tenant compte de la position de l’obstacle 01.

Nous allons maintenant décrire plus en détail la problématique de génération de la trajectoire de parking admissible pour le véhicule dans l’environnement considéré dans l’exemple de la figure 1, c’est-à-dire concernant le mode de réalisation de l’invention avec un espace de stationnement 10 fermé, constitué par une place de parking agencée à l’intérieur d’un garage fermé par une porte.

Tout d’abord, la génération de la trajectoire de parking admissible repose sur la mise en oeuvre d’un système de perception de l’environnement extérieur et intérieur de l’espace de stationnement. Ce système de perception comprend des moyens d’acquisition de données de perception de l’environnement intérieur et extérieur de l’espace de stationnement, permettant d’établir une cartographie 3D de l’environnement extérieur et intérieur de l’espace de stationnement. Un tel système de perception de l’environnement peut être basé sur l’utilisation de plusieurs techniques connues en soit, permettant de créer des nuages de points 3D représentant les points de surface des différents objets de l’environnement. Il est destiné à équiper l’intérieur et l’extérieur de l’espace de stationnement dans un but de reconnaissance de l’environnement intérieur et extérieur de l’espace de stationnement et des obstacles qui y sont présents.

Ainsi, selon un premier mode de réalisation, le système de perception de l’environnement peut être basé sur l’utilisation d’un ou plusieurs capteurs LIDAR (de l’anglais « Light Détection And Ranging »). La mesure de la distance par la technologie LIDAR est basée sur l’analyse des propriétés d’un faisceau de lumière renvoyé vers son émetteur. Pour l’obtention d’une cartographie 3D, on peut utiliser des capteurs LIDAR de type monocouche fixés sur un axe pivotant permettant un balayage dans le plan vertical ou directement de type multicouches, conçus pour obtenir directement la structure 3D de l’environnement sous la forme d’un nuage de points 3D, tels que par exemple les capteurs LIDAR commercialisés sous la marque Velodyne®.

Un autre mode de réalisation permettant d’acquérir des données de perception de l’environnement sous la forme d’un nuage de points 3D, est basé sur l’utilisation d’une source de lumière structurée permettant de projeter un motif de lumière structurée et d’une caméra, en tant que capteur de perception, pour capturer une image du motif de lumière structurée projeté.

Un autre mode de réalisation permettant d’acquérir des données de perception de l’environnement sous la forme d’un nuage de points 3D, est basé sur l’utilisation d’une caméra équipée d’un capteur de type RGB-D, qui intègre l’information de profondeur en plus de l’information de couleur de chaque pixel.

Aussi, chacune des techniques exposées ci-dessus peut être utilisée dans le cadre de la présente invention afin de fournir directement (ou après un prétraitement) des données de perception de l’environnement sous la forme de points 3D.

Ces données sont transmises à une unité de traitement de données et de calcul, préférentiellement embarquée sur le véhicule, qui peut par exemple comprendre un microprocesseur intégré dans une unité de commande électronique de type ECU (de l’anglais « Electronic Control Unit »). L’unité de traitement reçoit donc les données de perception de l’environnement en provenance des moyens d’acquisition de ces données et réalise une cartographie 3D globale de l’environnement intérieur et extérieur de l’espace de stationnement, à partir des données de perception acquises. Cette cartographie 3D va permettre de déterminer des couloirs navigables, constitués des zones sans obstacles de l’environnement dans lesquelles le véhicule peut manoeuvrer, et à partir desquels la trajectoire de parking admissible pour le véhicule peut être calculée. Les moyens de projection constitués du ou des émetteurs laser va alors permettre de projeter au sol cette trajectoire de parking ainsi calculée sous la forme d’une ligne continue ou d’une succession de points fixes ou mobiles, comme expliqué précédemment.

