FR3047589A1 - METHOD AND DEVICE FOR ESTIMATING THE LATERAL POSITION OF A VEHICLE IN A CIRCULATION PATH - Google Patents
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Abstract
L'invention porte sur un procédé d'estimation de la position latérale d'un véhicule dans une voie de circulation, comprenant les étapes suivantes : - la capture d'images (10) du sol en continue, à l'avant et/ou à l'arrière du véhicule (100), au moyen d'au moins une caméra adaptée, lesdites images (10) correspondant à une surface au sol ayant une largeur au moins égale à une largeur de voie de circulation et une profondeur, - la reconstitution d'une vue aérienne (11, 12) du sol par intégration dans le temps des images capturées (10) dans le temps, - la détection d'au moins une ligne (21, 22) formant un marquage au sol de délimitation d'une voie de circulation dans ladite vue aérienne reconstituée (11, 12), l'estimation de la position relative du véhicule (100) par rapport à ladite au moins une ligne (21, 22) dans la vue aérienne reconstituée (11, 12).The invention relates to a method for estimating the lateral position of a vehicle in a traffic lane, comprising the following steps: - the capture of images (10) of the ground continuously, in front and / or at the rear of the vehicle (100), by means of at least one adapted camera, said images (10) corresponding to a ground surface having a width at least equal to a taxiway width and a depth, - the reconstructing an aerial view (11, 12) of the ground by integrating the captured images (10) over time, - detecting at least one line (21, 22) forming a boundary marking a traffic lane in said reconstructed aerial view (11, 12), estimating the relative position of the vehicle (100) with respect to said at least one line (21, 22) in the reconstructed aerial view (11, 12) ).
Description
PROCEDE ET DISPOSITIF D’ESTIMATION DE LA POSITION LATERALE D’UN VEHICULE DANS UNE VOIE DE CIRCULATIONMETHOD AND DEVICE FOR ESTIMATING THE LATERAL POSITION OF A VEHICLE IN A CIRCULATION PATH
[001] L’invention appartient au domaine des dispositifs d’aide à la conduite de véhicules, ainsi qu’à celui des véhicules autonomes.[001] The invention belongs to the field of devices for assisting the driving of vehicles, as well as that of autonomous vehicles.
[002] L'invention concerne ainsi, de façon générale, des dispositifs et procédés d’aide à la conduite, ainsi que de tels dispositifs et procédés mis en œuvre dans des véhicules autonomes.[002] The invention thus relates, in general, devices and methods of driving assistance, as well as such devices and processes implemented in autonomous vehicles.
[003] L’invention porte plus particulièrement sur un dispositif et un procédé permettant d’estimer la position latérale d’un véhicule dans une voie de circulation, en particulier afin de pouvoir avertir le conducteur en cas de franchissement potentiellement non souhaité d’une ligne de délimitation d’une voie de circulation, ou à des fins de traitement par un système de gestion autonome de la conduite.[003] The invention relates more particularly to a device and a method for estimating the lateral position of a vehicle in a traffic lane, in particular in order to be able to warn the driver in the event of a potentially unwanted crossing of a vehicle. line of demarcation of a taxiway, or for the purpose of processing by an autonomous management system of the pipeline.
[004] Aujourd’hui, les véhicules automobiles comprennent de nombreux systèmes d’aide à la conduite. Ces systèmes sont couramment désignés sous l’acronyme ADAS, bien connu de l’homme de l’art, pour Advanced Driver Assistance Systems, signifiant systèmes avancés d’assistance au conducteur.[004] Today, motor vehicles include many driver assistance systems. These systems are commonly referred to by the acronym ADAS, well known to those skilled in the art, for Advanced Driver Assistance Systems, meaning advanced driver assistance systems.
[005] De tels systèmes d’aide à la conduite équipent de plus en plus de véhicules automobiles. La plupart des fonctions assurées par ces systèmes ADAS nécessitent que le véhicule soit en mesure de détecter la voie de circulation dans laquelle il se trouve.[005] Such driving assistance systems equip more and more motor vehicles. Most of the functions provided by these ADAS systems require the vehicle to be able to detect the lane in which it is located.
[006] Il est à noter que, pour une application dans un véhicule autonome, la fiabilité, la précision et la disponibilité de l’information de position dans la voie sont immédiatement capitales pour que la fonction de conduite autonome soit utilisable.[006] It should be noted that, for an application in an autonomous vehicle, the reliability, accuracy and availability of position information in the track are immediately crucial for the autonomous driving function is usable.
