FR2815136A1

FR2815136A1 - Determination of three dimensional position of a luminous point, by which image can be constructed to determine vehicle occupancy, involves analysis of set area around epipolar lines

Info

Publication number: FR2815136A1
Application number: FR0012991A
Authority: FR
Inventors: Serge Boverie; Alain Giralt; Quellec Jean Michel Le
Original assignee: Siemens Automotive SA
Current assignee: Continental Automotive France SAS
Priority date: 2000-10-11
Filing date: 2000-10-11
Publication date: 2002-04-12
Anticipated expiration: 2020-10-11
Also published as: FR2815136B1

Abstract

Uses direct reading photo-sensor, reading and analysis of a matrix of pixels is limited to a zone (18) of predetermined width around epipolar line (12). Light beams illuminates the chosen scene so that the epipolar lines (12) of the beam are spaced from each other at minimal predetermined distance. Matrix analysis is limited to a zone (18) of predetermined width around each epipolar line. The minimal distance separating two lines is greater than the maximum width of the zone analyzed around the epipolar lines. Method for determination of the three dimensional position of luminous points issued from the reflection of a light beams, from vertical cavity surface emitting micro-lasers, on a scene, in which a pixel matrix image produced by a photo-sensor, is analyzed as a function of light pixel position so as to determine the 3D position of light points. The equations of epipolar lines (12) corresponding to each light beam have been previously calculated and memorized. The epipolar line of a beam is the theoretical line along which is displaced, from the image, a corresponding point of reflection of the beam. Analysis around each epipolar line is used to determine the gray level profile of the line.

Description

La présente invention concerne un procédé de détermination de la position tridimensionnelle d'un, ou de plusieurs, point (s) lumineux issu (s) de la réflexion sur une scène d'un ou de plusieurs faisceau (x) lumineux. The present invention relates to a method for determining the three-dimensional position of one or more light point (s) resulting from the reflection on a scene of one or more light beam (s).

Un tel procédé trouve une application par exemple dans la détermination de l'occupation de l'habitacle d'un véhicule automobile par un dispositif opto-électronique. Such a method finds an application for example in the determination of the occupancy of the passenger compartment of a motor vehicle by an opto-electronic device.

L'usage de coussins gonflables de sécurité, connus sous la marque déposée airbag est de plus en plus répandu. Avant de déclencher le gonflage d'un tel coussin de sécurité, il est préférable de savoir s'il ne se trouve pas quelqu'un juste devant ce coussin. En effet, le coussin est gonflé très rapidement et il faut éviter un choc avec le coussin lors de son gonflage. The use of airbags, known under the trademark airbag is more and more widespread. Before triggering the inflation of such a safety cushion, it is better to know if there is not someone right in front of this cushion. Indeed, the cushion is inflated very quickly and it is necessary to avoid a shock with the cushion during its inflation.

Pour obtenir une image d'une scène, par exemple à l'intérieur d'un véhicule automobile, il est connu de projeter des faisceaux lumineux (ou motifs lumineux) à partir d'un illuminateur vers la scène à observer. Un dispositif, par exemple une matrice de photodétecteurs, dont la position est connue et fixe vis à vis de l'illuminateur, fournit une image de la scène. Cette image est constituée de pixels sombres dont la valeur est faible, et de pixels clairs dont la valeur est élevée, un pixel étant un point élémentaire de la matrice d'une image numérisée. To obtain an image of a scene, for example inside a motor vehicle, it is known to project light beams (or light patterns) from an illuminator towards the scene to be observed. A device, for example a matrix of photodetectors, the position of which is known and fixed with respect to the illuminator, provides an image of the scene. This image is made up of dark pixels whose value is low, and of bright pixels whose value is high, a pixel being an elementary point of the matrix of a digitized image.

Les pixels clairs sont créés par les points lumineux résultant de l'impact des faisceaux sur la scène à observer. Clear pixels are created by light points resulting from the impact of beams on the scene to be observed.

