Dispositif de détection d'obstacles comportant un système d'imagerie pour véhicule automobile

Domaine de l'invention

La présente invention concerne les dispositifs de détection d'obstacles, plus particulièrement destinés à équiper les véhicules automobiles, pour prévenir le conducteur de leur présence dans le voisinage immédiat de ce véhicule ou de la route qu'il devra bientôt emprunter.

État de la technique

On a déjà proposé de nombreux dispositifs pour résoudre ce problème d'assistance à la conduite de véhicules automobiles, adaptés à des conditions de mauvaise visibilité, et basés sur des systèmes d'imagerie comportant une ou plusieurs caméras à bord du véhicule.

Par exemple, les documents US-A-6 819 231 et US-A-6 222 447 proposent de disposer une ou plusieurs caméras à l'arrière ou sur les côtés d'un véhicule, pour offrir au conducteur une vue de l'arrière du véhicule ou du volume situé dans ce qu'il est convenu d'appeler l'angle mort, pour assister le conducteur dans ses manoeuvres, par exemple de stationnement.

Le document US-A-6 473 001 propose quant à lui de disposer une caméra à l'extrémité d'un bras extensible, à l'avant et/ou à l'arrière du véhicule. Sous la commande du conducteur, le bras se déplie et éloigne ainsi la caméra de l'avant ou de l'arrière du véhicule, de sorte que la caméra, orientée perpendiculairement à l'axe longitudinal du véhicule, puisse explorer latéralement les scènes situées de part et d'autre de l'avant ou de l'arrière du véhicule, un écran dans l'habitacle présentant ces scènes au conducteur. Lorsque les manoeuvres d'entrée ou de sortie de stationnement sont terminées et que le conducteur arrête le véhicule ou commence à prendre de la vitesse, le bras est replié en position de repos pour le préserver des chocs.

Le document FR-A-2 859 860 propose un dispositif de détection d'obstacles comportant un système d'imagerie stéréoscopique, incluant deux capteurs optiques intégrés dans les moyens d'éclairage ou de signalisation du véhicule, les capteurs étant ainsi éloignés de plus d'un mètre l'un de l'autre et fournissant une information sur l'obstacle qui se présente et sur sa distance à l'avant du véhicule.

Le document FR-A-2 848 935 décrit un procédé de détection de virages sur une route, comportant une caméra montée dans le véhicule, une unité de traitement des signaux d'images et un réseau de neurones, pour afficher sur un écran de visualisation les contours de la route située en avant du véhicule.

Dans le même esprit, le document FR-A-2 847 367 propose un dispositif de détermination de la distance de visibilité en avant d'un véhicule, utilisant une caméra montée dans le véhicule, une unité de traitement des signaux d'images et un écran de visualisation des résultats calculés par le dispositif à partir des données recueillies.

Il est ainsi connu de disposer une caméra dans un véhicule pour transmettre au conducteur, avec ou sans traitement des signaux d'images, des informations et/ou des alertes sur son environnement immédiat. Cependant, ces caméras sont dévolues à un type d'observation déterminé, et ne remplissent qu'une seule fonction. De plus, elles sont la plupart du temps disposées derrière le pare-brise, par exemple au niveau du rétroviseur central, et occupent ainsi un espace non négligeable dans le champ de vision du conducteur.

Exposé de l'invention

La présente invention se place dans ce contexte et elle a pour but de proposer un dispositif de détection d'obstacles dans l'environnement du véhicule, comportant un système d'imagerie dont le capteur, par exemple une caméra, ne soit pas une gêne pour le conducteur, et puisse remplir plusieurs fonctions, et fournir à un afficheur situé dans l'habitacle des images vidéo de l'environnement du véhicule ou des images numériques ou des alertes obtenues après traitement des signaux d'images.

L'invention a donc pour objet un dispositif de détection d'obstacles comportant un système d'imagerie pour véhicule automobile, incluant au moins un capteur optique, intégré dans un dispositif d'éclairage ou de signalisation de ce véhicule.

Selon la présente invention, le champ de vision du capteur peut être orienté sensiblement selon l'axe longitudinal du véhicule ou sensiblement selon l'axe transversal du véhicule.