Le véhicule sera préférentiellement équipé d’une caméra avant 21 et optionnellement d’une caméra arrière pour la détection des projections lumineuses au sol, en particulier pour la détection des trajectoires de parking admissibles matérialisées au sol par le ou les faisceaux laser émis à partir du ou des émetteur.

Concernant encore l’équipement du véhicule 20 nécessaire à la mise en œuvre d’un mode de stationnement autonome, le véhicule 20 est équipé avec des calculateurs et des interfaces électriques/électroniques pour pouvoir commander des actionneurs agissant sur la direction, l’accélération, le freinage et le frein à main de manière automatique. Le passage en mode de commande automatique du véhicule pour la mise en œuvre du stationnement autonome peut être activé, soit par une commande appropriée via une interface homme-machine du véhicule, soit par une position dédiée du levier de vitesse. Dans ce cas, une position du levier de vitesse existe nommée « Parking automatique ».

Le fonctionnement du procédé de l’invention va maintenant être décrit plus en détail en référence aux organigrammes des figures 2 à 5.

En référence à la figure 2, est décrite une étape d’initialisation du procédé permettant d’initialiser le système, soit à son installation, soit à chaque fois que l’environnement de l’espace de stationnement change durablement.

Ainsi, au cours de cette étape d’initialisation, le système de perception équipant l’intérieur et l’extérieur de l’espace de stationnement réalise dans une étape E01 une acquisition des données de perception 3D de l’environnement extérieur et intérieur de l’espace de stationnement. Ces données 3D de l’intérieur et de l’extérieur de l’espace de stationnement sont transmises à l’unité de traitement ECU qui réalise dans une étape E02 la superposition de ces données et réalise une cartographie 3D globale de l’environnement extérieur et intérieur de l’espace de stationnement correspondant à l’instant d’initialisation.

Toujours au cours de la phase d’initialisation, cette cartographie 3D est transmise par l’unité de traitement ECU à une interface utilisateur installée et s’exécutant par exemple sur un terminal personnel associé à l’utilisateur, tel que par exemple une tablette numérique, destinée à afficher la cartographie 3D à l’utilisateur du système, de façon à lui permettre d’interagir avec celle-ci. En particulier, dans une étape E03, l’utilisateur interagit avec l’interface utilisateur pour sélectionner dans la cartographie 3D affichée un couloir de navigation initial à l’extérieur de l’espace de stationnement VOIE_NAVIGABLE_EXT_0 et un couloir de navigation initial à l’intérieur de l’espace de stationnement VOIE_NAVIGABLE_INT_0.

Ces couloirs de navigation initiaux sélectionnés par l’utilisateur dans l’espace navigable sont transmis par l’interface utilisateur à l’unité de traitement ECU, qui les mémorise dans une étape E04.

Après l’étape d’initialisation, en mode de fonctionnement normal, les étapes suivantes sont mises en oeuvre, en référence à la figure 3, pour réaliser la manoeuvre du véhicule à l’extérieur de l’espace de stationnement. Ainsi, dans une étape E11, à l’arrivée par exemple à son domicile, une fois le véhicule amené en position de départ, proche de son espace de stationnement habituel, correspondant à la position du véhicule telle qu’illustrée sur la figure 1, le conducteur peut par exemple quitter le véhicule en mettant le levier de vitesse du véhicule sur la position dédiée, activant le mode de commande automatique du véhicule.

Dans une étape E12, un appui sur un bouton d’un boîtier de commande à distance du système de perception déclenche l’activation des moyens d’acquisition des données de perception de l’environnement équipant l’extérieur de l’espace de stationnement, qui transmettent les données de perception de l’environnement extérieur acquises à l’unité de traitement ECU, qui va générer une cartographie 3D de l’environnement extérieur à l’espace de stationnement.

