Titre de l'invention : Module lumineux de véhicule

automobile

[1 ] L’invention concerne un module lumineux de véhicule automobile. L’invention concerne également un système d’assistance à la conduite comprenant un tel module lumineux, et un procédé d’assistance à la conduite utilisant un tel module lumineux.

[2] Avec le développement du véhicule automobile autonome, il devient nécessaire d’améliorer l’assistance à la conduite, dans toutes les conditions d’éclairage, notamment pour gérer différentes fonctions particulières de conduite parmi lesquelles :

- le maintien sur une voie, aussi dénommé par l’appellation anglo-saxonne « lane keeping », pour permettre à un véhicule de suivre sa voie sur une route, notamment en détectant et signalant au conducteur toute déviation de

trajectoire ;

- le centrage sur une voie, aussi dénommé par l’appellation anglo-saxonne « lane centering », qui vient en complément de la fonction précédente, et permet plus précisément de maintenir le véhicule de manière autonome au centre de sa voie,

- le changement de voie, aussi dénommé par l’appellation anglo-saxonne « lane changing », pour permettre à un véhicule de changer de voie, par exemple en vue d’un dépassement,

- le freinage d’urgence, aussi dénommé par l’appellation anglo-saxonne « automating emergency breaking », ou plus simplement par le sigle AEB,

- la manœuvre d’évitement d’urgence, aussi dénommé par l’appellation anglo- saxonne « automating emergency steering », ou plus simplement par le sigle AES, qui permet d’éviter un obstacle présent sur sa voie,

- l’assistance au parking, et le parking autonome.

[3] Dans ces différentes fonctions, le système d’assistance a besoin de recevoir des informations en entrée, parmi lesquelles notamment la détection des marquages au sol, comme les lignes délimitant les voies, et/ou la présence des éventuels obstacles sur la route.

[4] Un système de détection peut en particulier détecter les informations nécessaires au système d’assistance comme informations d’entrée. Or, il arrive que la luminosité extérieure ne soit pas suffisamment forte pour que le système de détection puisse détecter ces informations, en particulier la nuit.

[5] Il est donc nécessaire d’avoir un module lumineux permettant d’éclairer

l’environnement du véhicule de sorte à ce que la luminosité soit suffisante pour que le système de détection puisse détecter les informations nécessaires.

[6] En remarque, l’éclairage existant sur un véhicule permet d’éclairer la route

devant le véhicule à partir d’une distance de deux mètres sur sa propre voie et de cinq mètres sur les voies adjacentes. De plus, les réglementations imposent des limites contraignantes sur les éclairages arrières, qui ne doivent pas dépasser certains seuils peu élevés et doivent être maintenus dans une plage de couleur précise. Ces contraintes font qu’il est aujourd’hui délicat, voire impossible, de pouvoir détecter certains marquages au sol ou obstacles à proximité d’un véhicule, notamment dans la région arrière du véhicule, avec les modules d’éclairage et/ou de signalisation existants. Ainsi, cela ne permet pas d’offrir un système d’assistance remplissant les fonctions susmentionnées nécessaires à un véhicule comprenant un système d’assistance à la conduite.

[7] Le but de l’invention est de fournir un module lumineux remédiant aux

inconvénients ci-dessus, en permettant notamment d’éclairer la région située à l’arrière du véhicule tout en étant conforme aux réglementations en vigueur, et de fournir un système équipé d’un tel module lumineux et un procédé d’assistance à la conduite utilisant un tel module lumineux permettant de remplir les fonctions d’assistance explicitées ci-dessus.

[8] En complément, le but de l’invention est de fournir une solution d’éclairage

arrière et d’assistance à la conduite d’un véhicule automobile simple, sans surcoût trop important et fiable.

[9] La présente invention concerne un module lumineux d’un véhicule automobile apte à émettre un faisceau lumineux caractérisé en ce qu’il comprend au moins une source de lumière infrarouge conçue pour émettre des rayons lumineux infrarouges et des rayons lumineux dans le domaine du visible participant à la formation dudit faisceau lumineux, ladite source de lumière émettant au moins 50% de son flux énergétique entre 650 nm et 1100 nm, préférentiellement entre 700 nm et 1 100 nm.