Les systèmes de traitement d'images et de reconnaissance de formes requièrent une puissance de calcul relativement importante. Le traitement de l'image obtenue, qui est une matrice de pixels clairs et sombres, afin de déterminer pour les pixels clairs à quels faisceaux lumineux ils correspondent et aussi pour déterminer alors la position tridimensionnelle d'un point d'impact, est une opération nécessitant de nombreux calculs. Pour une application dans le domaine automobile, il est nécessaire d'une part de limiter le volume d'un dispositif embarqué et d'autre part de limiter le coût de ce dispositif. Image processing and pattern recognition systems require relatively large computing power. The processing of the image obtained, which is a matrix of light and dark pixels, in order to determine for the light pixels which light beams they correspond to and also to then determine the three-dimensional position of an impact point, is an operation requiring many calculations. For an application in the automotive field, it is necessary on the one hand to limit the volume of an on-board device and on the other hand to limit the cost of this device.

Pour le calcul de la position tridimensionnelle d'un point d'impact de faisceau, on sait qu'à chaque faisceau est associé un groupe de pixels clairs connexes dont la position centrale se trouve toujours sur une ligne dite ligne épipolaire. Pour un faisceau donné, l'équation de la ligne épipolaire For the calculation of the three-dimensional position of a beam impact point, it is known that each beam is associated with a group of connected clear pixels whose central position is always on a line called the epipolar line. For a given beam, the equation of the epipolar line

correspondante est connue. Cette équation peut être déterminée par le calcul. is known. This equation can be determined by calculation.

La présente invention a pour but de fournir un procédé permettant de déterminer rapidement la position tridimensionnelle d'un, ou de plusieurs, point (s) lumineux issu (s) de la réflexion sur une scène d'un ou plusieurs faisceau (x) lumineux. Pour obtenir une détermination rapide, le nombre d'opérations nécessaires pour déterminer la position d'un point d'impact devrait être minimisé, permettant ainsi d'effectuer le positionnement tridimensionnel d'un point avec des moyens de calcul moins puissants que ceux actuellement nécessaires pour obtenir un résultat dans un même temps donné. The object of the present invention is to provide a method making it possible to quickly determine the three-dimensional position of one or more light point (s) resulting from the reflection on a scene of one or more light beam (s). . To obtain a rapid determination, the number of operations necessary to determine the position of an impact point should be minimized, thus making it possible to perform the three-dimensional positioning of a point with less powerful means of calculation than those currently required. to get a result at the same time.

A cet effet, le procédé qu'elle propose est un procédé de détermination de la position tridimensionnelle d'un point lumineux issu de la réflexion d'un faisceau lumineux sur une scène, dans lequel une image, comportant des pixels formant une matrice, obtenue par un dispositif de photodétection, est analysée de manière à déterminer en fonction du positionnement de pixels clairs la position tridimensionnelle du point lumineux, l'équation de la ligne épipolaire correspondant au faisceau lumineux ayant été calculée et mémorisée au préalable, et la ligne épipolaire d'un faisceau étant la ligne théorique le long de laquelle se déplace sur l'image un point de réflexion correspondant à ce faisceau. To this end, the method which it proposes is a method of determining the three-dimensional position of a light point resulting from the reflection of a light beam on a scene, in which an image, comprising pixels forming a matrix, obtained by a photodetection device, is analyzed so as to determine as a function of the positioning of clear pixels the three-dimensional position of the light point, the equation of the epipolar line corresponding to the light beam having been calculated and stored beforehand, and the epipolar line d 'a beam being the theoretical line along which a reflection point corresponding to this beam moves on the image.

Selon l'invention, le dispositif de photodétection est à lecture directe et la lecture et l'analyse de la matrice de pixels sont limitées à la lecture et l'analyse d'une zone de largeur prédéterminée autour de la ligne épipolaire. According to the invention, the photodetection device is direct reading and the reading and analysis of the pixel matrix are limited to the reading and analysis of an area of predetermined width around the epipolar line.