Selon d'autres caractéristiques de la présente invention :

• le capteur est monté mobile en rotation autour d'un axe vertical, entre une première position où son champ de vision est orienté sensiblement selon l'axe longitudinal du véhicule, et une deuxième position où son champ de vision est orienté sensiblement selon l'axe transversal du véhicule ;
• le capteur est fixe par rapport au véhicule, un dispositif déviateur étant disposé devant le capteur ;
• le dispositif déviateur est constitué d'un miroir basculant ;
• le miroir est monté mobile en rotation autour d'un axe vertical, entre une première position où il est escamoté, le champ de vision du capteur étant orienté sensiblement selon l'axe longitudinal du véhicule, et une deuxième position où il est incliné de 45° par rapport à l'axe longitudinal du véhicule, le champ de vision du capteur étant orienté sensiblement selon l'axe transversal du véhicule ;
• le dispositif déviateur est constitué d'un dispositif électro-optique ;
• le dispositif électro-optique est susceptible de passer d'un état réfléchissant à un état transparent sous l'effet d'un champ électrique ;
• dans l'état réfléchissant, le champ de vision du capteur est orienté sensiblement selon l'axe transversal du véhicule, et dans l'état transparent, le champ de vision du capteur est orienté sensiblement selon l'axe longitudinal du véhicule ;
• dans l'état transparent, le champ de vision du capteur est orienté sensiblement selon l'axe transversal du véhicule, et dans l'état réfléchissant, le champ de vision du capteur est orienté sensiblement selon l'axe longitudinal du véhicule ;
• le changement de l'orientation du champ de vision du capteur s'effectue manuellement ;
• le changement de l'orientation du champ de vision du capteur s'effectue automatiquement en fonction de la vitesse du véhicule ;
• le champ de vision est orienté sensiblement selon l'axe transversal du véhicule pour une vitesse de celui-ci inférieure à une valeur prédéterminée, et le champ de vision est orienté sensiblement selon l'axe longitudinal du véhicule pour une vitesse de celui-ci supérieure à la valeur prédéterminée;
• le capteur est une caméra vidéo ;
• le capteur est un capteur CMOS ou CCD ;
• le capteur est associé à un système de traitement des signaux d'image.

Brève description des dessins

D'autres buts, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront clairement de la description qui va maintenant être faite d'un exemple de réalisation donné à titre non limitatif en référence aux dessins annexés sur lesquels :

• la Figure 1 représente une vue schématique de dessus de la partie avant d'un véhicule ;
• la Figure 2 représente une vue schématique d'un dispositif d'éclairage ou de signalisation du véhicule de la Figure 1, équipé d'un dispositif selon la présente invention, dans une première position ;
• la Figure 3 représente une vue schématique analogue à celle de la Figure 2, le dispositif de l'invention étant dans une deuxième position ;
• la Figure 4 représente une vue schématique d'un dispositif d'éclairage ou de signalisation du véhicule de la Figure 1, selon un deuxième mode de réalisation du dispositif selon la présente invention, dans une première position, et
• la Figure 5 représente une vue schématique analogue à celle de la Figure 4, le dispositif de l'invention selon ce mode de réalisation étant dans une deuxième position.

Description détaillée de modes de réalisation de l'invention

Par convention, dans la présente description, on appelle « avant » la direction normale de progression du véhicule en marche avant, et « arrière » la direction opposée. Sur les Figures, l'avant est ainsi en bas de ces Figures et l'arrière en haut.

On a représenté schématiquement sur la Figure 1 l'avant d'un véhicule, d'axe longitudinal XX et d'axe transversal YY, et en particulier son capot avant 10, son pare-chocs ou bouclier 20, et ses dispositifs d'éclairage ou de signalisation droit et gauche 30 et 30' respectivement.

Conformément à la présente invention, un dispositif de détection d'obstacles est disposé sur ce véhicule, et plus précisément dans ses dispositifs d'éclairage ou de signalisation. On a représenté sur las Figures 2 à 5 l'un de ces dispositifs, par exemple le projecteur droit 30 du véhicule. Ce projecteur comporte un boîtier 32, une glace de fermeture 34, et des systèmes optiques (non représentés par souci de clarté) remplissant diverses fonctions réglementaires d'éclairage, comme l'émission de faisceaux lumineux de croisement, de route ou d'antibrouillard, et de signalisation, comme l'émission de faisceaux lumineux de circulation diurne, de changement de direction ou de veilleuse.

