DOMAINE DE L'INVENTION

L'invention concerne le domaine de la capture d'images et plus particulièrement la capture d'images de surveillance routière.

ARRIERE PLAN DE L'INVENTION

Classiquement, un dispositif de surveillance routière comprend un dispositif de capture optique d'images à haute résolution destinées à être traitées automatiquement pour en extraire le numéro d'immatriculation des véhicules et/ou des détails révélant par exemple le franchissement d'une ligne continue tracée sur la chaussée ou l'utilisation d'un téléphone mobile par un conducteur...Lorsque l'axe routier surveillé comprend plusieurs voies, il est nécessaire que le dispositif de surveillance routière puisse réaliser une capture d'une image couvrant l'ensemble des voies surveillées. Un tel dispositif requiert alors l'utilisation d'un capteur à objectif grand angle de champ (distance focale faible) pour pouvoir couvrir l'ensemble des voies de l'axe routier surveillé. La résolution de ce capteur doit demeurer élevée afin de pouvoir en extraire des images exploitables pour le traitement automatisé. De tels capteurs à haute résolution couplés avec un objectif grand angle sont coûteux et génèrent des volumes importants de données qui ralentissent la cadence de capture d'image et requièrent une électronique de traitement automatisé très puissante, et qui impacte également les coûts de production, d'exploitation et de stockage des images capturées. OBJET DE L'INVENTION

L'invention a pour objet d'améliorer les coûts de fabrication et/ou d'exploitation d'un dispositif de surveillance routière.

RESUME DE L'INVENTION

A cet effet, on prévoit un dispositif de capture optique comprenant :

- un support, -un premier capteur optique possédant une première cellule sensible apte à acquérir une image présentant une première résolution et une première optique ayant un premier angle de champ centré autour d'un premier axe optique défini par un premier vecteur optique normé et qui définit un premier champ optique de capture un deuxième capteur optique possédant une deuxième cellule sensible apte à acquérir une image présentant une deuxième résolution et une deuxième optique ayant un deuxième angle de champ centré autour d'un deuxième axe optique défini par un deuxième vecteur optique normé et qui définit un deuxième champ optique de capture,

- un troisième capteur optique possédant une troisième cellule sensible apte à acquérir une image présentant une troisième résolution et une troisième optique ayant un troisième angle de champ centré autour d'un troisième axe optique défini par un troisième vecteur optique normé et qui définit un troisième champ optique de capture.

Selon l'invention, le troisième angle de champ est supérieur ou égal à soixante pour cent de la somme du premier angle de champ et du deuxième angle de champ et la première résolution et/ou la deuxième résolution est supérieure à la troisième résolution. Le premier capteur optique, le deuxième capteur optique et le troisième capteur optique sont montés sur le support de manière à remplir les conditions suivantes : - le troisième champ optique comprend au moins une première portion du premier champ optique et au moins une deuxième portion du deuxième champ optique ;

- le premier vecteur normé, le deuxième vecteur normé et le troisième vecteur normé vérifient les relations suivantes a)

(Cl ^A C).(C2 ^A C))= 0 ou avec

C1+ C2+ C3

C = -

||C1+ C2+ C3|| dans lequel C'est un vecteur optique normé résultant correspondant à la somme du premier vecteur normé, du deuxième vecteur normé et du troisième vecteur normé ;

Cl est le premier vecteur normé C2 est deuxième vecteur normé C3 est troisième vecteur normé

Ainsi, le dispositif de l'invention permet la capture d'une image grand angle et de basse résolution (fournie par le troisième capteur) dans laquelle peuvent être rapportées par assemblage des images à angle de champ faible et de haute résolution (fournies par le premier capteur et/ou le deuxième capteur). La combinaison de capteurs utilisée dans le dispositif de l'invention est moins onéreuse et plus fiable qu'un capteur grand angle à haute résolution qui couvrirait le même champ avec une résolution élevée sur l'ensemble du champ.