[007] Aujourd’hui, certains véhicules sont équipés d’une caméra frontale susceptible de fournir une information de position du véhicule dans une voie de circulation. Par ailleurs, des méthodes basées sur l’exploitation de caméras disposées en divers endroits de la carrosserie de certains véhicules - caméras d’aide visuelle aux manœuvres - sont actuellement développées afin de pallier certains défauts de la caméra frontale, dont la qualité de l’information fournie est altérée, comme cela est connu, par des phénomènes d’éblouissement, de portée limitée par l’état du trafic et par la météo, mais aussi en raison de l’hypothèse utilisée, et généralement erronée, de « sol plan >>, ou encore en raison de l’hypothèse utilisée, et généralement erronée, d’assiette horizontale du véhicule, ...etc.[007] Today, some vehicles are equipped with a front camera that can provide information on the position of the vehicle in a traffic lane. In addition, methods based on the use of cameras located in various parts of the bodywork of certain vehicles - cameras to assist maneuvers - are currently being developed in order to overcome some of the faults of the front camera, whose quality of the provided information is altered, as is known, by glare phenomena, limited in scope by the state of traffic and weather, but also because of the hypothesis used, and generally incorrect, of "ground plane> >, or because of the hypothesis used, and generally incorrect, horizontal attitude of the vehicle, ... etc.
[008] Le document FR2947769_A1 décrit un système comprenant une caméra située à l’arrière du véhicule, destinée à permettre le suivi de la trajectoire du véhicule en vue d’envoyer une alerte au conducteur en cas d’écart par rapport à une trajectoire idéale prédéterminée. Ce document est représentatif de l’état de la technique.[008] The document FR2947769_A1 describes a system comprising a camera located at the rear of the vehicle, for tracking the path of the vehicle to send an alert to the driver in case of deviation from an ideal trajectory predetermined. This document is representative of the state of the art.
[009] Ainsi, en pratique, selon l’état de la technique, la position latérale d’un véhicule dans une voie de circulation est une information exploitée par plusieurs fonctions d’aide à la conduite. Il peut s’agir de fonctions informatives, telles qu’une alerte de franchissement involontaire de ligne : dans ce cas, le système observe l’évolution de cette position au cours du temps pour estimer un franchissement de la ligne et en alerter le conducteur. Il peut s’agir également de fonctions d’automatisation qui asservissent le véhicule sur sa position latérale dans la voie de circulation, afin de l’y maintenir.[009] Thus, in practice, according to the state of the art, the lateral position of a vehicle in a traffic lane is information exploited by several driving assistance functions. These can be informative functions, such as an unintentional line crossing warning: in this case, the system observes the evolution of this position over time to estimate a crossing of the line and to alert the driver. It can also be automation functions that enslave the vehicle to its lateral position in the taxiway, in order to maintain it.
[0010] Aujourd’hui, l’information relative à la position du véhicule dans une voie de circulation est généralement déterminée à partir des images capturées par une caméra frontale. Celle-ci permet de disposer d’images à longue portée et ainsi d’anticiper les courbes. Le principe consiste alors à détecter dans l’image la présence des lignes de séparation entre voies de circulation et à estimer leurs équations dans le repère du véhicule, grâce à des informations de calibration de la caméra, telles que son champs, sa résolution, sa position, son orientation par rapport au véhicule ...etc.Today, the information relating to the position of the vehicle in a traffic lane is generally determined from the images captured by a front camera. This makes it possible to have long-range images and thus to anticipate the curves. The principle consists in detecting in the image the presence of the lines of separation between traffic lanes and estimating their equations in the reference system of the vehicle, thanks to calibration information of the camera, such as its field, its resolution, its position, its orientation with respect to the vehicle ... etc.
[0011] Des systèmes et méthodes similaires sont actuellement développés, suivant le même principe, mais en exploitant des images issues de capteurs autres que la caméra frontale, notamment issues d’une pluralité de caméras.Similar systems and methods are currently developed, following the same principle, but using images from sensors other than the front camera, in particular from a plurality of cameras.
[0012] En tout état de cause, les systèmes existants sont toujours directement dépendants de la visibilité des lignes de séparation entre voies de circulation dans le champ des caméras. En effet, la détection des lignes et l’estimation correcte de leurs équations dans le repère du véhicule impliquent la visibilité d’une portion suffisante desdites lignes, avec un contraste minimal. Dans certaines conditions défavorables, par exemple la nuit, par temps de brouillard ou de pluie, en cas de soleil ou encore en cas de trafic dense, la visibilité des lignes de séparation entre voies de circulation n’est pas assurée en permanence et les performances des systèmes sont par conséquent dégradées, la détermination de la position du véhicule dans sa voie de circulation pouvant même s’avérer impossible.In any case, the existing systems are always directly dependent on the visibility of the lines of separation between traffic lanes in the camera field. Indeed, the detection of the lines and the correct estimation of their equations in the reference system of the vehicle involve the visibility of a sufficient portion of said lines, with minimal contrast. In certain unfavorable conditions, for example at night, in fog or rain, in case of sun or in case of heavy traffic, the visibility of the lines of separation between traffic lanes is not always assured and the performances systems are therefore degraded, the determination of the position of the vehicle in its lane may even be impossible.
[0013] Un tel inconvénient est particulièrement préjudiciable, notamment dans le contexte d’une mise en œuvre prévue pour un système d’automatisation de la conduite du véhicule, pour lequel la disponibilité de cette information est capitale.Such a disadvantage is particularly detrimental, especially in the context of an implementation planned for a vehicle driving automation system, for which the availability of this information is crucial.