En ce qui concerne les faisceaux de croisement notamment, qui comportent une coupure, c'est à dire une limite supérieure au dessus de laquelle très peu de rayons lumineux sont émis, on a développé depuis plusieurs années des systèmes optiques capables de générer par eux-mêmes ces faisceaux à coupure, sans l'aide de stries sur la glace de fermeture 34. Celle-ci peut donc être lisse, c'est à dire non déviatrice ou faiblement déviatrice, et permet de voir de l'extérieur du projecteur tous ses composants. Il est donc courant d'utiliser un masque tel que 36, c'est à dire une pièce de style destinée à être intercalée entre les différents systèmes optiques pour dissimuler l'intérieur même du dispositif d'éclairage ou de signalisation. Un tel masque 36 est le plus souvent aluminé, de manière à s'harmoniser avec les réflecteurs des systèmes optiques.

L'utilisation d'une glace lisse est mise à profit dans la présente invention pour disposer derrière cette glace 34 un dispositif de détection d'obstacles 38 selon l'invention. Un tel dispositif de détection d'obstacles 38 est avantageusement constitué d'une caméra vidéo, mais peut aussi bien être constitué d'un capteur CCD ou CMOS. Le dispositif de détection d'obstacles 38 est ainsi disposé dans le dispositif d'éclairage ou de signalisation, derrière la glace lisse 34, et en partie dissimulé par le masque 36.

Dans une première position, représentée sur la Figure 2, le dispositif de détection d'obstacles 38 a son champ de vision orienté selon l'axe longitudinal XX du véhicule. Dans cette position, le dispositif de détection d'obstacles observe l'environnement devant du véhicule, et peut par exemple être utilisé pour former un système d'imagerie stéréoscopique, en association avec le capteur disposé dans le dispositif d'éclairage ou de signalisation situé symétriquement du côté gauche du véhicule, ou comme capteur d'un dispositif de détermination de la distance de visibilité en avant du véhicule.

Dans une deuxième position, représentée sur la Figure 3, le dispositif de détection d'obstacles 38 a son champ de vision orienté perpendiculairement à l'axe longitudinal du véhicule, c'est à dire selon l'axe YY. Dans cette position, le dispositif de détection d'obstacles 38 observe l'environnement du véhicule en avant et à droite de ce dernier. Il peut ainsi fournir au conducteur une information sur cet environnement, et l'aider ainsi dans ses manoeuvres d'entrée ou de sortie d'une place de stationnement. En effet, au sortir par exemple d'un garage, l'avant du véhicule doit être engagé d'environ la longueur de son capot avant que le conducteur puisse avoir la vision de l'espace dans lequel il a l'intention de s'engager. Des obstacles tels que des piétons ou d'autres véhicules circulant sur la voie perpendiculaire dans laquelle le véhicule s'engage peuvent n'être vus que très tardivement, ce qui peut se révéler être une manoeuvre dangereuse et résulter en des accidents matériels et corporels.

Le dispositif de détection d'obstacles 38 selon l'invention permet au conducteur d'apprécier cet environnement sur un écran de visualisation (non représenté), disposé dans l'habitacle, par exemple au tableau de bord, et de prendre les décisions adéquates bien avant d'en avoir la vision directe, c'est à dire alors que son véhicule est à peine engagé dans cette voie transversale : il peut continuer sa manoeuvre en toute sécurité ou il attend que l'obstacle soit sorti de l'environnement immédiat.

Pour passer de la première position à la deuxième position, le capteur 38 est monté mobile en rotation autour d'un axe vertical, et il est actionné par un moteur (non représenté), dont la commande peut se trouver sur le tableau de bord. Le moteur peut également être commandé de manière automatique, en fonction de la vitesse du véhicule : en dessous d'une vitesse prédéterminée, par exemple 5 km/h, le capteur 38 est dirigé selon l'axe YY. Au dessus de cette vitesse, le capteur 38 est automatiquement orienté selon l'axe XX.

On a représenté sur les Figures 4 et 5 un deuxième mode de réalisation du dispositif de détection d'obstacles qui vient d'être décrit. Selon ce mode de réalisation, le capteur 38 est fixe par rapport au véhicule, et orienté par exemple selon l'axe longitudinal XX du véhicule, et un dispositif déviateur 40 est disposé devant le capteur 38. Un tel dispositif déviateur 40 a pour fonction de modifier l'orientation du champ de vision du capteur 38 en laissant ce dernier immobile.

