FR2854251A1 - Dispositif d'aide a la conduite - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un dispositif d'aide à la conduite d'un véhicule comportant un moyen pour la prise de vue et un moyen de projection d'une image virtuelle dans le champ de vision du conducteur (100), caractérisé en ce qu'il comprend un écran opaque (30) placé dans le champ de vision du conducteur (100) pour la formation d'une image virtuelle projetée à l'infini dans le champ de vision du conducteur (100) du véhicule et en ce qu'il comprend en outre des moyens pour la filtration des zones de forte intensité lumineuse.

Description

DISPOSITIF D'AIDE À LA CONDUITE

La présente invention concerne le domaine de l'aide à la conduite et plus particulièrement des équipements destinés à l'amélioration de la vision dans des véhicules.

On connaît dans l'état de la technique différentes solutions, basées généralement sur des systèmes de vision " tête haute ".

Ainsi, le brevet EP0686865 décrit un système de vision nocturne pour véhicule motorisé comprenant une 10 caméra infrarouge montée sur le véhicule pour examiner une scène d'une chaussée devant le véhicule et produire un signal vidéo représentant un réseau thermique de la scène.

Un dispositif d'affichage tête haute couplé au signal vidéo produit une image virtuelle ayant un rapport de taille de 15 un à un avec les images de la scène de la chaussée réelle vue par le conducteur du véhicule. Le dispositif d'affichage tête haute comprend un mélangeur dans le champ de vision d'un conducteur du véhicule, un dispositif d'affichage vidéo pour émettre une image basée sur le 20 signal vidéo, et un miroir asphérique pour réfléchir l'image émise sur le mélangeur pour être vue par le conducteur en tant qu'image virtuelle du réseau thermique de la scène. Le dispositif d'affichage tête haute superpose l'image virtuelle du réseau thermique avec un décalage de 25 quelques degrés par rapport à la scène de la chaussée de sorte quel le conducteur observe l'image virtuelle du motif thermique sous la scène de la chaussée réelle, de manière à avertir le conducteur de la présence d'objets au-delà du champ de vision visible du conducteur.

Le problème que pose un tel équipement est celui du traitement des contrastes élevés, par exemple l'apparition d'un phare dans le champ de vision de la caméra, ainsi que celui des aberrations résultant du décalage entre l'image virtuelle et l'image réelle.

Le brevet américain US5903396 décrit un dispositif d'intensification de lumière pour la conduite automobile, 5 utilisant des polarisateurs optiques pour améliorer l'image virtuelle vue par le conducteur.

Le brevet PCT W00234572 décrit un autre système pour la vision de nuit destiné à un véhicule à moteur. Une caméra capture une image qui est subséquemment affichée sur 10 un système de visualisation pouvant être un système de visualisation tête haute. La caméra comprend une lentille en alignement avec un déflecteur de faisceau pouvant être constitué d'un miroir déviant le faisceau de sorte qu'il passe le long d'un col en direction d'un capteur. La caméra 15 peut être montée relativement facilement en position dans un véhicule à moteur.

On connaît également des systèmes pour l'affichage d'informations dans le champ de vision du conducteur.

Le brevet PCT W08903059 décrit un système d'affichage 20 optique qui permet la présentation visuelle d'informations de base à un observateur. Il comprend une unité de vision qui comporte des surfaces réfléchissantes à travers lesquelles l'observateur peut regarder une scène à l'extérieur et qui réfléchissent des informations de base 25 provenant d'une source d'information qui les affiche devant l'observateur. Dans un mode de réalisation préféré, le système d'affichage optique décrit est constitué par un système d'affichage du type tête haute pour un véhicule automobile et l'observateur est le conducteur du véhicule. 30 L'unité de vision est constituée par un pare-brise de véhicule automobile avec ou sans matériau améliorant la réflexion et dont les surfaces interne et externe réfléchissent les informations de base véhiculées par de la lumière se propageant à partir de la source d'informations, représentée par exemple par une unité d'affichage à cristaux liquides (32). Un système à lentille de projection 5 placé entre la surface interne du pare-brise et la source d'informations présente des propriétés optiques de conduction de la lumière qui permettent de compenser des aberrations optiques engendrées par la surface non plane du pare-brise. Le système à lentille de projection comprend un 10 élément asphérique unique à une forme de parebrise asphérique spécifique et des éléments restants communs à un grand nombre de formes de pare-brise différentes. Un mécanisme de positionnement permet au conducteur de régler la position verticale des informations de base réfléchies 15 par le pare-brise dans un champ de vision à affichage total offrant une vue optimale à un conducteur assis. Le mécanisme de positionnement permet également de faire varier automatiquement la distance qui sépare l'image affichée et le conducteur en fonction de la vitesse du 20 véhicule, ce qui accroît la sécurité d'utilisation du véhicule.

D'autres documents concernent des solutions mixtes d'affichages d'informations et d'une image virtuelle acquise par une caméra.