[0014] De plus, pour tous ces systèmes connus ou actuellement développés, les paramètres de calibration des caméras pour calculer la position relative des lignes par rapport au véhicule doivent être finement réglés. Cela les rend sensibles à toute « décalibration » engendrée par un choc sur une caméra, un changement d’assiette du véhicule ...etc. De même, ces systèmes considèrent que le sol est un plan horizontal dans le repère du véhicule, ce qui constitue une hypothèse globalement erronée.In addition, for all these known or currently developed systems, the camera calibration parameters for calculating the relative position of the lines relative to the vehicle must be finely adjusted. This makes them sensitive to any "decalibration" caused by a shock on a camera, a change of attitude of the vehicle ... etc. Likewise, these systems consider that the ground is a horizontal plane in the reference system of the vehicle, which constitutes an overall erroneous assumption.
[0015] En résumé, les méthodes actuellement développées n’apportent, au mieux, qu’une correction locale basée sur ce que les caméras exploitées capturent dans leurs champs de vision.In summary, currently developed methods provide, at best, a local correction based on what cameras exploited capture in their fields of vision.
[0016] Certains inconvénients majeurs des systèmes connus visant à établir la position d’un véhicule dans une voie de circulation subsistent. Ainsi, les méthodes les plus récentes ne permettent pas de résoudre les problèmes dus à l’absence temporaire de marquage au sol, par exemple liée à la présence d’une ligne discontinue, dont le marquage au sol n’est pas visible à tout instant par les caméras mises en œuvre, aux incohérences locales dues à la présence de travaux, de marquages multiples, de joints de routes ..etc., aux erreurs de re-projections dues aux dérives des calibrations, aux changements d’assiette du véhicule, à la non-planéité du sol ...etc.Some major drawbacks of known systems for establishing the position of a vehicle in a traffic lane remain. Thus, the most recent methods do not make it possible to solve the problems due to the temporary absence of marking on the ground, for example linked to the presence of a discontinuous line, whose marking on the ground is not visible at any moment by the cameras implemented, local inconsistencies due to the presence of works, multiple markings, road joints, etc., errors in re-projections due to drifting calibrations, changes in attitude of the vehicle, the unevenness of the soil ... etc.
[0017] Pour atténuer ces inconvénients, il peut être envisagé de mettre en œuvre des filtrages temporels et des approches probabilistes mais de telles approches sont par définition basées sur des hypothèses et impliquent des systèmes finement calibrés. Surtout, de tels filtrages introduisent un risque supplémentaire d’obtenir une estimation erronée de la position du véhicule dans une voie de circulation.To mitigate these disadvantages, it may be envisaged to implement temporal filtering and probabilistic approaches but such approaches are by definition based on assumptions and involve finely calibrated systems. Above all, such filtering introduces an additional risk of obtaining an erroneous estimate of the position of the vehicle in a traffic lane.
[0018] Ainsi, pour résoudre efficacement le problème soulevé ci-dessus, sans engendrer de nouveaux inconvénients, la présente invention se propose d’intégrer sur une certaine durée des images du sol capturées par au moins une caméra, de façon à constituer un « historique » de la voie suivie par le véhicule, potentiellement sur plusieurs centaines de mètres, de façon à éliminer les erreurs dues à des incohérences ou à des indisponibilités locales.Thus, to effectively solve the problem raised above, without causing new disadvantages, the present invention proposes to integrate over a period of time images of the ground captured by at least one camera, so as to constitute a " history "of the route taken by the vehicle, potentially over several hundred meters, to eliminate errors due to inconsistencies or local unavailability.
[0019] A cet effet, le procédé d’estimation de la position latérale d’un véhicule dans une voie de circulation, selon l’invention, comprend la reconstitution d’une vue aérienne obtenue en mémorisant, au fur et à mesure du déplacement du véhicule, une portion du sol située au plus proche du véhicule. L’utilisation d’images capturées d’une portion de sol proche du véhicule permet de disposer d’une meilleure qualité d’image pour la détection des marquages au sol, et la mémorisation étend artificiellement la portée de la caméra. La détection de ligne(s) séparant les voies de circulation est réalisée sur la vue aérienne reconstituée. La vue aérienne étant formée dans le repère du véhicule, les lignes détectées permettent d’estimer directement la position latérale relative dudit véhicule par rapport auxdites lignes.For this purpose, the method for estimating the lateral position of a vehicle in a traffic lane, according to the invention, comprises reconstituting an aerial view obtained by storing, as and when moving of the vehicle, a portion of the ground nearest the vehicle. The use of captured images of a near ground portion of the vehicle provides better image quality for the detection of ground markings, and the storage artificially extends the range of the camera. The detection of line (s) separating the traffic lanes is carried out on the reconstituted aerial view. The aerial view being formed in the vehicle mark, the detected lines can directly estimate the relative lateral position of said vehicle relative to said lines.