De cette manière, il est possible de limiter considérablement le nombre d'opérations à réaliser pour trouver la position du point lumineux sur l'image. En effet, la recherche est limitée à une zone autour de la ligne épipolaire au lieu d'être faite sur toute l'image. In this way, it is possible to considerably limit the number of operations to be carried out to find the position of the light point on the image. Indeed, the search is limited to an area around the epipolar line instead of being done on the entire image.

La présente invention propose aussi, sur le même concept inventif, un procédé de détermination de la position tridimensionnelle de points lumineux issus chacun de la réflexion d'un faisceau lumineux sur une scène, dans lequel une image, comportant des pixels formant une matrice, obtenue par un dispositif de photodétection, est analysée de manière à déterminer en fonction du positionnement de pixels clairs la position tridimensionnelle des points lumineux, les équations des lignes épipolaires correspondant à chaque faisceau lumineux The present invention also proposes, on the same inventive concept, a method for determining the three-dimensional position of light points each resulting from the reflection of a light beam on a scene, in which an image, comprising pixels forming a matrix, obtained by a photodetection device, is analyzed so as to determine, according to the positioning of clear pixels, the three-dimensional position of the light points, the equations of the epipolar lines corresponding to each light beam

ayant été calculées et mémorisées au préalable, et la ligne épipolaire d'un faisceau étant la ligne théorique le long de laquelle se déplace sur l'image un point de réflexion correspondant à ce faisceau. having been calculated and stored beforehand, and the epipolar line of a beam being the theoretical line along which a reflection point corresponding to this beam moves on the image.

Selon l'invention, le dispositif de photodétection est à lecture directe et les faisceaux lumineux éclairant simultanément la scène sont choisis de telle sorte que les lignes épipolaires de ces faisceaux sont espacées l'une de l'autre d'une distance minimale prédéterminée et l'analyse de la matrice de pixels est limitée à l'analyse d'une zone de largeur prédéterminée autour de chaque ligne épipolaire, la distance minimale séparant deux lignes épipolaires étant supérieure à la largeur maximale de la zone analysée autour des lignes épipolaires. According to the invention, the photodetection device is direct reading and the light beams simultaneously illuminating the scene are chosen so that the epipolar lines of these beams are spaced from each other by a predetermined minimum distance and l The analysis of the pixel matrix is limited to the analysis of a zone of predetermined width around each epipolar line, the minimum distance separating two epipolar lines being greater than the maximum width of the zone analyzed around the epipolar lines.

On retrouve ici la même idée que pour la recherche d'un point lumineux, mais adaptée à plusieurs points lumineux se trouvant sur une même image. We find here the same idea as for the search for a light point, but adapted to several light points being on the same image.

Pour limiter encore le nombre d'opérations à réaliser pour déterminer la position d'un ou de plusieurs point (s) lumineux, on peut prévoir que la largeur de la zone analysée autour d'une ligne épipolaire tend vers zéro, de telle sorte que la zone analysée est restreinte à une ligne de pixels alignés les uns à la suite des autres. To further limit the number of operations to be carried out to determine the position of one or more light points, it can be provided that the width of the zone analyzed around an epipolar line tends towards zero, so that the analyzed area is limited to a line of pixels aligned one after the other.

Dans le procédé de détermination selon l'invention, l'analyse de la zone autour de chaque ligne épipolaire est par exemple utilisée pour déterminer le profil des niveaux de gris de la ligne épipolaire correspondante. In the determination method according to the invention, the analysis of the area around each epipolar line is for example used to determine the profile of the gray levels of the corresponding epipolar line.

Pour analyser chaque zone autour d'une ligne épipolaire, plusieurs stratégies de balayage peuvent être envisagées. Une forme de réalisation prévoit un balayage complet de la zone, d'une extrémité à l'autre, afin de réaliser une analyse globale des niveaux de gris de la ligne épipolaire. To analyze each area around an epipolar line, several scanning strategies can be considered. One embodiment provides for a complete scan of the area, from one end to the other, in order to carry out a global analysis of the gray levels of the epipolar line.