Le brevet W003016983 concerne un véhicule doté d'une caméra générant des images infrarouges d'une scène située en avant du véhicule, et un affichage qui reflète des images à partir du pare-brise du véhicule. Sont affichées: de nuit, des images transmises par la caméra, et, de jour, 30 des informations sur le véhicule. Le dispositif d'affichage comprend un miroir doté de surfaces réfléchissantes pour le jour et la nuit qui présentent des caractéristiques optiques différentes et qui sont disposées de biais. Le miroir pivote et fait passer l'unité d'affichage d'un mode d'affichage à l'autre. Dans un autre système d'affichage, le rayonnement du miroir biface atteint directement le conducteur, sans réflexion par le pare-brise.

Ces différentes solutions ne sont pas totalement satisfaisantes, car elles ne permettent pas de fournir une image virtuelle visible à l'infini dans l'intégralité des conditions de visibilité jour, nuit, zones d'éblouissement par source fortement contrastée par rapport 10 à l'éclairage ambiant.

Le but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients en proposant un système de vision pour la conduite d'un engin assurant la formation d'une image virtuelle à l'infini, dans le champ de vision du 15 conducteur.

A cet effet, l'invention concerne, selon son acception la plus générale, un dispositif d'aide à la conduite d'un véhicule comportant un moyen pour la prise de vue et un moyen de projection d'une image virtuelle dans le 20 champ de vision du conducteur, caractérisé en ce qu'il comprend un écran opaque placé dans le champ de vision du conducteur pour la formation d'une image virtuelle projetée à l'infini dans le champ de vision du conducteur du véhicule et en ce qu'il comprend en outre des moyens pour 25 la filtration des zones de forte intensité lumineuse.

Selon une première variante, l'axe optique dudit moyen de prise de vue correspond sensiblement à l'axe principal du champ de vision du conducteur.

Selon une deuxième variante, l'axe optique dudit 30 moyen de prise de vue correspond sensiblement à l'axe principal du champ de rétrovision du conducteur.

Selon une troisième variante, l'axe optique dudit moyen de prise de vue correspond à un champ de vision latéral du conducteur.

Selon un mode de réalisation particulier, le moyen de 5 prise de vue comprend une caméra et/ou un bloc optique à transmission.

De préférence, ledit moyen de prise de vue comprend un premier moyen pour la prise de vue en conditions diurnes et un deuxième moyen pour la prise de vue en conditions 10 nocturnes et des moyens pour sélectionner l'un desdits moyens de prise de vue.

Avantageusement, ledit moyen pour la filtration des zones de forte intensité lumineuse comprend un analyseur d'image incidente commandant un moyen d'inhibition des 15 zones dont la luminosité dépasse une valeur seuil.

Selon une variante préférée, ledit moyen d'inhibition est constitué par un coronographe.

Selon une autre variante, ledit moyen d'inhibition est constitué par une matrice d'éléments à transmission 20 variable commandés par l'analyseur d'image.

Avantageusement, le moyen de prise de vue nocturne comprend un filtre rouge.

Avantageusement, le champ des moyens de prise de vue est supérieur ou égal à 40 degrés.

Selon une variante, le moyen de prise de vue diurne comprend un premier polariseur de la matrice LCD.

Selon le mode de réalisation préféré, le moyen de prise de vue diurne comporte un premier bloc optique comprenant un filtre UV, un filtre coloré, et un diaphragme de sécurité, un diviseur de faisceau réfléchissant une portion du faisceau vers une surface CCD de détection pour l'analyse de l'image incidente et un deuxième bloc optique comprenant un coronographe, la matrice LCD, le deuxième polariseur et la lentille de champ.

Selon un mode de réalisation particulier, le moyen de prise de vue diurne comprend un miroir semi-transparent réfléchissant une partie du faisceau incident vers un analyseur d'image et laissant traverser par transmission 10 l'autre partie du faisceau incident.

Selon un autre mode de réalisation avantageux, le dispositif comporte un bloc mobile comprenant les moyens de prise de vue diurne et un moniteur pour l'affichage d'une image obtenue par la caméra de prise de vue nocturne, ledit 15 bloc mobile étant déplaçable entre une première position dans laquelle l'entrée du moyen de prise de vue diurne est située dans l'axe de prise de vue et la sortie dudit moyen de prise de vue diurne est placé dans l'axe optique du système de formation de l'image virtuelle, et une deuxième 20 position dans laquelle l'entrée du moyen de prise de vue nocturne est située dans l'axe de prise de vue et le moniteur est placé dans l'axe optique du système de formation de l'image virtuelle.

De préférence, le moyen de prise de vue nocturne 25 comprend un moyen d'occultation d'une zone de forte intensité lumineuse au moins, placé en avant de l'objectif de la caméra.

Avantageusement, ledit moyen d'occultation d'une zone de forte intensité lumineuse est constitué par un miroir 30 percé dont la position est commandée par un analyseur d'image incidente, ledit miroir étant placé sur le trajet optique pour renvoyer vers la caméra l'image incidente hormis la zone de forte intensité lumineuse.