[0020] Plus précisément, l’invention a pour objet un procédé d’estimation de la position latérale d’un véhicule dans une voie de circulation, comprenant les étapes suivantes : - la capture d’images du sol en continue, à l’avant et/ou à l’arrière du véhicule, au moyen d’au moins une caméra adaptée, lesdites images correspondant à une surface au sol ayant une largeur au moins égale à une largeur de voie de circulation et une profondeur, la reconstitution d’une vue aérienne du sol par intégration dans le temps des images capturées, la détection d’au moins une ligne formant un marquage au sol de délimitation d’une voie de circulation dans ladite vue aérienne reconstituée, - l’estimation de la position relative du véhicule par rapport à ladite au moins une ligne dans la vue aérienne reconstituée.More specifically, the subject of the invention is a method for estimating the lateral position of a vehicle in a traffic lane, comprising the following steps: - the capture of images of the ground continuously, at the front and / or rear of the vehicle, by means of at least one adapted camera, said images corresponding to a ground surface having a width at least equal to a taxiway width and a depth, the reconstitution of an aerial view of the ground by integrating the captured images into time, the detection of at least one line forming a marking of the ground of delimitation of a traffic lane in said reconstituted aerial view, - the estimation of the relative position of the vehicle relative to the at least one line in the reconstructed aerial view.
[0021] Ainsi, grâce au procédé selon l’invention, il est possible de disposer d’une vue aérienne reconstituée correspondant à un long tronçon de la route pour y détecter les lignes de séparation, ce qui minimise la sensibilité du procédé vis-à-vis des anomalies locales et permet d’obtenir une meilleure détection de la (des) ligne(s) séparant les voies de circulation. Le procédé selon l’invention permet également une meilleure évaluation de la position latérale d’un véhicule dans une voie de circulation.Thus, thanks to the method according to the invention, it is possible to have a reconstituted aerial view corresponding to a long section of the road to detect the separation lines, which minimizes the sensitivity of the process vis-à-vis - local anomalies and provides better detection of the line (s) separating the traffic lanes. The method according to the invention also allows a better evaluation of the lateral position of a vehicle in a traffic lane.
[0022] Avantageusement, l’estimation de la position relative du véhicule par rapport à ladite au moins une ligne dans la vue aérienne reconstituée comprend l’assemblage d’images capturées successives correspondant à une surface au sol présentant une profondeur, ladite profondeur étant fonction de la vitesse du véhicule.Advantageously, the estimate of the relative position of the vehicle with respect to said at least one line in the reconstructed aerial view comprises the assembly of successive captured images corresponding to a ground surface having a depth, said depth being a function the speed of the vehicle.
[0023] De manière préférée, la détection d’au moins une ligne formant un marquage au sol de délimitation d’une voie de circulation dans la vue aérienne reconstituée comprend la mise en oeuvre d’une transformée de Hough.Preferably, the detection of at least one line forming a ground marking delimiting a traffic lane in the reconstituted aerial view comprises the implementation of a Hough transform.
[0024] Selon un mode de réalisation, l’étape de détection d’au moins une ligne formant un marquage au sol de délimitation d’une voie de circulation dans ladite vue aérienne reconstituée comprend une sous-étape de filtrage temporel.According to one embodiment, the step of detecting at least one line forming a ground marking delimiting a traffic lane in said reconstituted aerial view comprises a substep of time filtering.
[0025] De manière préférée, l’étape d’estimation de la position relative du véhicule par rapport à ladite au moins une ligne dans la vue aérienne reconstituée comprend une sous-étape de filtrage temporel.Preferably, the step of estimating the relative position of the vehicle with respect to said at least one line in the reconstituted aerial view comprises a substep of time filtering.
[0026] Selon un mode de réalisation, le procédé selon l’invention comprend par ailleurs une étape d’avertissement du conducteur lorsque le véhicule franchit ladite au moins une ligne.According to one embodiment, the method according to the invention further comprises a driver warning step when the vehicle crosses said at least one line.
[0027] Avantageusement, ladite largeur de voie peut être égale à cinq mètres.Advantageously, said track width may be equal to five meters.
[0028] Avantageusement, ladite profondeur de la surface au sol des images capturées peut être inférieure à deux mètres.Advantageously, said depth of the ground surface of the captured images may be less than two meters.
[0029] L’invention vise également un dispositif d’estimation de la position latérale d’un véhicule dans une voie de circulation, comprenant au moins une caméra pour réaliser la capture d’images du sol en continue, à l’avant et/ou à l’arrière du véhicule, lesdites images correspondant à une surface au sol ayant une largeur au moins égale à une largeur de voie de circulation et une profondeur, et une unité de calcul configurée pour réaliser la reconstitution d’une vue aérienne du sol par intégration dans le temps des images capturées, la détection d’au moins une ligne formant un marquage au sol de délimitation d’une voie de circulation dans ladite vue aérienne reconstituée, et l’estimation de la position relative du véhicule par rapport à ladite au moins une ligne dans la vue aérienne reconstituée, conformément au procédé tel que brièvement décrit précédemment.The invention also relates to a device for estimating the lateral position of a vehicle in a traffic lane, comprising at least one camera for continuously taking images of the ground, in front and / or or at the rear of the vehicle, said images corresponding to a ground surface having a width at least equal to a taxiway width and a depth, and a computing unit configured to perform the reconstruction of an aerial view of the ground by integrating captured images into time, detecting at least one line forming a ground marking of a taxiway in said reconstituted aerial view, and estimating the relative position of the vehicle with respect to said at least one line in the reconstructed aerial view, according to the method as briefly described above.