En variante, l’étape E12 peut également comprendre une acquisition des données de position du véhicule à l’extérieur de l’espace de stationnement et les données de position du véhicule sont transmises à l’unité de traitement ECU en même temps que les données de perception de l’environnement extérieur. L’unité de traitement est alors conçue pour calculer, dans une étape E13, un couloir de navigation pour le véhicule à l’extérieur de l’espace de stationnement. Pour ce faire, suivant un mode de réalisation, l’unité de traitement ECU compare tout d’abord la cartographie 3D de l’environnement extérieur établie à l’instant courant, avec le couloir de navigation initial à l’extérieur de l’espace de stationnement VOIE_NAVIGABLE_EXT_0, qui a été mémorisé lors de la phase d’initialisation, puis extrait les différences. Ainsi, s’il y a par exemple des obstacles situés sur le couloir de navigation initial VOIE_NAVIGABLE_EXT_0, ils sont pris en compte et un nouveau couloir de navigation à l’extérieur de l’espace de stationnement incluant les obstacles VOIE_NAVIGABLE_EXT_k est calculé. L’unité de traitement ECU est alors conçu pour calculer, dans une étape E14 une trajectoire de stationnement admissible pour le véhicule dans le nouveau couloir de navigation calculé à l’extérieur de l’espace de stationnement VOIE_NAVIGABLE_EXT_k. Selon la variante prenant en compte la position du véhicule, cette trajectoire de parking admissible pour le véhicule est calculée en fonction de la position du véhicule, de sorte que la trajectoire de parking a comme origine la position du véhicule dans le couloir de navigation calculé à l’extérieur de l’espace de stationnement VOI E_N AVI G AB L E_EXT_k.

Dans une étape E15, on vérifie qu’une trajectoire de parking admissible à l’extérieur de l’espace de stationnement a pu être calculée. S’il n’est pas possible d’extraire une trajectoire faisable dans le couloir de navigation extérieur VOIE_NAVIGABLE_EXT_k, alors l’unité de traitement ECU transmet un message à l’utilisateur dans une étape E16, par exemple par SMS, indiquant que le véhicule ne peut pas être garé de manière automatique.

Par contre, si une trajectoire de parking admissible a pu être calculée à l’extérieur de l’espace de stationnement, soit entre la position de départ et la position intermédiaire de stationnement, l’unité de traitement ECU transmet la trajectoire ainsi calculée au système de projection constitué du ou des émetteurs laser installés à l’extérieur de l’espace de stationnement et conçus pour projeter, dans une étape E17 une trace faisceau laser au sol, qui matérialise la trajectoire à suivre par le véhicule pour arriver devant la porte de garage, comme illustré dans l’exemple de la figure 1. En variante, dans le cas où l’espace de stationnement est constitué d’une place de parking extérieure, la trajectoire de parking admissible calculée correspond à la trajectoire à suivre par le véhicule pour venir se garer en position de stationnement sur la place de parking extérieure.

Dans une étape E18, le véhicule, équipé comme décrit plus haut d’une caméra frontale 21, détecte la trace du faisceau laser projeté. Cette détection déclenche le début de la phase de parking autonome. Autrement dit, le véhicule manœuvre automatiquement pour suivre cette trace et arriver devant l’entrée du garage, comme illustré à la figure 1.

Avantageusement, tout au long de la manœuvre, une nouvelle acquisition de données de perception de l’environnement est effectuée à intervalles de temps réguliers, pour obtenir une nouvelle cartographie 3D de l’environnement extérieur de l’espace de stationnement à chaque intervalle de temps. Les étapes décrites précédemment E12 à E17 sont alors réitérées pendant toute la durée de la phase de manœuvre automatique à l’extérieur de l’espace de stationnement.