Selon une variante, le miroir percé est remplacé par une lame de verre sur laquelle se trouve un cône de 5 blocage/réflexion de l'image du soleil. Ce cône présente la taille de l'image du soleil plus 10 à 20 %. Le fonctionnement est celui d'un coronographe, soit l'inverse du système miroir à trou.

Selon une variante particulière, le dispositif 10 comporte des moyens de calcul de la position théorique du soleil par rapport à l'axe de prise de vue et pour la commande de la position du coronographe.

Selon une autre variante de mise en òuvre, il comprend un processeur pour la transmission à une matrice 15 LCD des images négatives des autres sources qui dépassent une valeur maximum réglable.

Selon une autre variante encore, il comprend un processeur pour le contrôle du diaphragme de sécurité placé devant le moyen de prise de vue diurne.

Selon un mode de mise en oeuvre particulier, le dispositif comprend une plate-forme gyroscopique destinée à la stabilité du coronographe et des moyens de correction des retards éventuels de la boucle détection/asservissement lors de mouvements rapides.

Avantageusement, il comprend un miroir sphérique qui assure la mise " à l'endroit " de l'image et son transfert vers l'écran opaque réfléchissant l'image finale; l'écran est constitué par une portion rectangulaire d'un miroir sphérique circulaire, ses dimensions devant couvrir du haut 30 du pare-brise à la partie basse d'un pare-soleil normal, et latéralement couvrir le montant gauche jusqu'au centre du pare-brise.

Selon un autre exemple de mise en oeuvre, le dispositif selon l'invention comprend en outre des moyens 5 de visualisation de données spécifiques tels que les paramètres de conduite (vitesse, consommation, etc...), paramètres de navigation (GPS ou autres), informations interactives avec le milieu extérieur (provenant de bornes émissives ou de senseurs divers situés dans le véhicule), 10 imagerie construite à partir de 2 caméras spécifiques, l'une voyant le théâtre en conditions normales, y compris la vision de nuit, l'autre fonctionnant dans la bande IR et capable de voir en situation de visibilité dégradée.

Selon une variante, lesdits moyens de visualisation 15 de données sont constitués par un circuit de commande d'une matrice LCD interposée entre l'image de prise de vue et l'écran opaque.

Selon une autre variante, le dispositif selon l'invention comporte une fenêtre d'entrée de surface 20 inférieure à la surface du pare-brise, comprenant des moyens de lutte contre la pollution, de dégivrage rapide, anti-pluie et de nettoyage.

Selon une autre variante encore, une partie de l'optique de prise de vue est mobile autour d'un axe 25 principal.

Le but de l'invention est de proposer un dispositif qui n'est pas vulnérable aux excès de puissances des sources qu'il pourrait être à même de rencontrer dans les bandes de fréquence o il est efficace. Pour ce faire, en 30 particulier pour les systèmes ultra sensibles (vision de nuit, détection IR, optique militaire), il doit pouvoir être protégé de façon sélective afin d'éliminer la nuisance de la source excessive sans altérer les autres rayonnements.

Dans le cas de la sécurité routière, la vision du conducteur est de loin l'instrument primordial de la 5 conduite. L'oeil est le détecteur principal à partir duquel se construit tout l'algorithme de la navigation du véhicule sur la route. Dans un contexte environnemental de plus en plus agressif, essentiellement dû à un encombrement toujours proche de la saturation, la marge d'erreur s'est 10 considérablement affaiblie, alors que la performance du conducteur, et en particulier de sa vision est restée une constante. La protection de cet instrument essentiel est donc une évidence. La technologie Eclipse permet de participer à cette protection, ainsi que la protection des 15 systèmes optiques qui voient le jour pour venir en aide à la vision du conducteur. Dans le cas particulier de la vision de nuit, ainsi que nous le verrons plus loin, le système Eclipse est non seulement un moyen de protection mais aussi d'accroissement de la vision de nuit.

Le système est interactif et permet de neutraliser totalement ou partiellement, de façon sélective, les sources de lumière éblouissantes. Les sources non sélectionnées (non éblouissantes) ne sont pas affectées par cette filtration. Dans certaines applications, en cas de 25 lumière insuffisante, les sources faibles peuvent au contraire être amplifiées.

L'application de base est destinée à protéger contre l'éblouissement tout système optique, allant de l'oeil aux caméras et autres senseurs optiques.

En complément de cette fonction de filtration et d'amplification, le système permet d'ajouter des informations de toutes sortes, tant sous forme d'image que de texte.

Enfin l'entrée optique du système peut être privilégiée, de façon à être la dernière interface d'entrée 5 à être polluée en cas de détérioration de l'interface d'entrée directe (pare-brise, par exemple).

Une fonction sélection bande passante permet de filtrer ou amplifier une catégorie de sources donnée.

Ce système se différencie des systèmes existants par 10 son interactivité sélective, sa faculté de superposer l'image transformée exactement là o se trouve la source (généralement à l'infini), et d'apporter à cette image toutes les améliorations demandées pour une utilisation donnée.