[0030] Selon un mode de réalisation, ladite au moins une caméra est une caméra disposée à l’arrière du véhicule, apte à restituer au conducteur du véhicule des images du sol à l’arrière du véhicule, les images capturées correspondant à une surface au sol présentant une largeur comprise entre 4 mètres et 6 mètres et une profondeur comprise entre 1,5 mètre et 2,5 mètres.According to one embodiment, said at least one camera is a camera disposed at the rear of the vehicle, able to restore the driver of the vehicle images of the ground at the rear of the vehicle, the captured images corresponding to a surface ground with a width between 4 meters and 6 meters and a depth of between 1.5 meters and 2.5 meters.
[0031] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée des modes de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemple uniquement, et en référence aux dessins qui montrent : • la figure 1, le schéma-bloc des étapes du procédé selon l’invention, • la figure 2, le schéma représentant graphiquement le processus d’estimation de la position du véhicule dans sa voie de circulation, conformément à l’invention.Other features and advantages of the invention will appear on reading the detailed description of the embodiments of the invention, given by way of example only, and with reference to the drawings which show: FIG. 1 , the block diagram of the steps of the method according to the invention, • Figure 2, the diagram graphically representing the process of estimating the position of the vehicle in its lane, in accordance with the invention.
[0032] Dans ce qui va suivre, les modes de réalisation décrits s’attachent plus particulièrement à une mise en œuvre du dispositif selon l’invention au sein d’un véhicule automobile. Cependant, toute mise en œuvre dans un contexte différent, en particulier dans tout type de véhicule terrestre, est également visée par la présente invention.In what follows, the described embodiments focus more particularly on an implementation of the device according to the invention within a motor vehicle. However, any implementation in a different context, especially in any type of land vehicle, is also covered by the present invention.
[0033] Par ailleurs, un mode de réalisation principal du procédé selon l’invention comprend la mise en œuvre d’une caméra de recul et/ou d’aide au stationnement, capturant des images du sol à l’arrière et à proximité du véhicule. Cependant, d’autres configurations de systèmes mettant en œuvre le procédé selon l’invention sont envisagées, notamment mettant en œuvre une ou plusieurs caméras disposées en d’autres endroits du véhicule, par exemple à l’avant.Furthermore, a main embodiment of the method according to the invention comprises the implementation of a reversing camera and / or parking aid, capturing images of the ground at the rear and near the vehicle. However, other configurations of systems implementing the method according to the invention are envisaged, including implementing one or more cameras disposed at other locations of the vehicle, for example at the front.
[0034] La figure 1 représente des blocs fonctionnels matérialisant les étapes du procédé selon l’invention.Figure 1 shows functional blocks embodying the steps of the method according to the invention.
[0035] Ainsi, le procédé selon l’invention prévoit une première étape 1 de capture d’images du sol à l’avant et/ou à l’arrière du véhicule, en continue. Selon un mode de réalisation, les images capturées proviennent de caméras utilisées par ailleurs pour l’aide au stationnement, à savoir une caméra à l’arrière et éventuellement une caméra à l’avant capturant des images du sol correspondant à une surface au sol présentant une largeur correspondant au moins à une largeur de voie de circulation, soit environ 5 mètres, et une profondeur comprise entre 1,5 mètre et 2 mètres, avec un champ de vue typique de l’ordre de 130°.Thus, the method according to the invention provides a first step 1 of capturing images of the ground at the front and / or rear of the vehicle, continuously. According to one embodiment, the captured images come from cameras used elsewhere for parking assistance, namely a camera at the rear and possibly a camera at the front capturing images of the ground corresponding to a floor surface exhibiting a width corresponding at least to a taxiway width, about 5 meters, and a depth of between 1.5 meters and 2 meters, with a typical field of view of the order of 130 °.
[0036] A partir de ces images capturées, le procédé selon l’invention comporte une étape 2 de reconstitution d’une vue aérienne de la route.From these captured images, the method according to the invention comprises a step 2 of reconstituting an aerial view of the road.
[0037] Il est à noter que, ladite vue aérienne n’étant pas destinée à être affichée, un alignement fin n’est pas requis. Selon un mode de réalisation, il est néanmoins prévu un recalage des images en fonction du déplacement du véhicule estimé au moyen de données odométriques obtenues à l’aide de capteurs adaptés mesurant des tops roues ou l’angle du volant par exemple.It should be noted that, said aerial view is not intended to be displayed, a fine alignment is not required. According to one embodiment, it is nevertheless provided for a registration of the images as a function of the displacement of the estimated vehicle by means of odometric data obtained using suitable sensors measuring wheel tops or the steering wheel angle for example.