La caméra avant 21 équipant le véhicule 20 est ainsi apte à acquérir une image de la trace du faisceau lumineux afin de visualiser la trajectoire de parking. Ensuite, l’image est numérisée pour être utilisable par un logiciel de traitement d’image implémenté dans un organe de traitement équipant le véhicule, par exemple un calculateur, dédié au contrôle considéré, en l’occurrence le contrôle du stationnement automatique du véhicule. Dès lors que la trace du faisceau lumineux est détectée, la phase de stationnement automatique du véhicule est déclenchée. Le déplacement du véhicule est alors commandé automatiquement pour suivre la trace du faisceau lumineux matérialisant la première trajectoire de parking à suivre, faisant office de trajectoire de consigne pour le véhicule, et ainsi amener automatiquement le véhicule en face de l’entrée de l’espace de stationnement, soit devant la porte du garage. Pour ce faire, le calculateur dédié gère le fonctionnement du véhicule pendant cette phase de suivi de trajectoire de consigne en mode de commande automatique et effectue notamment l’acquisition des données de capteurs utiles et les calculs nécessaire pour suivre la trajectoire de consigne. A cette fin, le calculateur dédié dispose notamment des informations suivantes, parmi lesquelles des informations issues des quatre capteurs œdométriques ABS/ESP, du capteur d’angle volant ou encore des capteurs d’angle roue. De plus, pour la détection des obstacles éventuels, le calculateur dédié dispose des informations fournies par la caméra avant, ainsi que par la caméra arrière, et par les capteurs à ultrasons si le véhicule en est équipé.

Suite au traitement des images successives acquises par la caméra équipant le véhicule, on est capable d’identifier la trace laser et ainsi de détecter la trajectoire de parking à suivre et de déduire la position relative de la voiture. On notera qu’il n’est pas nécessaire de connaître la position absolue du véhicule. En effet, comme le véhicule est commandé pour suivre la trajectoire projetée sur le sol, il suffit de savoir où se trouve le véhicule par rapport à cette trajectoire.

Pour pouvoir construire la trajectoire dans le repère monde réel, il faut d’abord l’identifier dans le repère image acquise par la caméra. Cette opération peut consister par exemple à identifier les points dans l’image acquise qui ont une certaine couleur caractéristique du faisceau laser émis et qui forme la projection sur le sol du faisceau laser matérialisant la trajectoire de parking à suivre.

Par exemple, l’identification et l’extraction de la trajectoire dans l’image peut comprendre les étapes suivantes. Tout d’abord, on applique sur l’image initiale acquise un filtre de couleur approprié puis, sur la même image initiale, on réalise une recherche des contours. On fusionne ensuite les deux images résultantes des deux étapes précédentes et on conserve uniquement les objets dans l’image présentant la couleur recherchée. Ensuite, on isole la trajectoire du reste des objets par sa forme particulière et on vérifie que l’objet trajectoire isolé, une fois projetée dans le repère monde réel représente une ligne courbe dont la courbure en chaque point est physiquement réalisable par véhicule, sinon on revient à l’étape consistant à isoler la trajectoire parmi le reste des objets.

Au cours du déplacement du véhicule, on cherche à savoir si la trajectoire précédemment calculée est cohérente avec celle observée et on améliore au fur à mesure la position du véhicule par rapport à la trajectoire.

Pour la mise en oeuvre du suivi de trajectoire, on pourra par exemple utiliser la méthode dénommée « Pure Pursuit » décrite dans la publication S. F. Campbelll, Steering Control of an Autonomous Ground Vehicle with

Application to the DARPA Urban Challenge. Master's thesis, u.s.a., Massachusetts Institute of Technology, 2007. Cette méthode pourra en particulier être utilisée pour fournir les commandes latérales du véhicule, tandis que la régulation de la vitesse longitudinale pourra être traitée séparément.

On va maintenant décrire, en référence à la figure 4, les étapes mises en œuvre pour réaliser la manœuvre du véhicule à l’extérieur de l’espace de stationnement. Ainsi, dans une étape E21, l’arrivée du véhicule juste devant l’entrée de l’espace de stationnement, autrement dit devant la porte du garage, correspondant à la position intermédiaire du véhicule telle qu’illustrée sur la figure 1, permet avantageusement le déclenchement de l’ouverture de la porte du garage, dans le cas où le garage dispose d’une porte. Ainsi, la porte est équipée d’un module d’ouverture de la porte, comprenant typiquement la motorisation et la commande de cette dernière pour l’ouverture/fermeture automatique de la porte, ainsi que d’un module de détection, par exemple un bouclier magnétique pour détecter l’approche du véhicule et ainsi déclencher l’ouverture de la porte. Le véhicule pourra alors contrôler que la porte est bien ouverte (par exemple via une détection au moyen de la caméra ou encore au moyen des capteurs à ultrasons).