Dans l'exemple représenté sur les Figures 4 et 5, un tel dispositif déviateur 40 est constitué d'un miroir basculant 40, disposé devant le capteur 38. Dans la première position représentée sur la Figure 4, le miroir 40 est escamoté, et le capteur 38 a une vision directe de l'environnement devant le véhicule.

Dans la deuxième position représentée sur la Figure 5, le miroir 40 a effectué une rotation de 45° autour d'un axe vertical, de manière à être situé devant le capteur 38, et que le champ de vision de ce dernier soit orienté selon l'axe YY. Comme dans le mode de réalisation précédent, la commande du basculement du miroir 40 pourra être manuelle à l'aide d'un interrupteur au tableau de bord, ou automatique en fonction de la vitesse du véhicule.

En variante, le dispositif déviateur 40 est fixe, et il est constitué d'un matériau électro-optique, passant d'un état réfléchissant à un état transparent sous l'effet d'un champ électrique. Le dispositif déviateur électro-optique 40 occupe alors la position fixe représentée sur la Figure 5.

Lorsque le dispositif électro-optique 40 est transparent, le champ de vision du capteur 38 est orienté selon l'axe longitudinal XX du véhicule, représenté par un trait mixte, et lorsque le dispositif électro-optique 40 est réfléchissant, le champ de vision du capteur 38 est orienté selon l'axe transversal YY du véhicule représenté en trait tireté.

On pourra bien sûr disposer le capteur 38 selon l'axe transversal YY du véhicule, de telle sorte que lorsque le dispositif électro-optique 40 est transparent, le champ de vision du capteur 38 est orienté selon l'axe transversal YY du véhicule, et lorsque le dispositif électro-optique 40 est réfléchissant, le champ de vision du capteur 38 est orienté selon l'axe longitudinal XX du véhicule.

Les informations fournies par le dispositif de détection d'obstacles pourront être différentes selon l'orientation du champ de vision du capteur 38 : lorsque son champ de vision est orienté selon l'axe transversal YY du véhicule, il pourra par exemple fournir une image vidéo de l'environnement latéral avant du véhicule, et lorsqu'il est orienté selon l'axe longitudinal XX du véhicule, il pourra donner des informations mises en forme par un système de traitement des signaux d'image fournis par le capteur 38. Cette différence de restitution au conducteur des signaux fournis par le capteur 38 pourra être assurée automatiquement en fonction de la direction de l'orientation du champ de vision.

On a donc bien réalisé un dispositif de détection d'obstacles dont le capteur n'est pas une gêne pour le conducteur, puisqu'il est placé dans les dispositifs d'éclairage ou de signalisation du véhicule. Un tel dispositif de détection d'obstacles peut remplir plusieurs fonctions : il fournit par exemple des images vidéo de l'environnement latéral avant du véhicule lorsque son champ de vision est orienté selon l'axe transversal YY du véhicule, et des informations ayant subi un traitement de signaux d'image lorsque le champ de vision du capteur est orienté selon l'axe longitudinal XX du véhicule.

De plus, étant situé dans les dispositifs d'éclairage ou de signalisation du véhicule, le capteur bénéficie de cette cohabitation : les inconvénients de la condensation rencontrés sur la face interne des pare-brise ou sur les objectifs des caméras sont simplement inexistants, les dispositifs d'éclairage ou de signalisation étant ventilés ou disposant de vernis anti-buée. Les projecteurs 30 et 30' peuvent être nettoyés de manière identique au pare-brise, grâce à des lave-projecteurs ; ainsi, les objectifs des caméras droite et gauche ne sont pas perturbés par des éventuelles salissures.

Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui ont été décrits, mais l'homme du métier pourra au contraire lui apporter de nombreuses modifications qui rentrent dans son cadre. C'est ainsi que l'orientation du champ de vision du capteur pourra ne pas être rigoureusement parallèle ou perpendiculaire à l'axe transversal du véhicule, mais pourra être faiblement inclinée par rapport à cet axe et/ou à sa perpendiculaire. De même, dans le cas de l'utilisation d'un dispositif déviateur de l'orientation du champ de vision d'un capteur fixe par rapport au véhicule, la position de ce capteur par rapport au véhicule pourra être quelconque, seule important l'orientation de son champ de vision grâce au dispositif déviateur. Par exemple, le capteur pourra être disposé horizontalement, verticalement ou en toute autre position selon les contraintes d'encombrement.