WO2020007624A1 - Dispositif de retrovision panoramique par cameras avec affichage tete-haute - Google Patents

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    • G02B2027/0183—Adaptation to parameters characterising the motion of the vehicle

Definitions

  • the present invention relates to camera back vision on board road vehicles.
  • a device for panoramic retro-vision by cameras for a vehicle comprising at least one camera for acquiring the rear field of vision of the vehicle, a depth-of-field sensor, and a user interface available. from the driver, exchanging information with a computer.
  • the position of the interior mirror is not determined by positive ergonomic requirements, but generally by the constraints of mirror optics.
  • mirror mirrors With mirror mirrors, the driver must regularly look away from the road scene to observe the rear of the road.
  • the mirrors are adjusted for each driver, and partially reproduce the rear road scene, on a reduced scale.
  • the present invention aims to project forward an enlarged and recomposed retro-vision image, with enriched information.
  • the image acquired by the cameras be restored to the driver, after processing by the computer, on a horizontal transparent head-up display strip extending over the width of the vehicle windshield.
  • the display panel can be placed at the foot of the windshield, or at the top of it.
  • FIG. 1 is an overview of the proposed H.U.D device.
  • FIG. 2 illustrates two variants of the display.
  • FIG. 3 illustrates the phenomena of image distortion and straightening.
  • FIG. 4 shows a particular embodiment of the strip.
  • FIG. 5 illustrates the operation of the device.
  • a retro-vision device is generally composed of several subsystems, mainly
  • a retro-vision device is generally composed of several subsystems, mainly a set of cameras for enhancing the rear field of vision,
  • a depth sensor system (not shown), a head-up display (HUD),
  • an image projector (not shown), integrated for example into the dashboard or the roof,
  • the device for panoramic back-vision by cameras is illustrated by FIGS. 1 and 2. It comprises at least one camera for enhancing the rear field of vision of the vehicle (not shown), a depth-of-field sensor, and a user setting interface, available to the driver, exchanging information with a computer.
  • the panoramic strip 1a, 2b, 2a, 2b, constituting the head-up display of FIGS. 1 and 2 is made up of a long glazed strip, or of plexiglass, of about a few centimeters in height, the width of which can range up to the entire windshield 3.
  • the strip can be placed at the top (1b, 2b) or, preferably, at the bottom of the windshield (la, 2a). As illustrated in Figure 2, it can be either glued on it (la, lb), or placed vertically behind the windshield (2a, 2b).
  • the images restored on the display are controlled by the computer, which obtains its data from the other subsystems, and according to the configuration carried out by the user.
  • the image acquired by cameras is returned to the driver, after processing by the computer on the horizontal strip, which preferably extends over the entire width of the windshield 3.
  • the projected image appears distorted to the driver, if the projection plane is inclined with respect to the driver's line of sight, in particular if the strip is glued to the windshield.
  • Figure 4 highlights the necessity and the principles of rectification applied by calculation to the projected image: without rectification, a straight image projected on the inclined plane of the windshield appears distorted for the driver's eye, whereas a distorted image on an incline may be straight for the driver's eye.
  • the deformation calculations are carried out by the computer, as a function of the height position of the driver's eyes if it is known, the angle of projection of the image, and the angle of vision of the driver.
  • a horizontal deformation of the image on the strip is also possible, so that the image can be seen, from the front by the driver, and simultaneously in lateral perspective, by the passenger.
  • the panoramic strip can display, in the central position, a rear view of the rear road scene, framed on each side by a side view.
  • Horizontal distortion can also be applied to the ends of the image, to maximize the field of vision.
  • the perspectives of the road scene can advantageously be straightened vertically and / or horizontally by the computer on the strip, for the comfort and safety of the driver.
  • the transparency of the image can vary depending on the context. It is preferably inversely proportional to the distance from the object detected by the sensors: the background of the environment (the decor, objects not detected by proximity sensors, etc.) are then displayed but with greater (or even total) transparency than that of the critical elements.
  • the transparency is preferably adjustable by the user, from its interface, but the detection of a nearby vehicle must be able to systematically trigger its highlighting, in order to improve the perception by the driver, whatever the setting adopted.
  • the vehicles detected by the cameras are therefore preferably automatically highlighted in the image.
  • the device can also display, under the control of the computer, contextual information, in the form of "colored gauges".
  • contextual information in the form of "colored gauges".
  • the speed of the following vehicle, or its speed difference with the vehicle for example in green between 0 and 5km / h of difference, in orange between 5 and 15km / h, and in purple beyond.
  • the transparency preferably varies according to the critical nature of the information, such as the current speed of the vehicle, or the gear engaged.
  • the transparency of the images projected on the panoramic banner can also vary depending on the direction of movement of the vehicle: the transparency of the projected scene, can thus be practically non-existent (zero) when the reverse gear is engaged, or at very low speed (traffic jams - parking), to increase when the speed of movement increases, so as to less capture the driver's attention.
  • the transparency of the image can change depending on the critical nature of the information displayed.
  • FIG. 5 groups together on a diagram the main interactions of the device, with the intervention of the driver on his interface to configure the device.
  • This setting leads, with the images acquired by the cameras, to the realization of a complete scene of retro-vision.
  • the data acquired by different sensors contributes, depending on the context, to the development of the scene, projected in wide field on a head-up display, in front of the driver.
  • the advantages of the invention are numerous.
  • the proposed device makes it possible to restore the retro-vision image on a larger scale, than known systems (up to scale 1), over the entire width of the vehicle. It allows you to place the viewing window in the best place so that the user does not have to look away from the road. Finally, it makes it possible to differentiate the situations where an important element, or at risk, enters the field of retro-vision.