Les temps de traitement et les ressources de traitement d'image sont réduites lorsque la première cellule sensible comprend une pluralité de premiers éléments de captation lumineuse arrangés selon une pluralité de premières lignes s'étendant parallèlement à une première direction définie par un premier vecteur de lignes normé. La deuxième cellule sensible comprend une pluralité de deuxièmes éléments de captation lumineuse arrangés selon une pluralité de deuxièmes lignes s'étendant parallèlement à une deuxième direction définie par un deuxième vecteur de lignes normé. La troisième cellule sensible comprend une pluralité de troisièmes éléments de captation lumineuse arrangés selon une pluralité de troisièmes lignes s'étendant parallèlement à une troisième direction définie par un troisième vecteur de lignes normé. Le premier capteur optique, le deuxième capteur optique et le troisième capteur optique sont montés sur le support de manière à également remplir les conditions suivantes :

- le premier vecteur de lignes normé, le deuxième vecteur de lignes normé et le troisième vecteur de lignes normé vérifient les relations suivantes : d) 0.996 e) 0.996 f) 0.996 dans lequel H1 est le premier vecteur de lignes normé H2 est le deuxième vecteur de lignes normé H3 est le troisième vecteur de lignes normé.

Note : Les axes optiques des caméras sont par définition non parallèles aux capteurs et donc les vecteur Ci sont non colinéaires à Hi

L'assemblage des images capturées est rapide et fiable lorsque le premier capteur optique et le deuxième capteur optique sont positionnés l'un par rapport à l'autre sur le support de manière à ce que l'angle formé par le premier axe optique et le deuxième axe optique vérifie la relation suivante :

D0102 £ [(ai + CX2) / 2] R dans lequel

D0102 est l'angle formé par le premier axe optique et le deuxième axe optique en degrés ; i est le premier angle de champ en degrés ; O2 est le deuxième angle de champ en degrés ;

R est un angle de recouvrement optique strictement positif, avantageusement compris entre cinq pour cent et trente pour cent du plus grand angle parmi le premier angle de champ i est et le deuxième angle de champ a2.Le champ d'observation total du dispositif de capture de l'invention est élargi lorsqu'il comprend un quatrième capteur optique qui possède une quatrième cellule sensible et une quatrième optique ayant un quatrième angle de champ centré autour d'un quatrième axe optique orienté selon un quatrième vecteur optique normé, et qui est monté sur le support de manière à remplir les conditions suivantes :

- le troisième angle de champ est supérieur ou égal à soixante pour cent de la somme du premier angle de champ du deuxième angle de champ et du quatrième angle de champ ; le troisième champ optique comprend au moins une quatrième portion du quatrième champ optique ; le quatrième vecteur optique vérifie les relations suivantes : d) avec dans lequel C4 est le quatrième vecteur optique normé (C4).

Pour un tel dispositif, l'assemblage d'image est rapide et fiable lorsque le premier axe optique, le deuxième axe optique et le quatrième axe optique sont sécants en un même point.

L'assemblage des images capturées est encore amélioré lorsque le troisième axe optique est sensiblement parallèle au centre de l'union des champs du premier axe optique, deuxième axe optique, et quatrième axe optique. Avantageusement, le premier capteur optique et/ou le deuxième capteur optique ont respectivement un premier angle de champ optique et/ou un deuxième angle de champ optique compris entre cinq et vingt degrés.

La réalisation du dispositif de l'invention est plus économique lorsque le support est un support monobloc. La capture de scènes comprenant des objets en mouvement est facilitée lorsque le premier capteur optique et/ou le deuxième capteur optique est de type à obturateur global. La fabrication du dispositif est économique lorsque le premier capteur optique comprend une lentille montée sur une monture déplaçable par rapport à une cellule sensible du capteur optique, le support comprenant des moyens de liaison élastique du support à la monture.

L'invention se rapporte également à un dispositif de surveillance routière comprenant un dispositif de capture optique tel que défini ci-dessus et un procédé de génération d'une image de surveillance routière à l'aide d'un dispositif tel que défini ci-dessus, comprenant l'acquisition d'une première image d'une route, d'une deuxième image de la route et d'une troisième image de la route par, respectivement, la première, la deuxième et la troisième cellule sensible du dispositif de capture optique (90) du dispositif de surveillance routière et l'intégration, dans la troisième image de la route, de la première image de la route et/ou de la deuxième image de la route.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit de modes de réalisation particuliers non limitatifs de 1'invention.

BREVE DESCRIPTION DES DESSINS

La figure 1 est une vue schématique en coupe du dispositif de capture optique selon l'invention ; La figure 2 est une vue schématique des axes et angle de champs optiques du dispositif de la figure 1 ;

La figure 3 est une vue schématique d'une capture d'une scène par le dispositif de la figure 1 ; La figure 4 est une vue schématique d'une première image capturée par le dispositif de la figure 1 ;

La figure 5 est une vue schématique d'une deuxième image capturée par le dispositif de la figure 1 ;

La figure 6 est une vue schématique d'une troisième image capturée par le dispositif de la figure 1 ;

La figure 7 est une vue schématique d'une quatrième image capturée par le dispositif de la figure 1.

DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION En référence aux figures 1 et 2, le dispositif de capture optique selon l'invention et généralement désigné 90, comprend un support 1 monobloc comprenant un premier logement 2, un deuxième logement 3, un troisième logement 4 et un quatrième logement 5. Le premier logement 2 accueille un premier capteur optique 10 possédant un premier angle de champ iégal à treize degrés centré autour d'un premier axe optique 01. Le premier axe optique 01 est orienté selon un premier vecteur optique normé Cl.

Le premier capteur optique 10 possède une première lentille 11 et une première cellule sensible 12, ici de type CMOS—à obturateur global, possédant ici cinq mégapixels et qui est reliée à une unité de traitement 50. La première cellule sensible 12 comprend une pluralité de premiers éléments de captation lumineuse 17 arrangés selon une pluralité de premières lignes 18 s'étendant parallèlement à une première direction définie par un premier vecteur de lignes normé H1. Le premier capteur optique 10 définit un premier champ optique de capture 13.

Le deuxième logement 3 accueille un deuxième capteur optique 20 possédant un deuxième angle de champ 2égal à treize degrés centré autour d'un deuxième axe optique 02. Le deuxième axe optique 02 est orienté selon un deuxième vecteur optique normé 02. Le deuxième capteur optique 20 possède une deuxième lentille 21 et une deuxième cellule sensible 22, ici de type CMOS à obturateur global, possédant ici cinq mégapixels et qui est reliée à l'unité de traitement 50. La deuxième cellule sensible 22 comprend une pluralité de deuxièmes éléments de captation lumineuse 24 arrangés selon une pluralité de deuxièmes lignes 25 s'étendant parallèlement à une deuxième direction définie par un deuxième vecteur de lignes norméH2. Le deuxième capteur optique 20 définit un deuxième champ optique de capture 23.

Le troisième logement 4 accueille un troisième capteur optique 30 possédant un troisième angle de champ cq égal à quarante degrés centré autour d'un troisième axe optique 03. Le troisième axe optique 03 est orienté selon un troisième vecteur optique normé 03.

Le troisième capteur optique 30 possède une troisième lentille 31 et une troisième cellule sensible 32, ici de type CMOS à obturateur global possédant trois mégapixels et qui est reliée à l'unité de traitement 50. La troisième cellule sensible 32 comprend une pluralité de troisièmes éléments de captation lumineuse 34 arrangés selon une pluralité de troisièmes lignes 35 s'étendant parallèlement à une troisième direction définie par un troisième vecteur de lignes normé H3. Le troisième capteur optique 30 définit un troisième champ de capture 33.

Le quatrième logement 5 accueille un quatrième capteur optique 40 possédant un quatrième angle de champ oq égal à treize degrés centré autour d'un quatrième axe optique 04. Le quatrième axe optique 04 est orienté selon un quatrième vecteur optique normé 04.

Le quatrième capteur optique 40 possède une quatrième lentille 41 et une quatrième cellule sensible 42, ici de type CMOS à obturateur global, possédant cinq mégapixels et qui est reliée à l'unité de traitement 50. La quatrième cellule sensible 42 comprend une pluralité de quatrièmes éléments de captation lumineuse 44 arrangés selon une pluralité de quatrièmes lignes 45 s'étendant parallèlement à une quatrième direction définie par un quatrième vecteur de lignes norméH4. Le quatrième capteur optique 40 définit un quatrième champ de capture 43. Les lentilles 11, 21, 31, 41 sont montées sur le support 1 pour être déplaçable le long de l'axe optique de manière à permettre de placer le foyer de la lentille à la surface de la cellule sensible. Une telle opération de réglage de la focalisation est connue en elle-même. La première lentille 11 est ici montée sur une bague taraudée 14 engagée sur un fût fileté 15 s'étendant en saillie d'une surface frontale du support 1. Des rondelles élastiques 16 de type Belleville sont interposées entre ladite surface frontale et une extrémité de la bague taraudée 14 pour compenser les jeux de montage de la bague taraudée 14 sur le fût fileté 15. Les deuxième, troisième et quatrième lentilles 21, 31 et 41sont montées de manière similaire sur le support 1.