La détection de la présence de véhicule 20 en position intermédiaire de stationnement, outre l’ouverture de la porte du garage, déclenche, dans une étape E22, l’activation des moyens d’acquisition des données de perception de l’environnement équipant l’intérieur de l’espace de stationnement, qui transmettent les données de perception de l’environnement intérieur à l’unité de traitement ECU, qui va générer une cartographie 3D de l’environnement intérieur à l’espace de stationnement. L’unité de traitement est alors conçue pour calculer, dans une étape E23, un couloir de navigation pour le véhicule à l’intérieur de l’espace de stationnement. Pour ce faire, suivant un mode de réalisation, l’unité de traitement ECU compare tout d’abord la cartographie 3D de l’environnement intérieur établie à l’instant courant, avec le couloir de navigation initial à l’intérieur de l’espace de stationnement VOIE_NAVIGABLE_INT_0, qui a été mémorisé lors de la phase d’initialisation, puis extrait les différences. Ainsi, s’il y a par exemple des obstacles situés sur le couloir de navigation initial VOIE_NAVIGABLE_INT_0, ils sont pris en compte et un nouveau couloir de navigation à l’intérieur de l’espace de stationnement incluant les obstacles VOIE_NAVIGABLE_INT_k est calculé. L’unité de traitement ECU est alors conçu pour calculer, dans une étape E24 une trajectoire de stationnement admissible pour le véhicule dans le nouveau couloir de navigation calculé à l’intérieur de l’espace de stationnement VOIE_NAVIGABLE_INT_k. De préférence, cette trajectoire admissible est calculée de sorte que la dernière position de cette trajectoire définissant la position finale de stationnement du véhicule, corresponde à la position d’un spot laser de fin de stationnement projeté par l’émetteur laser équipant l’intérieur de l’espace de stationnement à un certain endroit sur le véhicule, par exemple sur le capot, visible par la caméra frontale équipant le véhicule.

Dans une étape E25, on vérifie qu’une trajectoire de parking admissible à l’intérieur de l’espace de stationnement a pu être calculée. S’il n’est pas possible d’extraire une trajectoire faisable dans le couloir de navigation intérieur VOIE_NAVIGABLE_INT_k, alors l’unité de traitement ECU transmet un message à l’utilisateur dans une étape E26, par exemple par SMS, indiquant que la manoeuvre de parking automatique du véhicule ne peut pas être poursuivie.

Par contre, si une trajectoire de parking admissible à l’intérieur de l’espace de stationnement a pu être calculée, soit entre la position intermédiaire et la position finale de stationnement, l’unité de traitement ECU transmet la trajectoire ainsi calculée au système de projection constitué du ou des émetteurs laser équipant l’intérieur de l’espace de stationnement, conçus pour projeter, dans une étape E27, une trace laser à l’intérieur de l’espace de stationnement, par exemple au sol ou, en variante, sur un mur faisant face au véhicule, susceptible d’indiquer la trajectoire à suivre par le véhicule pour parvenir à se garer dans la position finale de stationnement. Le système de projection à l’intérieur de l’espace de stationnement comprend par exemple un émetteur laser 15 installé au dessus de la porte côté intérieur du garage comme illustré à la figure 1.