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Abstract

Dispositif de rétro-vision panoramique par caméras, pour véhicule, comportant au moins une caméra d'acquisition du champ de vision arrière du véhicule, un capteur de profondeur de champ, et une interface de réglage utilisateur à disposition du conducteur, échangeant des informations avec un calculateur, caractérisé en ce que l'image acquise par les caméras est restituée au conducteur, après traitement par le calculateur, sur un bandeau horizontal d'affichage tête haute transparent (1a, 1b, 2a, 2b) s'étendant sur la largeur du pare-brise (3) du véhicule.

Description

DESCRIPTION
TITRE : DISPOSITIF DE RETROVISION PANORAMIQUE PAR CAMERAS AVEC AFFICHAGE TETE-HAUTE
Domaine technique de l'invention
La présente invention se rapporte à la rétro-vision par caméras, à bord des véhicules routiers .
Plus précisément, elle a pour objet un dispositif de rétro-vision panoramique par caméras pour véhicule, comportant au moins une caméra d'acquisition du champ de vision arrière du véhicule, un capteur de profondeur de champ, et une interface de réqlaqe utilisateur à disposition du conducteur, échanqeant des informations avec un calculateur .
Etat de la technique
Dans la plupart des véhicules, la position du rétroviseur intérieur n'est pas déterminée par des besoins d'ergonomie positifs, mais généralement par les contraintes de l'optique par miroir.
Avec les rétroviseurs à miroirs, le conducteur doit détourner régulièrement son regard de la scène routière, pour observer l'arrière de la route. Les rétroviseurs sont réglés pour chaque conducteur, et restituent partiellement la scène routière arrière, à une échelle réduite.
Par ailleurs, les informations critiques, telles que l'apparition ou les trajectoires des autres véhicules, ne sont pas identifiées. Le conducteur est obligé de consulter régulièrement ses rétroviseurs, pour s'assurer qu'aucun danger ne survient par l'arrière ou les côtés de son véhicule. Enfin, l'agrandissement du champ de vision arrière et latéral, et l'identification de situations à risques survenant par l'arrière, sont difficiles à réaliser avec les rétroviseurs à miroir . La publication US 2018/0065482 décrit un système H.U.D (« Head Up Display », pour « affichage tête haute ») , permettant de projeter devant le conducteur une vue, vers l'arrière, de son véhicule. Ce système permet d'avertir visuellement le conducteur, de l'approche d'un autre véhicule vers l'arrière. Mais il ne lui offre pas vers l'avant, une vue complète et structurée de la scène arrière, consultable sans détourner son attention de la route.
La présente invention vise projeter vers l'avant une image de rétro-vision élargie et recomposée, avec des informations enrichies .
Présentation de l'invention
Dans ce but, elle propose que l'image acquise par les caméras soit restituée au conducteur, après traitement par le calculateur, sur un bandeau horizontal d'affichage tête haute transparent s'étendant sur la largeur du pare-brise du véhicule .
Le bandeau d'affichage peut être placé au pied du pare-brise, ou en haut de celui-ci.
Brève description des figures
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit de modes particuliers de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés sur les dessins annexés, dans lesquels :
[Fig. 1] est une vue d'ensemble dispositif H.U.D proposé.
[Fig. 2] illustre deux variantes de l'afficheur.
[Fig. 3] illustre les phénomènes de déformation et de redressement d'image. [Fig. 4] montre un mode de réalisation particulier du bandeau. [Fig. 5] illustre le fonctionnement du dispositif.
Description détaillée des figures
Un dispositif de rétro-vision est généralement composé de plusieurs sous-systèmes, principalement
Un dispositif de rétro-vision est généralement composé de plusieurs sous-systèmes, principalement un ensemble de caméras d' acguisition du champ de vision arrière ,
un système de capteur de profondeur (non représenté) , un afficheur tête-haute (HUD) ,
un projecteur d'image (non représenté), intégré par exemple à la planche de bord ou au pavillon,