[0038] Selon un mode de réalisation, chaque image capturée, correspondant à une portion du sol, est appliquée sur la vue aérienne reconstituée en fonction de la vitesse du véhicule. Ainsi, en considérant l’utilisation d’une unique caméra disposée à l’arrière du véhicule, à une vitesse de v km/h, le véhicule parcourt v/3.6 m/s ; ce de fait, la portion d’image capturée à l’arrière du véhicule et appliquée sur la vue aérienne reconstituée doit couvrir la zone des k*v/3.6/n mètres derrière le véhicule, où n est le nombre d’images par seconde, et k un coefficient multiplicateur « de marge » (par exemple, k=1.5).According to one embodiment, each captured image, corresponding to a portion of the ground, is applied to the reconstituted aerial view according to the speed of the vehicle. Thus, considering the use of a single camera disposed at the rear of the vehicle, at a speed of v km / h, the vehicle travels v / 3.6 m / s; in fact, the portion of the image captured at the rear of the vehicle and applied to the reconstructed aerial view must cover the area of the k * v / 3.6 / n meters behind the vehicle, where n is the number of frames per second , and k a "margin" multiplier (for example, k = 1.5).
[0039] A partir de là, à 130 km/h et 30 images/s capturées, il faut disposer d’images capturées représentant une surface au sol ayant une profondeur de 1.8 mètre. De façon générale, il peut ainsi être constaté que la profondeur de la surface au sol des images capturées par la caméra, à l’avant et/ou à l’arrière du véhicule peut toujours être inférieure à 2 mètres.From there, at 130 km / h and captured 30 images / s, it is necessary to have captured images representing a ground surface having a depth of 1.8 meters. In general, it can thus be observed that the depth of the ground surface of the images captured by the camera, at the front and / or at the rear of the vehicle can always be less than 2 meters.
[0040] Il est à noter que, selon un mode de réalisation permettant de limiter la puissance de calcul requise, le nombre d’images appliquées par seconde sur la vue aérienne reconstituée est adapté en fonction de la vitesse du véhicule de manière à obtenir des images correspondant toujours à la même surface au sol.It should be noted that, according to one embodiment for limiting the computing power required, the number of images applied per second on the reconstituted aerial view is adapted according to the speed of the vehicle so as to obtain images always corresponding to the same floor area.
[0041] Par ailleurs, selon un mode de réalisation, il est prévu un recouvrement entre des images capturées successivement, afin de faciliter la détection de lignes de séparation des voies de circulation et améliorer les raccords entre images successives.Furthermore, according to one embodiment, there is provided a recovery between images captured successively, in order to facilitate the detection of separation lines of the traffic lanes and improve the connections between successive images.
[0042] A partir de la vue aérienne reconstituée, le procédé selon l’invention prévoit une étape 3 de détection d’une ou plusieurs lignes de marquage au sol matérialisant la délimitation entre les voies de circulation.From the reconstructed aerial view, the method according to the invention provides a step 3 of detecting one or more ground marking lines embodying the delimitation between the traffic lanes.
[0043] Il existe des techniques connues permettant la détection de lignes dans une image. Par exemple, la détection de lignes dans la vue aérienne reconstituée peut être réalisée par la mise en œuvre d’une transformée de Hough. La transformée de Hough permet en effet d’identifier l’ensemble des droites passant par un point (Y,X) du sol. Réciproquement, pour un couple de coefficients (a,b) définissant une droite, la transformée de Hough permet d’identifier l’ensemble des points (X,Y) situés sur cette droite. Les coefficients ‘a’ et ‘b’ correspondent respectivement à l’angle que forme la droite avec l’axe des Y, et à la distance de la droite à l’origine.There are known techniques for detecting lines in an image. For example, the detection of lines in the reconstructed aerial view can be achieved by implementing a Hough transform. The Hough transform makes it possible to identify all the lines passing through a point (Y, X) of the ground. Conversely, for a pair of coefficients (a, b) defining a line, the Hough transform makes it possible to identify the set of points (X, Y) situated on this line. The coefficients 'a' and 'b' respectively correspond to the angle formed by the line with the Y axis, and the distance from the line to the origin.
[0044] Il est à noter cependant que les lignes délimitant une voie de circulation ne sont pas des droites parfaites. Généralement, il s’agit de clothoïdes, c’est-à-dire des lignes à courbure continue. Pour exploiter de façon optimale le procédé selon l’invention, il est prévu de transposer le principe de Hough à l’analyse de telles clothoïdes.It should be noted however that the lines delimiting a traffic lane are not perfect lines. Generally, it is about clothoids, that is to say lines with continuous curvature. In order to optimally exploit the process according to the invention, it is planned to transpose the Hough principle to the analysis of such clothoids.
[0045] En effet, un véhicule dans lequel le procédé selon l’invention est mis en œuvre évolue a priori à l’intérieur d’une voie de circulation, de façon sensiblement parallèle aux lignes qui la délimitent. Selon un mode de réalisation, la détection de ces lignes peut ainsi être approximée, dans l’espace de Hough, à une recherche des lignes dont les coefficients ‘a’ sont proches de 0, et les coefficients ‘b’ sont inférieurs à la distance maximale à laquelle on souhaite détecter des lignes de séparation des voies de circulation, de part et d’autre du véhicule.Indeed, a vehicle in which the method according to the invention is implemented evolves a priori within a traffic lane, substantially parallel to the lines which delimit it. According to one embodiment, the detection of these lines can thus be approximated, in the Hough space, with a search for lines whose coefficients 'a' are close to 0, and the coefficients 'b' are smaller than the distance to which it is desired to detect lines of separation of the traffic lanes, on either side of the vehicle.