[10] Dans un mode de réalisation, la source de lumière infrarouge émet au moins 0,1% de son flux énergétique entre 600 nm et 780 nm, préférentiellement entre 600 nm et 700 nm.

[1 1 ] Dans un mode de réalisation, ladite source de lumière infrarouge est agencée pour qu’un axe principal d’émission du faisceau lumineux soit incliné vers un plan horizontal du sol sur lequel repose ledit véhicule quand ledit module lumineux est monté sur le véhicule.

[12] Dans un mode de réalisation, le module lumineux comporte un système

optique associé à la source de lumière infrarouge et le système optique et la source de lumière infrarouge sont agencés pour qu’un axe principal d’émission du faisceau lumineux soit incliné vers un plan horizontal du sol sur lequel repose ledit véhicule quand ledit module lumineux est monté sur le véhicule.

[13] Dans un mode de réalisation, la source de lumière infrarouge et/ou le

système optique et la source de lumière infrarouge sont agencés de manière à ce que, quand le module est monté sur un véhicule, l’axe principal d’émission croise le plan horizontal sur lequel repose le véhicule à une distance comprise entre 5 m et 25 m de l’arrière dudit véhicule.

[14] Dans un mode de réalisation, le module lumineux comprend au moins une source de lumière complémentaire conçue pour émettre un faisceau lumineux comprenant des rayons lumineux infrarouges et/ou des rayons lumineux dans le domaine du visible.

[15] Dans un mode de réalisation, le module est inclus dans un feu arrière du

véhicule.

[16] Dans un mode de réalisation, la source de lumière infrarouge remplit de plus la fonction de feu de position arrière. [17] L’invention concerne également un système d’assistance à la conduite comprenant un module lumineux selon l’invention.

[18] Dans un mode de réalisation, le système d’assistance comprend un dispositif de prise d’images apte à capter une image d’une région éclairée par au moins une partie du faisceau lumineux émis par le module lumineux.

[19] Dans un mode de réalisation, le dispositif de prise d’images est apte à capter au moins une partie de la lumière émise entre 650 nm et 1100 nm,

préférentiellement entre 700 nm et 1100 nm.

[20] L’invention concerne aussi un procédé d’assistance à la conduite d'un

véhicule, caractérisé en ce qu’il comprend une étape d’émission d’un faisceau lumineux par un module lumineux selon l’invention, et une étape de capture d’une image d’une région éclairée par ledit faisceau lumineux.

[21 ] Ces objets, caractéristiques et avantages de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation

particuliers faits à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles :

[22] - la [Figure 1] représente schématiquement un module lumineux selon un mode de réalisation de l’invention monté sur un véhicule.

[23] - la [Figure 2] représente schématiquement une vue de côté d’un véhicule équipé d’un module lumineux selon un mode de réalisation de l’invention.

[24] Pour faciliter la description, nous dénommerons par convention la direction longitudinale la direction s’étendant de l’arrière vers l’avant d’un véhicule, c’est-à- dire la direction selon laquelle un véhicule se déplace en marche avant. Cette direction est illustrée par une flèche A sur les figures 1 et 2 et est comprise dans un plan horizontal, parallèle au plan sur lequel le véhicule repose.

[25] Un exemple de véhicule automobile 10 équipé d’un module lumineux 1 est décrit ci-après en référence aux figures 1 et 2. Le véhicule 10 est équipé d’un module lumineux 1 selon un mode de réalisation de l’invention qui permet à la fois d’éclairer une région arrière du véhicule 10 et de remplir une fonction de feu de position arrière. [26] Le module lumineux 1 comprend une source de lumière infrarouge 2 conçue pour émettre des rayons lumineux infrarouges et des rayons lumineux dans le domaine du visible. Ces rayons lumineux participent à la formation d’un faisceau lumineux 3 émis par le module lumineux 1 selon un axe principal d’émission 4.