Une autre forme de réalisation prévoit un balayage local de la zone. Another embodiment provides for local scanning of the area.

Dans ce cas, l'analyse de la zone autour de chaque ligne épipolaire est réalisée par exemple par balayage en partant de la position du point lumineux trouvée lors de l'analyse précédente et en observant l'évolution des niveaux de gris autour de cette position, le balayage s'arrêtant une fois que la position centrale de la nouvelle zone lumineuse a été trouvée. In this case, the analysis of the area around each epipolar line is carried out for example by scanning starting from the position of the light point found during the previous analysis and by observing the evolution of the gray levels around this position. , the scanning stops once the central position of the new light area has been found.

Une autre stratégie de balayage peut prévoir que l'analyse de la zone Another scanning strategy may include scanning the area

autour de chaque ligne épipolaire est réalisée par balayage, en partant d'une position déterminée à partir des positions des points lumineux trouvées lors d'analyses précédentes et en observant l'évolution des niveaux de gris autour de cette position, le balayage s'arrêtant une fois que la position centrale de la nouvelle zone lumineuse a été trouvée. around each epipolar line is carried out by scanning, starting from a position determined from the positions of the light points found during previous analyzes and by observing the evolution of the gray levels around this position, the scanning stopping once the central position of the new light area has been found.

Pour ne pas être gêné par la lumière ambiante, naturelle ou artificielle, le faisceau lumineux utilisé est avantageusement un faisceau laser, émis de préférence par une source laser de type VCSEL. Ce type de source lumineuse présente également l'avantage de pouvoir fournir une image avec un temps d'allumage très court de la source lumineuse. La source laser est avantageusement intégrée à une matrice de sources lasers pour laquelle il est possible d'allumer chaque source indépendamment les unes des autres. In order not to be obstructed by ambient, natural or artificial light, the light beam used is advantageously a laser beam, preferably emitted by a laser source of the VCSEL type. This type of light source also has the advantage of being able to provide an image with a very short ignition time of the light source. The laser source is advantageously integrated into a matrix of laser sources for which it is possible to light each source independently of each other.

Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront par ailleurs de la description qui suit, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence au dessin annexé sur lequel :
Figure 1 est une image fournie par une matrice de photodétecteurs,
Figure 2 représente le profil lumineux d'une ligne épilolaire, et
Figure 3 est une vue illustrant une application d'un procédé selon l'invention. The characteristics and advantages of the invention will become more apparent from the following description, given by way of nonlimiting example, with reference to the appended drawing in which:
FIG. 1 is an image supplied by a matrix of photodetectors,
Figure 2 represents the luminous profile of an epilolar line, and
Figure 3 is a view illustrating an application of a method according to the invention.

La description d'un procédé selon l'invention est faite ci-après en référence à une application dans laquelle on essaie de déterminer l'occupation d'un habitacle de véhicule automobile. The description of a process according to the invention is given below with reference to an application in which an attempt is made to determine the occupancy of a passenger compartment of a motor vehicle.

Ici, le véhicule automobile est équipé d'un dispositif opto-électronique 2. Ce dernier intègre un illuminateur, une matrice de photodétecteurs à lecture directe et une unité électronique de pilotage. L'illuminateur comporte des sources lumineuses, de préférence des micro lasers. Il s'agit par exemple de micro lasers de type VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser). Chacun des micro lasers est équipé d'une lentille convergente et de déflexion. L'illuminateur peut ainsi envoyer des faisceaux lumineux 4 dans toute une zone de l'habitacle du véhicule. Le dispositif opto-électronique 2 est destiné à surveiller l'espace environnant d'un siège 6 destiné à recevoir un conducteur ou un passager 8. Here, the motor vehicle is equipped with an opto-electronic device 2. The latter includes an illuminator, a matrix of direct reading photodetectors and an electronic control unit. The illuminator includes light sources, preferably micro lasers. These are, for example, micro lasers of the VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) type. Each of the micro lasers is equipped with a converging and deflection lens. The illuminator can thus send light beams 4 throughout an area of the passenger compartment of the vehicle. The opto-electronic device 2 is intended to monitor the surrounding space of a seat 6 intended to receive a driver or a passenger 8.