[0046] Ce filtrage permet de limiter les cas de faux positifs. Dans le cas d’une transformation de Hough généralisée, appliquée aux clothoïdes, le principe et l’objectif du filtrage restent en effet identiques.This filtering makes it possible to limit the cases of false positives. In the case of a generalized Hough transformation, applied to the clothoids, the principle and the objective of the filtering remain indeed identical.
[0047] Par ailleurs, les marquages au sol matérialisant les lignes de séparation des voies de circulation sont toujours plus clairs que la chaussée. Par conséquent, un autre filtrage consiste à ne considérer que les gradients correspondant à des lignes claires sur fond plus sombre, et de taille minimale. Ce filtrage simple permet également de limiter les cas de faux positifs.Moreover, the markings on the ground materializing the lines of separation of the traffic lanes are always clearer than the roadway. Therefore, another filtering consists in considering only the gradients corresponding to clear lines on a darker background, and of minimum size. This simple filtering also makes it possible to limit the cases of false positives.
[0048] Selon un mode de réalisation, il est par ailleurs prévu un filtrage temporel de l’algorithme de détection des lignes. En référence à la figure 2, la vue aérienne 11, reconstituée à partir d’images capturées 10 intégrées dans le temps, devient la vue aérienne 12 après filtrage temporel, permettant une meilleure identification des lignes 21, 22 de séparation entre voies de circulation/ [0049] Il est à noter que tout autre algorithme permettant de détecter des lignes sur la vue aérienne reconstituée peut également être mis en œuvre dans le cadre du procédé selon l’invention.According to one embodiment, there is further provided a temporal filtering of the line detection algorithm. With reference to FIG. 2, the aerial view 11, reconstituted from captured images 10 integrated in time, becomes the aerial view 12 after temporal filtering, allowing a better identification of the lines 21, 22 for separation between traffic lanes. It should be noted that any other algorithm for detecting lines on the reconstructed aerial view can also be implemented in the context of the method according to the invention.
[0050] A partir de la vue aérienne reconstituée, dans laquelle est détectée au moins une ligne de séparation entre voies de circulation, et de préférence deux lignes, de part et d’autre du véhicule, le procédé selon l’invention prévoit une étape 4 d’estimation de la position relative du véhicule par rapport à ladite ou auxdites lignes, permettant d’en déduire la position latérale dudit véhicule dans sa voie de circulation.From the reconstituted aerial view, in which is detected at least one line of separation between traffic lanes, and preferably two lines, on either side of the vehicle, the method according to the invention provides a step 4 estimation of the relative position of the vehicle relative to said line or lines, to deduce the lateral position of said vehicle in its driving lane.
[0051] En effet, lorsque plusieurs lignes matérialisées par un marquage au sol sont détectées, la détection de la voie de circulation dans laquelle évolue le véhicule se résume à l’identification des lignes pertinentes, correspondant aux lignes les plus proches à gauche et à droite dudit véhicule.Indeed, when several lines marked by a ground marking are detected, the detection of the lane in which the vehicle evolves is summarized in the identification of the relevant lines, corresponding to the lines closest to the left and to right of said vehicle.
[0052] Dès lors, en choisissant comme origine le centre du véhicule, la distance du véhicule 100 à chaque ligne pertinente 21, 22 peut être calculée dans le repère R du véhicule, en référence à la figure 2.Therefore, by choosing as the origin center of the vehicle, the distance of the vehicle 100 to each relevant line 21, 22 can be calculated in the reference frame R of the vehicle, with reference to Figure 2.
[0053] Alternativement, en calculant la largeur de la voie, et en considérant le centre de la voie comme origine, la position latérale du véhicule dans la voie est par exemple ramenée à une valeur comprise entre -1, traduisant la présence du véhicule à cheval sur la ligne de gauche, et 1, traduisant la présence du véhicule à cheval sur la ligne de droite.Alternatively, by calculating the width of the track, and considering the center of the track as the origin, the lateral position of the vehicle in the track is for example reduced to a value between -1, reflecting the presence of the vehicle at horse on the left line, and 1, reflecting the presence of the vehicle on horseback on the line on the right.
[0054] Selon un autre mode de réalisation, représenté à la figure 2, en choisissant comme origine 0 le centre du véhicule, la position latérale du véhicule 100 dans la voie est calculée en fonction de la largeur du véhicule, de sorte que -1 corresponde à la présence des roues gauches sur la ligne de gauche, et 1 à la présence des roues droites sur la ligne de droite. Ainsi, les valeurs entre -1 et 1, par exemple 0,55 comme sur la figure 2, correspondent à un véhicule à l’intérieur de sa voie de circulation, tandis que les valeurs au-delà de -1 et de 1 traduisent un véhicule à cheval sur deux voies de circulation.According to another embodiment, shown in Figure 2, choosing as the origin 0 the center of the vehicle, the lateral position of the vehicle 100 in the lane is calculated according to the width of the vehicle, so -1 corresponds to the presence of the left wheels on the left line, and 1 to the presence of the right wheels on the right line. Thus, the values between -1 and 1, for example 0.55 as in FIG. 2, correspond to a vehicle inside its taxiway, while the values beyond -1 and 1 translate a vehicle straddling two lanes of traffic.