Comme visible en figure 2, le premier capteur optique 10, le deuxième capteur optique 20, le troisième capteur optique 30 et le quatrième capteur optique 40 sont montés sur le support 1 de manière à ce que le premier axe optique 01, le deuxième axe optique 02, le troisième axe optique 03 et le quatrième axe optique 04 soient coplanaires. Comme également visible en figure 2, le premier capteur optique 10, le deuxième capteur optique 20 et le quatrième capteur optique 40 sont montés sur le support de manière à ce que le premier axe optique 01, le deuxième axe optique 02 et le quatrième axe optique 04 soient sécants en un même point A. Pratiquement, le dispositif de capture optique 90 continue de procurer une performance avantageuse lorsque le premier capteur optique 10, le deuxième capteur optique 20, le troisième capteur optique 30 et le quatrième capteur optique 40 sont montés sur le support 1 de manière à ce que le premier vecteur optique normé Cl, le deuxième vecteur optique normé C2 et le troisième vecteur normé C3 vérifient les relations suivantes : a) dans lequel

C'est un vecteur optique normé résultant correspondant à la somme du premier vecteur normé, du deuxième vecteur normé, du troisième vecteur normé et du quatrième vecteur normé ;

Cl est le premier vecteur optique normé C2 est le deuxième vecteur optique normé C3 est le troisième vecteur optique normé.

C4 est le troisième vecteur optique normé.

L'opérateur « . » qui combine les vecteurs issus des divers produits vectoriel est l'opérateur « produit scalaire ».L'opérateur « || ||» est l'opérateur de calcul de la norme d'un vecteur.

Le premier capteur optique 10, le deuxième capteur optique 20, le troisième capteur optique 30 et le quatrième capteur optique 40 sont, ici, montés sur le support 1 de manière à ce que le troisième champ optique 33 englobe le premier champ optique 13, le deuxième champ optique 23 et le quatrième champ optique 43.

Comme visible en figures 1 et 2, le troisième axe optique 03 et le deuxième axe optique 02 sont, ici, parallèles. Le premier capteur optique 10 et le deuxième capteur optique 20 sont également positionnés l'un par rapport à l'autre sur le support 1 de manière à ce que le premier champ de capture 13 réalise un recouvrement bi_2 du deuxième champ de capture 23 au moins égal à trois degrés. Ceci se traduit par la relation suivante entre l'angle D ₀ io2 formé par le premier axe optique 01 et le deuxième axe optique 02 : D0102 £ [(O _ÎI + oq) / 2] - R dans lequel

D0102 est l'angle formé par le premier axe optique 01 et le deuxième axe optique 02 en degrés ; i est le premier angle de champ en degrés ; OÎ2 est le deuxième angle de champ en degrés ; RI est un premier angle de recouvrement optique, ici égal à trois degrés.

Le deuxième capteur optique 20 et le quatrième capteur optique 40 sont positionnés l'un par rapport à l'autre sur le support 1 de manière à ce que le deuxième champ de capture 23 réalise un recouvrement b2-4 du quatrième champ de capture 43 au moins égal à trois degrés.

Ceci se traduit par la relation suivante entre l'angle D0204 formé par le deuxième axe optique 02 et le quatrième axe optique 04 :

DO204 £ [(0 ⁽ 4 + 0 ⁽ 2) / 2] - R2 dans lequel D ₀ 2 _O 4 est l'angle formé par le deuxième axe optique

02 et le quatrième axe optique 04 en degrés ; oq est le deuxième angle de champ en degrés ; cq est le quatrième angle de champ en degrés ;

R2 est un deuxième angle de recouvrement optique, ici égal à trois degrés.

Le fonctionnement du dispositif optique 90 va être décrit dans le cas de son incorporation dans un dispositif 100 de surveillance d'une route 101 comprenant une première voie 102, une deuxième voie 103 et une troisième voie 104. En fonctionnement, l'unité de traitement 50 réalise la capture d'une même scène 150 (ici un premier véhicule 110 sur la première voie 102, un deuxième véhicule 111 sur la deuxième voie 103, un troisième véhicule 112 sur la troisième voie 104) à l'aide du dispositif optique 90.

La première cellule sensible 12 génère une première image 120 (figure 4), la deuxième cellule sensible 22 génère une deuxième image 121 (figure 5), la troisième cellule sensible 32 génère une troisième image 122 (figure 6), la quatrième cellule sensible 42 génère une quatrième image 123 (figure 7). Ces images sont enregistrées par l'unité de traitement 50 qui en réalise un assemblage pour obtenir une cinquième image. Les techniques d'assemblage d'image sont connues en elle-même, notamment les techniques regroupées sous le terme anglophone « stitching ». Une analyse automatique de la cinquième image permet d'identifier l'existence d'une situation anormale (franchissement de lignes continue, non-respect d'une distance de sécurité, circulation en contresens ou sur voie d'urgence, etc.), ici on retiendra comme situation anormale le premier véhicule 110 qui circule à contresens.