L'invention touche des domaines clés que sont la sécurité routière, la sécurité des transports aéronautiques et maritimes, la protection des individus contre le terrorisme et le vandalisme et, d'une manière générale, qui participent au confort des personnes qui sont soumises à 20 des lumières agressives (soleil, phares de voitures, laser, projecteurs etc.) Outre cette fonction de base (filtration), l'invention permet les fonctions supplémentaires suivantes, dans le cas d'une utilisation en transports terrestres: 25 superposition d'informations diverses de type HUD, amplification des lumières trop faibles, maintien d'un niveau optimum de qualité du paysage observé en cas de détérioration de l'interface d'entrée normale entre l'utilisateur et ce paysage (pare- brise, par ex.) L'invention est particulièrement utile pour les transports terrestres (voiture, car, bus, moto etc..), il durant la période nocturne. Le dispositif procède alors à une filtration sélective et dynamique de l'éblouissement des phares de voiture ou de tout autre projecteur situé dans le sens contraire du véhicule. Parallèlement à 5 l'atténuation des sources fortes, il offre la possibilité d'amplifier les sources de lumière faible de façon à améliorer considérablement la vision de nuit. Le problème rencontré par un conducteur de nuit s'apparente au problème rencontré dans l'espace, o la source lumineuse (le soleil) 10 est une source de lumière intense se détachant sur un ciel noir. En conduite de nuit, le théâtre est une surface noire identique o se détachent les phares des voitures inverses (et d'autres sources éventuellement), et la mince zone éclairée par les phares de la voiture. Il est facile 15 d'imaginer les conditions obtenues dans la fenêtre Eclipse: un théâtre éclairé vu par la caméra amplifiant la lumière faible, la bande de route éclairée par les phares sous la fenêtre Eclipse. La caméra est elle-même protégée par les moyens d'occultation des sources intenses qui 20 évitent son propre aveuglement, les lumières adverses sont vues comme des taches lumineuses de faible intensité. En plus de cet avantage au niveau de la sécurité, le confort de conduite est grandement amélioré par le fait que la fenêtre lumineuse placée devant le conducteur permet de 25 choisir l'intensité lumineuse moyenne correspondant au moment o la pupille de l'oeil lutte pour rester ouverte à cause de la faible lumière du théâtre, alors qu'elle voudrait se fermer pour diminuer l'agressivité des sources adverses. La tendance sera donc à se trouver à un début de 30 fermeture de la pupille tout en gardant une excellente vue de la zone essentielle.

La combinaison de deux ou plusieurs situations dégradées est en général une approche exponentielle de probabilité d'un accident. L'association pare-brise sale et éblouissement n'est pas une combinaison rare. Réduire l'un ou l'autre est un moyen d'aplatir cette probabilité.

Réduire les deux est un moyen encore beaucoup plus efficace pour faire descendre ce facteur à quelques pour-cent. La 5 surface d'un pare-brise est trop grande pour y introduire des moyens sophistiqués de protection autres que les moyens classiques. La fenêtre d'entrée du système Eclipse est par contre suffisamment petite pour y introduire des moyens de lutte sophistiquée contre la pollution, dégivrage rapide, 10 anti-pluie, nettoyage, etc. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, se référant aux dessins annexés o : - la figure 1 représente une vue schématique du 15 dispositif selon l'invention, en position "conditions nocturnes" ; - la figure 2 représente une vue schématique du dispositif selon l'invention, en position "conditions diurnes" ; - la figure 3 représente une vue détaillée des éléments du dispositif mis en òuvre en "conditions diurnes" ; - la figure 4 représente une vue détaillée des éléments du dispositif mis en oeuvre en "conditions 25 nocturnes" ; - la figure 5 représente une vue d'ensemble des éléments du dispositif mis en oeuvre en "conditions diurnes" ; - la figure 6 représente une vue d'implantation du 30 dispositif vue de cÈté ; - la figure 7 représente une vue d'implantation du dispositif vue de dessus.

L'invention est représentée dans ce qui suit sous forme d'exemples non limitatifs Le dispositif se compose d'un bloc mobile (10) 5 assurant les fonctions d'analyse d'image et de filtration.

Ce bloc (10) peut occuper deux positions nocturne (figures 1 et 4), diurne (figures 2, 3 et 5).

Dans les deux cas d'utilisation, l'image finale est vue à l'infini dans le système optique 20/30.

La fonction vision nocturne comprend une caméra (1) recevant une image filtrée par un module optique de filtration du faisceau incident (6) contenu dans le bloc (10), un filtre rouge (5) ainsi qu'un moniteur (3) comprenant un écran sur lequel se forme l'image traitée.

La fonction "vision diurne" comprend une optique d'entrée (4), et un système de filtration (6) muni d'un coronographe asservi (7). Le bloc optique d'entrée présente un champ angulaire de 40 degrés environ. Outre les lentilles (11), il contient un premier polariseur (12) de 20 la matrice LCD assurant la première polarisation et la répartition de la chaleur.

Le bloc A, représenté par exemple en figure 3, constitue tout le système de filtration. Il se déplace latéralement de la position jour à la position nuit suivant 25 les conditions d'utilisation. En position jour, la lumière filtrée ressort du bloc optique A2 et est ensuite reçue par l'oeil de l'utilisateur via les 2 miroirs M et P (21 et 30).