[0055] Il est à noter que tout autre algorithme permettant d’estimer la position latérale relative du véhicule par rapport aux lignes de séparation des voies de circulation, détectées dans la vue aérienne reconstituée conformément aux étapes décrites précédemment, peut également être mis en œuvre dans le cadre du procédé selon l’invention.It should be noted that any other algorithm for estimating the relative lateral position of the vehicle with respect to the lines of separation of the traffic lanes, detected in the reconstructed aerial view in accordance with the steps described above, can also be implemented. in the context of the process according to the invention.
[0056] En outre, selon un mode de réalisation, il est prévu la mise en œuvre d’une étape de filtrage temporel, comme pour la détection de lignes dans la vue aérienne reconstituée.In addition, according to one embodiment, provision is made for the implementation of a temporal filtering step, as for the detection of lines in the reconstituted aerial view.
[0057] En résumé, la présente invention vise un procédé permettant une estimation fiable de la position latérale d’un véhicule vis-à-vis d’une voie de circulation.In summary, the present invention provides a method for a reliable estimate of the lateral position of a vehicle vis-à-vis a traffic lane.
[0058] Le procédé selon l’invention prévoit en particulier la détection de lignes de séparation entre voies de circulation sur une vue aérienne reconstituée dans le temps, notamment au moyen d’une ou plusieurs caméra capturant des images correspondant à une surface au sol présentant une largeur au moins égale à une largeur de voie de circulation, et une profondeur potentiellement inférieure à 2 mètres. Lesdites images capturées sont intégrées dans le temps pour former ladite vue aérienne reconstituée.The method according to the invention provides in particular the detection of lines of separation between traffic lanes on an aerial view reconstituted over time, in particular by means of one or more camera capturing images corresponding to a ground surface exhibiting a width at least equal to a taxiway width, and a depth potentially less than 2 meters. The captured images are integrated over time to form the reconstructed aerial view.
[0059] Ainsi, grâce au procédé selon l’invention, il est possible de disposer d’une vue aérienne reconstituée correspondant à un long tronçon de route pour y détecter les lignes, ce qui minimise la sensibilité du procédé vis-à-vis des anomalies locales et permet d’obtenir une meilleure détection de la (des) ligne(s) séparant les voies de circulation.Thus, thanks to the method according to the invention, it is possible to have a reconstituted aerial view corresponding to a long section of road to detect the lines, which minimizes the sensitivity of the process vis-à-vis the local anomalies and allows better detection of the line (s) separating the traffic lanes.
[0060] Le risque d’éblouissement de la caméra mise en œuvre est en outre fortement réduit en raison du fait qu’il n’est pas nécessaire de capturer des images à plus de 2 mètres du véhicule, comme expliqué précédemment.The risk of glare of the camera implementation is further greatly reduced due to the fact that it is not necessary to capture images more than 2 meters from the vehicle, as explained above.
[0061] Par ailleurs, pour mettre en œuvre ce procédé, l’invention vise également un système comprenant une caméra et une unité de calcul adaptée. Comme décrit précédemment, ladite caméra peut par exemple être une caméra du type de celles utilisées dans des systèmes existant pour l’aide au stationnement, car le champ de vue requis pour mettre en œuvre le procédé selon l’invention est limité à une surface au sol de l’ordre de 5 mètres de large sur moins de 2 mètres de profondeur. De telles caméras présente une résolution élevées, et l’intégration dans le temps de telles images capturées permet, dans le procédé selon l’invention, d’obtenir une vue aérienne reconstituée de haute résolution également, typiquement de l’ordre de 2 cm/pixel.Furthermore, to implement this method, the invention also provides a system comprising a camera and a suitable computing unit. As described above, said camera may for example be a camera of the type used in existing systems for parking assistance, since the field of view required to implement the method according to the invention is limited to a surface area. soil of the order of 5 meters wide and less than 2 meters deep. Such cameras have a high resolution, and the integration over time of such captured images allows, in the method according to the invention, to obtain a high resolution reconstructed aerial view also, typically of the order of 2 cm / pixel.
[0062] Le procédé selon l’invention permet également de détecter des situations dans lesquelles les voies s’élargissent, se rétrécissent ou disparaissent.The method according to the invention also makes it possible to detect situations in which the channels widen, shrink or disappear.
[0063] Il est précisé, en outre, que la présente invention n’est pas limitée aux exemples décrits ci-dessus et est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l’homme de l’art.It is specified, moreover, that the present invention is not limited to the examples described above and is capable of numerous variants accessible to those skilled in the art.
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