un calculateur, et
une interface utilisateur.
Le dispositif de rétro-vision panoramigue par caméras proposé, est illustré par les figures 1 et 2. Il comporte au moins une caméra d' acguisition du champ de vision arrière du véhicule (non représentée) , un capteur de profondeur de champ, et une interface de réglage utilisateur, à disposition du conducteur, échangeant des informations avec un calculateur. Le bandeau panoramigue la, lb, 2a, 2b, constituant l'afficheur tête-haute des figures 1 et 2, est constitué une longue bande vitrée, ou en plexiglas, d'environ une guinzaine de centimètres de hauteur, dont la largeur peut aller jusgu'à la totalité du pare-brise 3. Le bandeau peut être placé en haut (lb, 2b) ou, de préférence, en bas du pare-brise (la, 2a) . Comme illustré par la figure 2, il peut être, soit collé sur celui-ci (la, lb) , soit placé verticalement derrière le pare-brise (2a, 2b) .
Les images restituées sur l'afficheur sont pilotées par le calculateur, gui tire ses données des autres sous-systèmes, et selon le paramétrage effectué par l'utilisateur. L'image acguise par les caméras est restituée au conducteur, après traitement par le calculateur sur le bandeau horizontal, qui s'étend de préférence sur toute la largeur du pare-brise 3. En l'absence de correction, l'image projetée apparaît déformée au conducteur, si le plan de projection est incliné par rapport à l'axe de vision du conducteur, en particulier si le bandeau est collé au pare-brise. La figure 4 met en évidence la nécessité et les principes du redressement appliqué par calcul à l'image projetée : sans redressement, une image droite projetée sur le plan incliné du pare-brise apparaît déformée pour l'œil du conducteur, alors qu'une image déformée sur un plan incliné peut être droite pour l'œil du conducteur. Les calculs de déformation sont effectués par le calculateur, en fonction de de la position en hauteur des yeux du conducteur si elle est connue, de l'angle de projection de l'image, et de l'angle de vision du conducteur. Une déformation horizontale de l'image sur le bandeau, est également possible, pour que l'image puisse être vue, de face par le conducteur, et simultanément en perspective latérale, par le passager .
Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, illustré par la figure 3, le bandeau panoramique peut afficher, en position centrale, une vue arrière de la scène routière arrière, encadrée de chaque côté par une vue latérale. Une déformation horizontale peut aussi être appliquée aux extrémités de l'image, pour maximiser le champ de vision. Conformément à l'invention, les perspectives de la scène routière peuvent avantageusement être redressées verticalement et/ou horizontalement par le calculateur sur le bandeau, pour le confort et la sécurité du conducteur.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la transparence de l'image peut varier en fonction du contexte. Elle est de préférence inversement proportionnelle à l'éloignement de l'objet détecté par les capteurs : le fond de l'environnement (le décor, les objets non détectés par les capteurs de proximité, etc.) sont alors affichés mais avec une transparence supérieure (voire totale) à celle des éléments critiques.
La transparence est de préférence réglable par l'utilisateur, à partir de son interface, mais la détection d'un véhicule proche doit pouvoir déclencher systématiquement sa mise en surbrillance, pour en améliorer la perception par le conducteur, quel que soit le réglage adopté. Les véhicules détectés par les caméras, sont donc de préférence affichés automatiquement en surbrillance sur l'image.