[27] Ce faisceau lumineux 3 est sensiblement compris dans un volume conique d’axe l’axe principal d’émission 4.

[28] Un faisceau lumineux doit être compris comme un ensemble de rayons

lumineux tous issus du module lumineux. L’axe principal d’émission 4 est un axe sur lequel l’intensité lumineuse du faisceau est la plus forte. Comme mentionné précédemment, tous les rayons lumineux du faisceau lumineux 3 sont

sensiblement compris dans un volume de forme conique formé autour de l’axe principal d’émission 4.

[29] Le module lumineux 1 comporte un système optique. Le système optique et la source de lumière infrarouge 2 sont agencés pour que le faisceau lumineux émis par le module lumineux 1 soit dirigé vers l’arrière du véhicule.

[30] Le flux énergétique de la source de lumière infrarouge 2 Fsource est égal à la somme des densités spectrales de flux énergétique P émises par la source de lumière infrarouge 2 pour chaque longueur d’onde.

[31 ] La valeur du flux énergétique de la source de lumière infrarouge 2 est donnée par l’équation Math. 1.

[32] [Math. 1 ]

[33] F _sourC e = / ₀ ^+¥ P WdÀ

[34] Où Fsource est exprimé en Watt, P en Watt/nm et l en nm.

[35] La source de lumière infrarouge 2 émet au moins 50% de son flux

énergétique entre 650 nm et 1100 nm conformément à l’équation Math. 2.

Préférentiellement, la source de lumière 2 émet au moins 50% de son flux énergétique entre 700 nm et 1100nm.

[36] [Math. 2] [38] Préférentiellement, la source de lumière infrarouge 2 émet également des rayons lumineux dans le domaine du visible.

[39] Par exemple, la source de lumière infrarouge 2 émet au moins 0,1 % de son flux énergétique entre 600 nm et 780 nm, préférentiellement entre 600 nm et 700 nm.

[40] L’avantage d’une telle source de lumière est de pouvoir participer à l’émission d’un faisceau lumineux réalisant une fonction de feu de position arrière tout en apportant suffisamment de lumière pour un détecteur, tel un dispositif de prise d’images, afin qu’il puisse prendre une image de la zone éclairée par le faisceau lumineux.

[41 ] En effet, la source de lumière infrarouge 2 permet de participer à l’émission d’un faisceau lumineux 3 qui est visible pour l’œil humain sans toutefois avoir une intensité lumineuse trop importante qui serait supérieure à une intensité lumineuse maximale imposée par la réglementation.

[42] Et, la source de lumière infrarouge 2 permet également d’apporter une

lumière suffisante pour un détecteur davantage sensible au spectre d’émission de la source de lumière infrarouge 2 que l’œil humain, notamment davantage sensible aux longueurs d’onde supérieure à 650 nm, permettant ainsi que la région éclairée par le faisceau lumineux 3 soit suffisamment éclairée pour que le détecteur puisse prendre une image de cette région éclairée.

[43] On peut expliquer la différence de perception de la lumière émise par la

source de lumière infrarouge par l’œil humain et un détecteur par le fait que l’œil humain perçoit un flux lumineux visuel Fvis régit par l’équation Math. 3.

[44] [Math. 3]

[46] Où Km est l’efficacité lumineuse spectrale maximale photopique dont la

valeur est constante.

[47] Et où V(A) est l’efficacité lumineuse spectrale relative photopique (sans

dimensions). V(A) est défini selon la norme CIE 1924. Elle définit la vision d’un observateur de référence en vision diurne. [48] Le flux lumineux visuel correspond ainsi au flux énergétique émis par la source de lumière infrarouge 2, modulé par la fonction d’efficacité lumineuse spectrale relative photopique V(Â) pour les longueurs d’onde comprises entre 380 nm et 780 nm. Or, la fonction d’efficacité lumineuse spectrale relative photopique V(A) est faible pour les longueurs d’ondes comprises entre 650 nm et 780 nm. L’œil ne perçoit donc qu’une partie du flux émis par la source de lumière infrarouge 2 entre 650 nm et 780 nm et il ne perçoit pas le flux émis à partir de 780 nm.