Le moniteur de la fonction nuit est bien sûr effacé. En position nuit, le bloc A et tout ce qu'il contient vient se 30 placer devant la caméra. Le fonctionnement est le même, mais cette fois c'est la caméra qui est protégée. Pendant ce déplacement du bloc A, le moniteur se déploie et vient occuper une position telle que dans le système optique 21/30 l'image sur le moniteur soit vue à l'infini.

Dans les vues 3D, le bloc A est schématisé par un 5 plateau support horizontal gris clair. Les blocs Ai et A2 sont 2 cylindres gris foncé, A2 (6) et Ai (4).

Le filtre rouge se trouve juste sous le capteur CCD 17 en position de nuit. Il est fixe et ne se déplace pas lors du déplacement du bloc A. Cette position est reportée 10 sur les figures 3 et 4, mais n'est pas mécaniquement représentative de la réalité telle que sur les figures 1 et 2, pour des raisons de commodité de schéma. (Au lieu d'être perpendiculaires au plan de la figure, la CCD et le filtre rouge sont en réalité parallèles et au-dessus de ce plan.) Un module d'analyse d'image (10) assure la détection des zones de forte intensité lumineuse. Il comprend un circuit de traitement de l'image incidente délivrant un signal de pilotage du module de filtration contenu dans A (LCD et coronographe).

Le dispositif comprend deux filtres optiques placés à l'entrée du système.

Le filtre rouge (5) est destiné à la caméra seule et reste fixe dans le système. Il est situé dans un plan parallèle au plan de la LCD de façon à se trouver juste 25 sous la LCD à la fin du déplacement du bloc A (10) vers la position de nuit (figure 1). Son rôle est d'éviter au système de filtrer les feux rouges des voitures (ou autres) dans le champ de vision. Le deuxième groupe (14) est destiné à l'observation directe de jour et est placé devant 30 le premier bloc optique Al (10) dans la position " de jour ". Il est également fixe et ne suivra pas le déplacement du module d'analyse (10). Il comporte un filtre UV (13), un filtre coloré (14), et un diaphragme de sécurité (15).

Le module d'analyse (10) comprend un diviseur de faisceau (16) qui réfléchit une portion du faisceau vers une surface CCD de détection (17).

Le bloc optique (6) contient le coronographe (7), la matrice LCD (18), le deuxième polariseur et la lentille de champ (19).

La caméra (1) est en fonction quand le bloc (10) est 10 en position " de nuit ". Elle est alors protégée par le système anti-éblouissement (6) placé en avant de l'objectif de la caméra. L'image transmise depuis la caméra au moniteur LCD (3) est vue à l'infini sur un écran opaque (30).

Le module de visualisation (20) comprend un miroir semi-sphérique (21) assurant le repliement des faisceaux optiques, le redressement de l'image et la réduction de l'encombrement pour permettre le logement du dispositif dans l'habitacle d'un véhicule, ainsi qu'un deuxième miroir 20 semi-sphérique (30) placé dans le champ de vision du conducteur (100) . Le miroir sphérique (21) assure la mise " à l'endroit " de l'image et son transfert vers l'écran opaque (30). Il est une portion rectangulaire d'un miroir circulaire homothétique du miroir (30).

Le miroir sphérique (30) constitue le " pare-soleil intelligent ". Il est également formé par une portion rectangulaire d'un miroir circulaire, ses dimensions devant couvrir du haut du pare-brise à la partie basse d'un paresoleil normal, et latéralement couvrir le montant gauche 30 jusqu'au centre du pare-brise (grosso modo). Le champ réduit de 22 degrés dépasse les limites verticales du parebrise, et sort donc des limites verticales du miroir (30).

En utilisation de nuit, l'image fournie au miroir (30) est volontairement plus grande que le champ du miroir (21).

Le moniteur LCD (3) a une surface " utile " lui permettant de délivrer une image qui au grandissement 1 5 aura une dimension supérieure ou égale au champ de P (40 degrés +).

Le dispositif comprend un processeur (40) recevant les informations du senseur CCD d'entrée (17). Il délivre des signaux d'asservissement des moyens de filtration (37) 10 comprenant une matrice LCD, et (7) (le coronographe) . Il réalise aussi le cas échéant l'asservissement latéral du champ réduit. Le but est d'obtenir un champ C qui se déplace sur P en suivant la position latérale du soleil. Un moyen consisterait à lier le bloc A 2 au moteur X du 15 coronographe, et laisser le moteur Y n'entraîner que le coronographe seul.

La détection des autres sources est réalisée par une matrice CCD (17) placée derrière l'objectif d'entrée après séparation. Ce moyen de détection devra devenir le moyen 20 unique de détection, en l'absence de coronographe possible dans la plupart des applications véhicules terrestres.

Cette fonction sera maintenue dans les applications aéronautiques et spatiales.