Lorsque les faisceaux lumineux sont émis par l'illuminateur, ils viennent When the light beams are emitted by the illuminator, they come

se réfléchir à la surface du siège 6, du passager 8, ou de tout autre objet de l'habitacle. On obtient ainsi un point d'impact 10 pour chaque faisceau lumineux. reflect on the surface of the seat 6, of the passenger 8, or of any other object of the passenger compartment. An impact point 10 is thus obtained for each light beam.

La matrice de photodétecteurs est prévue pour détecter les points d'impact 10 issus de la réflexion des faisceaux lumineux 4. Chaque photodétecteur est un élément photosensible. En fonction de la lumière reçue par un photodétecteur, celui-ci transmet un signal qui est analysé pour former un pixel. On obtient ainsi une image qui est une matrice de pixels, chaque pixel correspondant à un photodétecteur. The photodetector array is designed to detect the impact points 10 resulting from the reflection of the light beams 4. Each photodetector is a photosensitive element. Depending on the light received by a photodetector, the latter transmits a signal which is analyzed to form a pixel. An image is thus obtained which is a matrix of pixels, each pixel corresponding to a photodetector.

L'unité électronique de pilotage commande l'allumage des micro lasers et donc la génération de faisceaux 4. Avantageusement, dans le cas présent, cette unité électronique peut commander individuellement l'allumage de chaque source micro laser. Avantageusement aussi, à chaque source micro laser correspond un seul faisceau lumineux 4. Il serait éventuellement possible d'envisager d'équiper des sources micro lasers de moyens telle une grille de Damann, pour obtenir plusieurs faisceaux lumineux 4 associés à une même source micro laser. The electronic control unit controls the ignition of the micro lasers and therefore the generation of beams 4. Advantageously, in this case, this electronic unit can individually control the ignition of each micro laser source. Advantageously also, to each micro laser source corresponds a single light beam 4. It would possibly be possible to envisage equipping micro laser sources with means such as a Damann grid, in order to obtain several light beams 4 associated with the same micro laser source. .

L'unité électronique de pilotage assure aussi la synchronisation entre l'illuminateur et la matrice de photodétecteurs. Ainsi, quand une image est détectée par la matrice de photodétecteurs, on sait très précisément à quel allumage de source micro laser correspond l'image observée. The electronic control unit also ensures synchronization between the illuminator and the photodetector array. Thus, when an image is detected by the matrix of photodetectors, we know very precisely to which ignition of micro laser source corresponds to the observed image.

L'image fournie par la matrice de photodétecteurs est constituée de pixels sombres dont la valeur est faible ainsi que de pixels clairs dont la valeur est élevée. A chaque point d'impact 10 correspond un ensemble de pixels clairs regroupés autour d'une position centrale. Toutes les nuances de gris existent entre les pixels noirs (très sombres) et les pixels blancs (très clairs). The image provided by the photodetector array is made up of dark pixels whose value is low as well as of bright pixels whose value is high. Each impact point 10 corresponds to a set of clear pixels grouped around a central position. All shades of gray exist between black pixels (very dark) and white pixels (very light).