La caméra avant 21 équipant le véhicule 20 est alors apte à acquérir dans une étape E28, une image de la trace du faisceau lumineux afin de visualiser la trajectoire de parking à l’intérieur de l’espace de stationnement. Ensuite, l’image est traitée comme expliqué précédemment en référence à la réalisation de la manœuvre de parking à l’extérieur de l’espace de stationnement, et les actionneurs automatisés exécutent la manœuvre de parking à l’intérieur de l’espace de stationnement.

Enfin dans une étape E29, la manœuvre de parking est considérée terminée lorsque la caméra frontale détecte le spot laser de fin à l’endroit prédéfini.

Avantageusement, tout au long de la manœuvre, une nouvelle acquisition de données de perception de l’environnement est effectuée à intervalles de temps réguliers, pour obtenir une nouvelle cartographie 3D de l’environnement extérieur de l’espace de stationnement à chaque intervalle de temps. Les étapes décrites précédemment E22 à E27 sont alors réitérées pendant toute la durée de la phase de manœuvre automatique à l’intérieur de l’espace de stationnement.

Claims (11)

1. REVENDICATIONS

   1. Procédé d’aide au stationnement pour un véhicule automobile (20) pour assister l’action de garer le véhicule dans un espace de stationnement (10), ledit procédé étant caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes lors d’une phase de stationnement du véhicule : a) l’acquisition (E12, E22) de données de perception de l’environnement intérieur et extérieur de l’espace de stationnement ; b) la génération d’au moins une cartographie 3D de l’environnement intérieur et extérieur de l’espace de stationnement, à partir des données de perception acquises ; c) la détermination (E13, E23), à partir de la cartographie 3D générée, d’au moins un couloir de navigation pour le véhicule à l’extérieur de l’espace de stationnement (VOIE_NAVIGABLE_EXT_k) et d’au moins un couloir de navigation pour le véhicule à l’intérieur de l’espace de stationnement (VOIE_NAVIGABLE_INT_k); d) le calcul (E14, E24) d’au moins une première trajectoire de parking admissible pour le véhicule dans le couloir de navigation déterminé à l’extérieur de l’espace de stationnement et d’au moins une deuxième trajectoire de parking admissible pour le véhicule dans le couloir de navigation déterminé à l’intérieur de l’espace de stationnement; e) la projection (E17, E27) d’un ou plusieurs faisceaux lumineux aptes à matérialiser les première et deuxième trajectoires de parking admissibles calculées.
2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il comprend : - l’acquisition (E18, E28) par le véhicule d’une image de la trace du ou des faisceaux lumineux projetés afin de visualiser la trajectoire de parking admissible correspondante (14), - le traitement (E18, E28) de l’image acquise pour détecter la trajectoire de parking admissible et pour calculer une manoeuvre ou une suite de manoeuvres du véhicule appropriées à un suivi de la trajectoire de parking admissible détectée, - la commande (E18, E28) d’actionneurs automatisés du véhicule en fonction de la suite de manœuvres calculée de sorte à amener automatiquement le véhicule depuis une position de départ en position de stationnement.
3. 3. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend une étape d’initialisation de la phase de stationnement du véhicule, dans laquelle on sélectionne (E03) et on mémorise (E04) un couloir de navigation initial à l’extérieur de l’espace de stationnement (VOIE_NAVIGABLE_EXT_0) et un couloir de navigation initial à l’intérieur de l’espace de stationnement (VOIE_NAVIGABLE_INT_0) à partir d’une cartographie 3D générée à un instant d’initialisation.
4. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu’il comprend la comparaison d’une cartographie 3D générée à un instant courant postérieur à l’instant d’initialisation, avec le couloir de navigation initial à l’extérieur de l’espace de stationnement (VOIE_NAVIGABLE_EXT_0), l’extraction de différences issues de la comparaison, et la détermination d’un nouveau couloir de navigation à l’extérieur de l’espace de stationnement (VOIE_NAVIGABLE_EXT_k) prenant en compte les différences extraites.