[49] Le détecteur est choisi pour avoir une sensibilité plus importante que celle de l’œil humain pour les longueurs d’ondes comprises entre 650 nm et 780 nm et/ou comprises entre 780 nm et 1100 nm. Le détecteur peut donc capter une grande partie du flux énergétique émis par la source de lumière infrarouge 2.

[50] Ainsi, il est avantageusement possible avec une telle source d’éclairer une région située à l’arrière du véhicule sans dépasser une certaine valeur

d’intensité, notamment imposée par la réglementation tout en éclairant suffisamment pour obtenir une image de la région située à l’arrière du véhicule via un dispositif de prise d’images sensible à au moins une partie des longueurs d’onde comprises entre 650 nm et 1100 nm.

[51 ] La source de lumière infrarouge 2 remplit alors bien deux fonctions : une

première fonction éclairante pour la détection de l’environnement ou de lignes de marquage dans la région située à l’arrière du véhicule 10 et une deuxième fonction de signalisation telle qu’une fonction de feu de position, en rouge visible.

[52] L’éclairage de la région située à l’arrière du véhicule 10 pour la réalisation de la première fonction éclairante est réalisé à la fois par le rayonnement de la lumière rouge visible et par le rayonnement de la lumière dont la longueur d’onde est au-dessus du seuil de visibilité ou sur lequel la sensibilité de l’œil est trop faible pour les percevoir. Ainsi, la zone arrière du véhicule 10 est suffisamment éclairée pour permettre la détection de l’environnement ou des lignes de marquages dans la zone arrière du véhicule par le dispositif de prise d’images.

[53] La source de lumière infrarouge 2 peut comprendre une diode

électroluminescente. [54] Les avantages d’une telle source de lumière infrarouge 2 sont multiples. Premièrement, l’intensité des rayons infrarouges est suffisante pour la détection de l’environnement situé à l’arrière du véhicule 10. Deuxièmement, l’intensité des rayons dans le domaine du visible est conforme aux réglementations concernant la fonction de feu de position arrière.

[55] Préférentiellement, le faisceau lumineux 3 est orienté vers le sol. Dans ce mode de réalisation, le système optique et la source de lumière infrarouge 2 sont agencés de manière à ce que, lorsque le module est monté sur le véhicule 10, l’axe principal d’émission 4 du faisceau lumineux 3 soit incliné vers le plan horizontal L sur lequel repose le véhicule 10, c’est-à-dire vers le sol. Comme illustré sur la figure 2, l’axe principal d’émission 4 présente un angle a avec un axe longitudinal H. L’axe du cône comprenant les rayons du faisceaux lumineux est ainsi décalé angulairement avec l’axe longitudinal H.

[56] L’axe longitudinal H est un axe de direction longitudinale et parallèle au plan horizontal L sur lequel repose le véhicule 10. L’angle a peut varier en fonction du véhicule 10 sur lequel le module lumineux 1 est destiné à être monté. Plus particulièrement, l’angle a peut être ajusté en fonction de la hauteur à laquelle le module lumineux 1 est destiné à être monté sur le véhicule 10.

[57] L’angle a entre l’axe principal d’émission 4 et l’axe longitudinal H est

préférentiellement compris entre 0,7° et 3,5°, notamment quand le module lumineux est agencé sur le véhicule à une hauteur comprise entre 0,25 m et 1 ,2 m.

[58] Préférentiellement, le module lumineux 1 est conçu pour que l’intersection entre les rayons du faisceau lumineux 3 et le plan horizontal L sur lequel repose le véhicule 10 soit localisée à une distance minimale E de l’arrière du véhicule 10 comprise entre 0 m et 20 m. Par ailleurs, le module lumineux 1 est conçu pour que l’intersection entre l’axe principal d’émission 4 et le plan horizontal L sur lequel repose le véhicule 10 soit localisée à une distance D de l’arrière du véhicule 10 comprise entre 5 m et 25 m.