Le dispositif peut également afficher, sous le contrôle du calculateur, des informations contextuelles, sous la forme de « jauges colorées ». Parmi celles-ci, la vitesse du véhicule suiveur, ou son écart de vitesse avec le véhicule : par exemple en vert entre 0 et 5km/h d'écart, en orange entre 5 et 15km/h, et en violet au-delà. La transparence varie de préférence selon le caractère critique de l'information, comme la vitesse actuelle du véhicule, ou le rapport engagé. La transparence des images projetées sur le bandeau panoramique peut aussi varier en fonction du sens de déplacement du véhicule : la transparence de la scène projetée, peut ainsi être pratiquement inexistante (nulle) lorsque la marche arrière est enclenchée, ou à très faible vitesse (embouteillages - stationnement) , pour augmenter lorsque la vitesse de déplacement augmente, de manière à moins capter l'attention du conducteur. En règle générale, la transparence de l'image peut évoluer en fonction du caractère critique des informations affichées.
La figure 5 regroupe sur un schéma les principales interactions du dispositif, avec l'intervention du conducteur sur son interface pour paramétrer le dispositif. Ce paramétrage conduit, avec les images acquises par les caméras, à la réalisation d'une scène complète de rétro-vision. Les données acquises par différents capteurs concourent, selon le contexte, à l'élaboration de la scène, projetée en champ large sur un afficheur tête haute, devant le conducteur.
Les avantages de l'invention sont nombreux. Le dispositif proposé permet de restituer l'image de rétro-vision à plus grande échelle, que les systèmes connus (jusqu'à l'échelle 1) , sur toute la largeur du véhicule. Il permet de placer la fenêtre de vision au meilleur endroit pour que l'utilisateur n'ait pas à détourner son regard de la route. Enfin, il permet de différencier les situations où un élément important, ou à risque, entre dans le champ de rétro-vision.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de rétro-vision panoramique par caméras, pour véhicule, comportant au moins une caméra d'acquisition du champ de vision arrière du véhicule, un capteur de profondeur de champ, et une interface de réqlaqe utilisateur à disposition du conducteur, échanqeant des informations avec un calculateur, caractérisé en ce que le dispositif restitue au conducteur, après traitement par le calculateur, l'imaqe du champ de vision arrière du véhicule acquise par les caméras sur un bandeau horizontal d'affichaqe tête haute transparent (la, lb, 2a, 2b) s'étendant sur la larqeur du pare-brise (3) du véhicule.
2. Dispositif de rétro-vision panoramique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bandeau d'affichaqe (la, 2a) est placé au pied du pare-brise (3) .
3. Dispositif de rétro-vision panoramique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bandeau d'affichaqe (lb, 2b) est placé en haut du pare-brise (3) .
4. Dispositif de rétro-vision panoramique selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que le bandeau d'affichaqe (la, lb) est collé sur le pare-brise.
5. Dispositif de rétro-vision panoramique selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que le bandeau panoramique (2a, 2b) est placé verticalement derrière le pare-brise (3) .
6. Dispositif de rétro-vision panoramique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bandeau panoramique (la, lb, 2a, 2b) affiche en position centrale une vue arrière de la scène routière arrière, encadrée de chaque côté par une vue latérale de celle-ci.
7. Dispositif de rétro-vision panoramique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les perspectives de la scène routière sont redressées par le calculateur sur le bandeau panoramique (la, lb, 2a, 2b) .
8. Dispositif de rétro-vision panoramique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les véhicules détectés par les caméras sont affichés en surbrillance sur l'image.
9. Dispositif de rétro-vision panoramique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que des informations contextuelles sont superposées à l'image de la scène routière affichée sur le bandeau panoramique (la, lb, 2a, 2b) .
10. Dispositif de rétro-vision panoramique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la transparence des images projetées sur le bandeau panoramique (la, lb, 2a, 2b), varie en fonction du sens de déplacement du véhicule, de sa vitesse de déplacement, ou du caractère critique des informations affichées.
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