5. 5. Procédé selon les revendications 3 ou 4, caractérisé en ce qu’il comprend la comparaison d’une cartographie 3D générée à un instant courant postérieur à l’instant d’initialisation, avec le couloir de navigation initial à l’intérieur de l’espace de stationnement (VOIE_NAVIGABLE_INT_0), l’extraction de différences issues de la comparaison, et la détermination d’un nouveau couloir de navigation à l’intérieur de l’espace de stationnement (VOIE_NAVIGABLE_INT_k) prenant en compte les différences extraites.
6. 6. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’étape a) comprend l’acquisition de données de position du véhicule à l’extérieur de l’espace de stationnement, et la cartographie 3D générée à l’étape b) intègre la position du véhicule, de sorte que la première trajectoire de parking admissible est calculée en fonction de la position du véhicule.
7. 7. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les étapes a) à e) sont réitérées à intervalles de temps réguliers pendant toute la durée de la phase de stationnement à partir d’une nouvelle acquisition de données de perception de l’environnement intérieur et extérieur de l’espace de stationnement, pour obtenir au moins une autre cartographie 3D de l’environnement intérieur et extérieur de l’espace de stationnement à chaque intervalle de temps.
8. 8. Dispositif d’aide au stationnement pour un véhicule automobile (20) conçu pour assister l’action de garer le véhicule dans un espace de stationnement (10), caractérisé en ce qu’il comprend : - des moyens d’acquisition de données de perception de l’environnement intérieur et extérieur de l’espace de stationnement, - des moyens de traitement pour générer au moins une cartographie 3D de l’environnement intérieur et extérieur de l’espace de stationnement, à partir des données de perception fournies par les moyens d’acquisition et pour déterminer, à partir de la cartographie 3D générée, au moins un couloir de navigation pour le véhicule à l’extérieur de l’espace de stationnement (VOIE_NAVIGABLE_EXT_k) et au moins un couloir de navigation pour le véhicule à l’intérieur de l’espace de stationnement (VOIE_NAVIGABLE_INT_k), les moyens de traitement étant adaptés pour calculer au moins une première trajectoire de parking admissible pour le véhicule dans le couloir de navigation déterminé à l’extérieur de l’espace de stationnement et au moins une deuxième trajectoire de parking admissible pour le véhicule dans le couloir de navigation déterminé à l’intérieur de l’espace de stationnement, et - des moyens de projection aptes à projeter un ou plusieurs faisceaux lumineux pour matérialiser les première et deuxième trajectoires de parking admissibles calculées.
9. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu’il comprend au moins une caméra (21) équipant le véhicule (20) apte à acquérir une image de la trace du ou des faisceaux lumineux projetés afin de visualiser une trajectoire de parking admissible correspondante, un premier calculateur embarqué dans le véhicule apte à analyser l’image acquise pour détecter la trajectoire de parking admissible et pour calculer une manœuvre ou une suite de manœuvres du véhicule appropriées à un suivi de la trajectoire de parking admissible détectée, et au moins un deuxième calculateur embarqué dans le véhicule apte à commander des actionneurs automatisés du véhicule en fonction de la suite de manœuvres calculée de sorte à amener automatiquement le véhicule depuis une position de départ en position de stationnement.
10. 10. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 8 à 9, caractérisé en ce que les moyens d’acquisition de données de perception de l’environnement intérieur et extérieur de l’espace de stationnement comprennent au moins un capteur LIDAR, au moins une caméra RGB-D ou au moins une source de lumière structurée permettant de projeter un motif de lumière structurée et au moins une caméra pour capturer une image du motif de lumière structurée projeté.
11. 11 Dispositif selon l’une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que les moyens de projection aptes à projeter un ou plusieurs faisceaux lumineux pour matérialiser les trajectoires de parking admissibles calculées comprennent au moins un émetteur de faisceau laser (13, 13’, 15) apte à projeter au sol la trajectoire de parking admissible (14) sous la forme d’une ligne continue ou d’une succession de points fixes ou mobiles.