[59] Comme illustré sur la figure 2, les rayons du faisceau lumineux 3 forment un angle maximal b avec l’axe longitudinal H compris entre 1 ° et 15°. [60] Ainsi, le module lumineux permet l’éclairage par exemple de la région située à l’arrière du véhicule pour un système d’assistance à la conduite. Il est de plus conçu pour le respect des limites de la règlementation de la fonction feu de position arrière en terme d’intensité lumineuse sur les différentes orientations des rayons lumineux. L’invention permet ainsi, par la source de lumière infrarouge 2 et l’orientation du faisceau lumineux 3, d’éclairer dans le visible sans dépasser les intensités maximales de la réglementation. Autrement dit, la source de lumière infrarouge 2 permet un éclairage dont la perception par l’œil humain est faible mais suffisante pour remplir une fonction de feu de position et dont la perception par un détecteur, tel qu’un dispositif de prise d’images est suffisante pour obtenir une image apte à être traitée pour l’assistance à la conduite du véhicule.

[61 ] Dans un mode de réalisation, la source de lumière infrarouge 2 est

inamovible. Plus particulièrement, il n’est pas possible d’ajuster l’agencement de la source de lumière pour modifier l’angle a d’inclinaison de l’axe principal d’émission 4.

[62] Dans un mode de réalisation, le module lumineux 1 comprend au moins une source de lumière complémentaire conçue pour émettre des rayons lumineux infrarouges et/ou des rayons lumineux dans le domaine du visible participant à la réalisation du faisceau lumineux (3).

[63] Les sources de lumière complémentaires contribuent ainsi à la première

fonction éclairante et/ou à la deuxième fonction de signalisation.

[64] L’invention concerne également un véhicule 10 comprenant un tel module lumineux 1 arrière de véhicule 10 selon la présente invention. En variante, le véhicule 10 peut comprendre plusieurs modules lumineux 1. Les modules lumineux 1 peuvent par exemple être répartis dans un ou plusieurs feux arrières.

[65] L’invention concerne également un système d’assistance comprenant au moins un module lumineux 1 selon l’invention. Ce système d’assistance comprend de plus au moins un dispositif de prise d’images 6 tel au moins un appareil photo ou une caméra. Ce dispositif de prise d’images 6 est conçu pour pouvoir capter une image d’une région éclairée par au moins une partie du faisceau lumineux 3 émis par le module lumineux 1 .

[66] En particulier, le dispositif de prise d’images 6 permet de prendre une image d’une située à l’arrière du véhicule 10.

[67] Le dispositif de prise d’images 6 peut être un dispositif de prise d’images

infrarouge comme une caméra infrarouge. Le dispositif de prise d’images peut alors capter la lumière infrarouge émise par la source de lumière infrarouge 2. La caméra infrarouge peut être agencée pour filmer ou générer des images de la surface du sol située à l’arrière du véhicule 10 au moins en partie éclairée par le module lumineux 1 . La caméra infrarouge peut être disposée à l’arrière du véhicule 1 0.

[68] En complément, ce dispositif de prise d’images 6 peut également permettre de capter la lumière émise dans le domaine du visible.

[69] Dans un autre exemple, le dispositif de prise d’images 6 est apte à capter au moins une partie de la lumière émise entre 650 nm et 1 100 nm. En particulier, le dispositif de prise d’images 6 peut être sensible aux longueurs d’ondes comprises entre 650 nm et 780 nm et/ou comprises entre 780 nm et 1 100 nm. Il est notamment plus sensible à ces longueurs d’onde que l’œil humain. Le dispositif de prise d’images 6 peut donc capter une grande partie du flux énergétique émis par la source de lumière infrarouge 2 du module lumineux 1 .