Le processeur peut également exploiter une base de 25 données. Cette base de donnée contient notamment des informations sur la position relative du soleil. Au-delà d'une puissance donnée le processeur (40) décide que la source émissive est le soleil. Un navigateur GPS communique à cette base les coordonnées locales, de façon à corriger 30 l'heure locale de lever et coucher de soleil introduites dans la base de données. Le passage de la position " jour " à " nuit " pourra ainsi être automatisé, et permettre d'éviter qu'en présence d'une source de lumière forte le processeur l'interprète comme " un soleil ". Cette information permettra aussi d'adapter la valeur théorique maximum de la source solaire à l'heure locale, et éviter le même problème dans la journée.

La position du coronographe après détection du soleil est commandée par le processeur (40).

Le processeur (40) réalise également le traitement des informations relatives aux autres sources de lumière: 10 le processeur (40) transmet à la matrice LCD les images négatives des autres sources qui dépassent une valeur maximum réglable. Sont également réglables: la densité du cache (image négative plus ou moins noire) et son contour (diffus ou net).

Le processeur (40) réalise également le contrôle du diaphragme de sécurité (15) : au-delà d'une valeur maximale prédéterminée et éventuellement temporisée, le processeur commande la fermeture progressive du diaphragme (15). Cette sécurité ne devrait intervenir que dans des cas rares o le 20 soleil est haut sur l'horizon. Cela se traduirait pour l'utilisateur, outre l'éclipse du soleil, par un assombrissement du paysage, ce qui peut être un avantage en période de fort ensoleillement. La plate-forme gyroscopique (50) est associée au 25 processeur (40) et

fournit en permanence des informations dX,dY qui permettent de corriger les retards éventuels de la boucle détection/asservissement lors de mouvements rapides. Elle permet également de maintenir la position du coronographe (7) lors de disparition momentanée du soleil.

Le coronographe (7) réalise l'occultation du soleil.

Il est réalisé par une pièce conique réfléchissante. La lumière qui forme l'image du soleil est donc renvoyée sur les parois de l'instrument. Ainsi on évite qu'elle retourne vers l'objectif, car celui-ci en réfléchirait une partie qui parasiterait la faible image de la couronne. C'est au niveau de la base de ce cône que l'image du soleil est formée.

Le fonctionnement du dispositif est le suivant De jour le faisceau traverse le système de filtration (6, 10). Le traitement du faisceau se fait au niveau du bloc A2 (fig.3) ou la lentille de champ limite 10 l'angle de sortie à 22 degrés. Le faisceau est réfléchi par le premier miroir sphérique M capable d'un angle de 40 degrés +. L'image est vue sur le miroir sphérique (30) dans un cercle C correspondant au champ limite de 20 degrés. Le miroir (21) est lui aussi capable d'un angle de 40 degrés 15 +.

De nuit le module d'analyse (10), contenant l'optique d'entrée A 1 et l'optique intermédiaire de filtrage + lentille de champ, se déplace vers la caméra de façon à devenir le filtre de la caméra. Les miroirs (21) et 20 (30) restent fixes. Un moniteur LCD (3) vient prendre la place du bloc (6) . La caméra voit un champ de 40 degrés qu'elle fournit à ce moniteur (3). La taille du moniteur doit être telle que son image vue dans (30) ne soit jamais plus petite que le champ offert par (30).

L'image d'entrée est fournie par une caméra (1) associée à un équipement anti-éblouissement, et transmise sur un moniteur couleur LCD (3) ou éventuellement à la matrice LCD utilisée normalement pour la filtration. Le champ de la caméra est ajusté de façon à ce que nous ayons 30 en sortie un grossissement 1. L'image est vue à l'infini dans l'optique de sortie. Ce système offre la possibilité de contourner la difficulté de l'angle d'entrée. Il possède une aptitude à traiter de façon à la fois filtrante et amplificatrice les situations très contrastées o les sources fortes sont trop fortes et le reste des sources trop faibles. C'est le cas de nuit, et le problème de la 5 vision nocturne apparaît comme une des préoccupations essentielles en ce moment.

La réalisation du dispositif peut comprendre plusieurs variantes: Système de base: optique en évolution pour angle 10 d'entrée maxi. Filtration source forte par SHM/coronographe. Filtration autres sources par matrice LCD (ou autre matrice active telle que DMD par ex.). Détection PSD vers SHM et détection caméra vers LCD. Aptitude info HUD démontrable via lap-top.

Particularités: positionnement du premier polariseur, équipé d'un filtre UV d'entrée, et d'un filtre rouge éventuel pour éviter la filtration des feux rouges la nuit.

- Système de base modifié un seul étage de filtration par matrice LCD (ou autre), après vérification des limites de la matrice, et adjonction occasionnelle d'un filtre coloré en plus du filtre UV. Détection par caméra vidéo.

- Système de base évolué : capable d'un angle de 25 champ d'au moins 40 degrés à l'aide de combinaisons de lentilles cylindriques et de miroirs sphériques. Détection par piquage d'une portion du faisceau d'entrée vers une matrice CCD tel que décrit plus haut.

- Système hybride de base concevable après fabrication d'une caméra équipée d'un système anti- éblouissement (protection par matrice LCD + filtres).