On sait que pour un faisceau 4 donné, la matrice de photodétecteur étant fixe par rapport à l'illuminateur, est associée une ligne appelée ligne épipolaire 12. Comme indiqué plus haut, un point de réflexion 10 associé à un faisceau lumineux 4 provoque une tache claire 14 sur une image enregistrée par la matrice de photodétecteurs. Lorsque le point de réflexion 10 se déplace le long du faisceau lumineux 4, la position centrale de la tache lumineuse 14 détectée par la matrice de photodétecteurs se déplace le long de la ligne épipolaire 12, It is known that for a given beam 4, the photodetector matrix being fixed relative to the illuminator, there is associated a line called the epipolar line 12. As indicated above, a reflection point 10 associated with a light beam 4 causes a spot clear 14 on an image recorded by the matrix of photodetectors. When the reflection point 10 moves along the light beam 4, the central position of the light spot 14 detected by the photodetector array moves along the epipolar line 12,

dénommée ci-après en abrégé épipolaire 12. hereinafter abbreviated epipolar 12.

A chaque faisceau lumineux 4 correspond donc une épipolaire 12. L'équation de cette épipolaire dans le plan de l'image fournie par la matrice de photodétecteurs peut être calculée. Cette équation dépend principalement des caractéristiques géométriques de la matrice de photodétecteurs, du système optique du dispositif opto-électronique 2 (micro lentille évoquée ci-dessus mais aussi lentille de focalisation associée éventuellement à la matrice de photodétecteurs), des positions et orientations relatives de la matrice de photodétecteurs par rapport à l'illuminateur et de l'équation des faisceaux 4 issus de l'illuminateur dans un repère lié à la matrice de photodétecteurs. L'ensemble des équations des épipolaires 12 est stocké dans la mémoire d'un processeur. Each light beam 4 therefore corresponds to an epipolar 12. The equation of this epipolar in the plane of the image supplied by the photodetector array can be calculated. This equation mainly depends on the geometric characteristics of the photodetector array, the optical system of the opto-electronic device 2 (micro lens mentioned above but also the focusing lens possibly associated with the photodetector array), relative positions and orientations of the matrix of photodetectors with respect to the illuminator and the equation of beams 4 from the illuminator in a frame linked to the matrix of photodetectors. The set of equations of the epipolar 12 is stored in the memory of a processor.

La figure 1 représente schématiquement une image fournie par une matrice de photodétecteurs. On reconnaît sur cette image deux épipolaires 12, une tache lumineuse 14 correspondant à un point de réflexion d'un faisceau 4 ainsi qu'un cadre 16 limitant les contours de l'image. Une zone hachurée 18 à été représentée de part et d'autre d'une épipolaire 12. La largeur de cette zone 18, centrée sur l'épipolaire 12, est appelée 1. FIG. 1 schematically represents an image supplied by a matrix of photodetectors. We recognize in this image two epipolar 12, a light spot 14 corresponding to a reflection point of a beam 4 and a frame 16 limiting the contours of the image. A hatched area 18 has been shown on either side of an epipolar 12. The width of this area 18, centered on the epipolar 12, is called 1.

La figure 2 représente schématiquement un profil lumineux le long d'une épipolaire 12. L'axe des abscisses représente l'ordonnée s le long de l'épipolaire 12 tandis que l'axe des ordonnées représente le niveau de gris des pixels rencontrés le long de cette épipolaire 12. Le nombre 0 est associé à des pixels noirs tandis que le nombre 1 est associé à des pixels blancs. On retrouve ici une courbe rappelant la forme d'une cloche de Gauss. Le sommet de cette courbe correspond à la position centrale de la tache 14 correspondant à un point de réflexion 10. Figure 2 schematically represents a light profile along an epipolar 12. The abscissa axis represents the ordinate s along the epipolar 12 while the ordinate axis represents the gray level of the pixels encountered along of this epipolar 12. The number 0 is associated with black pixels while the number 1 is associated with white pixels. Here we find a curve recalling the shape of a Gaussian bell. The top of this curve corresponds to the central position of the spot 14 corresponding to a reflection point 10.

Pour connaître la position tridimensionnelle d'un point de réflexion 10 dans l'espace surveillé par le dispositif opto-électronique 2, il faut d'une part connaître la position centrale de la tache 14 correspondante et d'autre part savoir à quel faisceau lumineux 4 correspond ce point de réflexion 10. To know the three-dimensional position of a reflection point 10 in the space monitored by the opto-electronic device 2, it is necessary on the one hand to know the central position of the corresponding spot 14 and on the other hand to know which light beam 4 corresponds to this point of reflection 10.