[70] Finalement, le dispositif de prise d’images 6 permet de capter des images de la surface du sol située à proximité et à l’arrière du véhicule automobile, et comportant des informations relatives à des obstacles et des marquages sur la route, et il est sensible à au moins une partie de la lumière émise par la source de lumière infrarouge 2, ce qui lui permet de capter des images même lorsque la luminosité extérieure est réduite.

[71 ] Dans un mode de réalisation, la caméra infrarouge est une caméra Vis/NIR.

Dans un mode de réalisation, la caméra infrarouge est une caméra arrière, partie d’un système de caméra 360° pour véhicule.

[72] Le système d’assistance à la conduite comprend aussi une unité centrale, qui peut correspondre à tout moyen matériel (hardware) et/ou logiciel (software) d’une unité de gestion intelligente, comprenant au moins un calculateur, par exemple un ou plusieurs microprocesseurs, pour mettre en œuvre un procédé d’assistance à la conduite. Cette unité centrale peut être disposée en tout emplacement du véhicule automobile. Elle peut par exemple être intégrée dans l’ordinateur de bord du véhicule automobile. En variante, elle peut être déportée au sein d’un dispositif de prise d’images 6. Le système d’assistance à la conduite comprend ainsi un dispositif de détection de marquage et/ou de tout élément au sol, formé par la combinaison d’au moins un dispositif de prise d’images et d’une unité de traitement d’images.

[73] Le système d’assistance comprend de plus des moyens de communications reliant le (ou les) dispositif(s) de prise d’images 6 à l’unité centrale, de sorte à recevoir les images du dispositif de prise d’images 6. L’unité centrale comprend un logiciel de traitement d’images pour en déduire les informations nécessaires à l’assistance à la conduite. Ainsi, le système d’assistance comprend plus généralement un dispositif de détection de marquage au sol et/ou d’obstacle et/ou de tout élément dans une zone latérale du véhicule. Le système

d’assistance comprend de plus des moyens de communications reliant l’unité centrale au module lumineux et à l’au moins un dispositif de prise d’images 6, pour les commander, les activer et/ou les désactiver.

[74] L’invention concerne également un véhicule 10 comprenant un tel système d’assistance à la conduite.

[75] La présente invention concerne également un procédé d’éclairage d’une région arrière d’un véhicule. Un mode d’exécution du procédé d’éclairage d’une région arrière du véhicule 10 est décrit ci-après. Le procédé est mis en œuvre au sein du véhicule 10 tel que décrit ci-dessus.

[76] Le procédé d’éclairage comprend une première étape d’émission d’un

faisceau lumineux par un module lumineux 1 selon l’invention. Le module lumineux 1 éclaire alors la région située à l’arrière du véhicule 10 sur lequel ledit module lumineux 1 est monté.

[77] L’invention concerne également un procédé d’assistance à la conduite d’un véhicule. Un mode d’exécution dudit procédé d’assistance est décrit ci-après. [78] Le procédé d’assistance comprend une première étape d’émission d’un faisceau lumineux 3 par le module lumineux 1 selon l’invention. Le module lumineux 1 éclaire alors une région située à l’arrière du véhicule 10 sur lequel ledit module lumineux 1 est monté.

[79] Le procédé d’assistance comprend une deuxième étape de capture d’au

moins une image comprenant au moins une partie de la région située à l’arrière du véhicule 10.

[80] Ce procédé d’assistance permet avantageusement la production d’une image de la région située à l’arrière du véhicule 10 dont l’éclairage est d’une intensité suffisante pour la détection d’un marquage ou d’un obstacle ou d’un changement de structure de la voie, notamment grâce à la contribution du rayonnement infrarouge de la source de lumière infrarouge 2.

[81 ] Le procédé d’assistance peut comprendre une troisième étape de détection de l’environnement, notamment des marquages et/ou des obstacles, de la région située à l’arrière du véhicule à l’aide de l’image produite.

[82] Préférentiellement, la troisième étape est mise en œuvre par ordinateur. Dans un mode de réalisation alternatif, le véhicule 10 peut comprendre un afficheur pour afficher l’image prise par le dispositif de prise d’images 6.