Détection par caméra vidéo comme dans système précédent.

- Système hybride évolué : capable de la fonction HUD, vue sur une matrice LCD placée dans un autre plan 5 image et n'occupant qu'une partie du champ, vue à une distance ajustable inférieure à l'infini.

- Système futur: permet à l'utilisateur de choisir entre la fonction de base et la fonction hybride. Composé de - l'objectif d'entrée et du piquage vers la matrice CCD, - une caméra sensible ayant de bonnes performances en éclairage faible et équipée de la protection antiéblouissement, d'une protection complémentaire amont 15 par filtre UV installé en permanence, filtre rouge et filtre coloré amovible automatiquement en fonction de la luminance détectée par le senseur, et éventuellement un diaphragme automatique après détection de risque d'échauffement, - une matrice LCD remplissant 2 fonctions fonction filtre dans le cas de base, fonction moniteur dans le cas hybride. Dans ce dernier cas, l'image fournie par la caméra sensible est délivrée à la matrice LCD. Cette matrice étant normalement 25 utilisée dans des projecteurs vidéo, il sera facile d'en faire un moniteur lumineux par le truchement d'un verre dépoli et d'une lampe à puissance ajustable se plaçant automatiquement en aval de la matrice dans le cas de l'utilisation hybride.

- Système avec affichage de données Sur le pare-soleil intelligent des données spécifiques pourront être affichées à la demande paramètres de conduite (vitesse, consommation, etc...), paramètres de navigation (GPS ou autres), informations 5 interactives avec le milieu extérieur (provenant de bornes émissives ou de senseurs divers situés dans le véhicule), imagerie construite à partir de 2 caméras spécifiques, l'une voyant le théâtre en conditions normales, y compris la vision de nuit, l'autre fonctionnant dans la bande IR et 10 capable de voir en situation de visibilité dégradée.

- Système avec entrée "Surface propre". Les figures 6 et 7 représentent des vues schématiques d'implantation dans l'habitacle d'un véhicule.

Claims (25)

REVENDICATIONS

1 - Dispositif d'aide à la conduite d'un véhicule comportant un moyen pour la prise de vue et un moyen de projection d'une image virtuelle dans le champ de vision du 5 conducteur (100), caractérisé en ce qu'il comprend un écran opaque (30) placé dans le champ de vision du conducteur (100) pour la formation d'une image virtuelle projetée à l'infini dans le champ de vision du conducteur (100) du véhicule, et en ce qu'il comprend en outre des moyens pour 10 la filtration des zones de forte intensité lumineuse.

2 - Dispositif d'aide à la conduite d'un véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'axe optique dudit moyen de prise de vue correspond sensiblement à l'axe principal du champ de vision du conducteur (100).

3 - Dispositif d'aide à la conduite d'un véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'axe optique dudit moyen de prise de vue correspond sensiblement à l'axe principal du champ de rétrovision du conducteur (100).

4 - Dispositif d'aide à la conduite d'un véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'axe optique dudit moyen de prise de vue correspond à un champ de vision latéral du conducteur (100).

- Dispositif d'aide à la conduite d'un véhicule 25 selon l'une au moins des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit moyen de prise de vue comprend une caméra (1).

6 - Dispositif d'aide à la conduite d'un véhicule selon l'une au moins des revendications précédentes, 30 caractérisé en ce que ledit moyen de prise de vue est constitué par un bloc optique à transmission.

7 - Dispositif d'aide à la conduite d'un véhicule selon l'une au moins des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit moyen de prise de vue comprend un premier moyen pour la prise de vue en conditions diurnes 5 et un deuxième moyen pour la prise de vue en conditions nocturnes.

8 - Dispositif d'aide à la conduite d'un véhicule selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour sélectionner l'un desdits moyens 10 de prise de vue.

9 - Dispositif d'aide à la conduite d'un véhicule selon l'une au moins des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit moyen pour la filtration des zones de forte intensité lumineuse comprend un analyseur 15 d'image incidente commandant un moyen d'inhibition des zones dont la luminosité dépasse une valeur seuil.

- Dispositif d'aide à la conduite d'un véhicule selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ledit moyen d'inhibition est constitué par un coronographe.

11 - Dispositif d'aide à la conduite d'un véhicule selon la revendication 9, caractérisé en ce que ledit moyen d'inhibition est constitué par une matrice d'éléments à transmission variable commandés par l'analyseur d'image.

12 - Dispositif d'aide à la conduite d'un véhicule 25 selon l'une au moins des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit moyen de prise de vue nocturne comprend un filtre rouge.

13 - Dispositif d'aide à la conduite d'un véhicule selon l'une au moins des revendications précédentes, 30 caractérisé en ce que le champ des moyens de prise de vue est supérieur ou égal à 40 degrés.

14 - Dispositif d'aide à la conduite d'un véhicule selon l'une au moins des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen de prise de vue diurne comprend un premier polariseur de la matrice LCD.