L'unité de traitement 50 génère alors une sixième image qui résulte de l'assemblage de la première image 120 dans la troisième image 122. Cette sixième image permet de clairement identifier le véhicule 110 car la première image 120 possède une résolution suffisante à cette fin (lecture d'une plaque minéralogique ou reconnaissance du visage du conducteur). La sixième image permet également, en regroupant l'ensemble des éléments de la scène 150, de servir de preuve à la caractérisation de la situation anormale. Le fichier électronique correspondant à la sixième image est de taille réduite par rapport à une capture par un unique capteur à angle de champ large et résolution élevée. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits mais englobe toute variante entrant dans le champ de l'invention telle que définie par les revendications .

En particulier : - bien qu'ici le premier, deuxième et quatrième capteur possèdent un angle de champ égal à treize degrés, l'invention s'applique également à d'autres types de premier, deuxième et quatrième capteur possédant un angle de champ compris entre cinq et vingt degrés ;

- tout capteur optique est utilisable (technologie, angle de champ, nombre d'éléments sensibles ou pixels, dimensions...). Ainsi, bien qu'ici le premier, deuxième et quatrième capteur soient de type CMOS à obturateur global, l'invention s'applique également à d'autres types de capteurs tels que des capteurs à obturateur ligne par ligne ou CCD ;

- bien que le support soit ici réalisé par usinage d'un bloc métallique, il peut être obtenu par moulage, soudage ou tout autre technologie ou combinaison de technologies permettant l'obtention d'un support monobloc ;

- bien qu'ici le support soit monobloc, il peut être réalisé par assemblage ;

- bien qu'ici le troisième angle de champ soit supérieur de un unique degré à la somme du premier, deuxième et quatrième angle de champ, l'invention s'applique également à un dispositif dans lequel le troisième angle de champ est supérieur ou égal à soixante pour cent de la somme du premier, deuxième et quatrième angle de champ, préférentiellement 100% pour cent et très préférentiellement 120% pour cent de la somme du premier, deuxième et quatrième angle de champ;

- bien qu'ici le dispositif de capture optique comprenne trois capteurs optiques à champ optique réduit et haute résolution- à savoir un premier, deuxième et quatrième capteur optique- et un capteur optique à champ optique large et résolution réduite- à savoir un troisième capteur optique, l'invention s'applique également à un dispositif de capture optique comprenant un nombre différent de capteurs optiques, comme par exemple un dispositif de capture optique comprenant deux capteurs optiques à champ optique réduit et haute résolution couplés avec un capteur optique à champ large ou encore quatre ou plus de quatre capteurs optiques à champ optique réduit et haute résolution combinés avec un, deux ou plus de deux capteur optique à champ large et résolution réduite ; - bien qu'ici le premier capteur optique, le deuxième capteur optique, le troisième capteur optique et le quatrième capteur optique soient montés sur le support de manière à ce que le troisième champ optique englobe le premier champ optique, le deuxième champ optique et le quatrième champ optique, l'invention s'applique également à un troisième champ optique qui comprend une première portion du premier champ optique et une deuxième portion du deuxième champ optique dans le cas d'un dispositif de capture à deux capteurs à champ réduit et haute résolution, ainsi qu' à un troisième champ optique qui comprend une première portion du premier champ optique, une deuxième portion du deuxième champ optique et une quatrième portion du quatrième champ optique dans le cas d'un dispositif de capture à trois capteurs à champ réduit et haute résolution ; bien qu'ici le premier et le deuxième angle de recouvrement soient égaux à trois degrés, l'invention s'applique également à tout autre valeur de l'angle de recouvrement strictement positive, le premier angle de recouvrement et le deuxième angle de recouvrement pouvant être différents.

Bien qu'ici la description traite de modes de réalisation comprenant plusieurs caractéristiques techniques décrites ensemble, celles-ci ne sont pas nécessairement liées entre elles et disposent chacune d'un effet technique qui apporte un avantage spécifique à l'invention, ce qui justifie que les caractéristiques autonomes n'entraînant pas de modifications des autres caractéristiques d'un mode de réalisation puissent être isolément dupliquées d'un mode de réalisation vers l'autre afin de conférer à ce dernier l'avantage spécifique qui lui est lié.