15 - Dispositif d'aide à la conduite d'un véhicule selon l'une au moins des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen de prise de vue diurne comporte un premier bloc optique comprenant un filtre UV, un filtre coloré, et un diaphragme de sécurité, un diviseur 10 de faisceau réfléchissant une portion du faisceau vers une surface CCD de détection pour l'analyse de l'image incidente et un deuxième bloc optique comprenant un coronographe, la matrice LCD, le deuxième polariseur et la lentille de champ.

16 - Dispositif d'aide à la conduite d'un véhicule selon l'une au moins des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen de prise de vue diurne comprend un miroir semi-transparent réfléchissant une partie du faisceau incident vers un analyseur d'image et 20 laissant traverser par transmission l'autre partie du faisceau incident.

17 - Dispositif d'aide à la conduite d'un véhicule selon l'une au moins des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un bloc mobile comprenant 25 les moyens de prise de vue diurne et un moniteur pour l'affichage d'une image obtenue par la caméra (1) de prise de vue nocturne, ledit bloc mobile étant déplaçable entre une première position dans laquelle l'entrée du moyen de prise de vue diurne est située dans l'axe de prise de vue 30 et la sortie dudit moyen de prise de vue diurne est placé dans l'axe optique du système de formation de l'image virtuelle, et une deuxième position dans laquelle l'entrée du moyen de prise de vue nocturne est située dans l'axe de prise de vue et le moniteur est placé dans l'axe optique du système de formation de l'image virtuelle.

18 - Dispositif d'aide à la conduite d'un véhicule selon l'une au moins des revendications précédentes, 5 caractérisé en ce que le moyen de prise de vue nocturne comprend un moyen d'occultation d'une zone de forte intensité lumineuse au moins, placé en avant de l'objectif de la caméra.

19 - Dispositif d'aide à la conduite d'un véhicule 10 selon l'une au moins des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit moyen d'occultation d'une zone de forte intensité lumineuse est constitué par un miroir percé dont la position est commandée par un analyseur d'image incidente, ledit miroir étant placé sur le trajet 15 optique pour renvoyer vers la caméra (1) l'image incidente hormis la zone de forte intensité lumineuse.

- Dispositif d'aide à la conduite d'un véhicule selon l'une au moins des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de calcul de la 20 position théorique du soleil par rapport à l'axe de prise de vue et pour la commande de la position du coronographe.

21 - Dispositif d'aide à la conduite d'un véhicule selon l'une au moins des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un processeur pour la 25 transmission à une matrice LCD des images négatives des autres sources qui dépassent une valeur maximum réglable.

22 - Dispositif d'aide à la conduite d'un véhicule selon l'une au moins des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un processeur pour le 30 contrôle du diaphragme de sécurité placé devant le moyen de prise de vue diurne.

23 - Dispositif d'aide à la conduite d'un véhicule selon l'une au moins des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une plate-forme gyroscopique destinée à stabiliser la position du 5 coronographe et des moyens de correction des retards éventuels de la boucle détection/asservissement lors de mouvements rapides.

24 - Dispositif d'aide à la conduite d'un véhicule selon l'une au moins des revendications précédentes, 10 caractérisé en ce qu'il comprend un miroir sphérique qui assure la mise " à l'endroit " de l'image et son transfert vers l'écran opaque (30).

- Dispositif d'aide à la conduite d'un véhicule selon l'une au moins des revendications précédentes, 15 caractérisé en ce que l'écran sphérique est constitué par une portion rectangulaire d'un miroir sphérique circulaire, ses dimensions devant couvrir du haut du pare-brise à la partie basse d'un pare-soleil normal, et latéralement couvrir le montant gauche jusqu'au centre du pare-brise.

26 - Dispositif d'aide à la conduite d'un véhicule selon l'une au moins des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'écran sphérique peut être constitué d'un assemblage comprenant des lentilles plates de type Fresnel et des miroirs plans ou sphériques.

27 - Dispositif d'aide à la conduite d'un véhicule selon l'une au moins des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens de visualisation de données spécifiques tels que les paramètres de conduite (vitesse, consommation, etc...), 30 paramètres de navigation (GPS ou autres), informations interactives avec le milieu extérieur (provenant de bornes émissives ou de senseurs divers situes dans le véhicule), imagerie construite à partir de 2 caméras spécifiques, l'une voyant le théâtre en conditions normales, y compris la vision de nuit, l'autre fonctionnant dans la bande IR et capable de voir en situation de visibilité dégradée.

28 - Dispositif d'aide à la conduite d'un véhicule selon la revendication précédente, caractérisé en ce que lesdits moyens de visualisation de données sont constitués par un circuit de commande d'une matrice LCD interposée entre l'image de prise de vue et l'écran opaque (30).

29 - Dispositif d'aide à la conduite d'un véhicule selon l'une au moins des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une fenêtre d'entrée de surface inférieure à la surface du pare-brise, comprenant des moyens de lutte contre la pollution, de dégivrage 15 rapide, anti-pluie et de nettoyage.

- Dispositif d'aide à la conduite d'un véhicule selon l'une au moins des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une partie de l'optique de prise de vue est mobile autour d'un axe principal.