Le procédé de détermination selon l'invention de la position centrale d'une tache 14, prévoit de lire uniquement les pixels de l'image obtenus par la matrice de photodétecteurs se trouvant sur l'épipolaire 12 du faisceau concerné. The method of determining according to the invention the central position of a spot 14, provides for reading only the pixels of the image obtained by the matrix of photodetectors located on the epipolar 12 of the beam concerned.

Dans un premier cas, l'image obtenue par la matrice de photodétecteurs correspond à l'allumage d'un unique faisceau lumineux 14. On obtient donc une seule tache lumineuse 14. En outre, le faisceau qui a été allumé pour obtenir cette image est connu. Son épipolaire 12 est donc également connue. L'analyse de l'image obtenue se réduit alors à l'analyse des pixels situés sur l'épipolaire 12. Il est ainsi possible de tracer pixel par pixel la courbe représentée schématiquement sur la figure 2. L'analyse du profil ainsi obtenu permet de déterminer la position centrale de la tache 14 correspondant à la réflexion du faisceau 4. Différentes méthodes peuvent être ici employées pour analyser le profil obtenu : calcul du barycentre, barycentre pondéré, maximum du profil, technique de reconnaissance des formes, etc.... In a first case, the image obtained by the matrix of photodetectors corresponds to the lighting of a single light beam 14. There is therefore obtained a single light spot 14. In addition, the beam which was lit to obtain this image is known. Its epipolar 12 is therefore also known. The analysis of the image obtained is then reduced to the analysis of the pixels located on the epipolar 12. It is thus possible to draw pixel by pixel the curve represented schematically in FIG. 2. The analysis of the profile thus obtained allows to determine the central position of the spot 14 corresponding to the reflection of the beam 4. Different methods can be used here to analyze the profile obtained: calculation of the barycenter, weighted barycenter, maximum of the profile, shape recognition technique, etc. .

Le balayage de l'épipolaire peut être un balayage complet ou bien uniquement un balayage local. The epipolar scan can be a full scan or just a local scan.

Dans le cas d'un balayage complet, on commence l'analyse de l'épipolaire à l'une de ses extrémités et on la continue jusqu'à arriver à l'autre extrémité de cet épipolaire. In the case of a complete scan, the analysis of the epipolar at one of its ends is started and it is continued until arriving at the other end of this epipolar.

Dans le cas d'un balayage local, seule une partie de l'épipolaire est balayée. L'analyse commence en un point de l'épipolaire et continue jusqu'à trouver la zone de pixels clairs. Le balayage s'arrête alors lorsque la position centrale de la tache lumineuse 14 a pu être identifiée. In the case of a local scan, only part of the epipolar is scanned. The analysis begins at a point on the epipolar and continues until it finds the area of clear pixels. The scanning then stops when the central position of the light spot 14 has been identified.

Le point de départ du balayage peut être déterminé de plusieurs manières. Deux d'entre elles sont proposées ici mais d'autres peuvent être envisagées. The starting point of the scan can be determined in several ways. Two of them are proposed here but others can be considered.

Une première façon de choisir le point de départ est de prendre sur l'épipolaire 12 le point qui correspondait dans l'analyse précédente à la position centrale de la tache 14 précédemment observée. Ce choix est parfait pour l'observation d'une scène statique, ou quasi statique. A first way to choose the starting point is to take on the epipolar 12 the point which corresponded in the previous analysis to the central position of the spot 14 previously observed. This choice is perfect for observing a static or almost static scene.

Au lieu de considérer uniquement la position centrale de la tache précédemment observée, on peut déterminer à partir des taches précédemment observées une position probable de la tache. Ainsi, on peut regarder par exemple l'évolution le long de l'épipolaire 12 des dix dernières positions centrales détectées. En fonction de ces positions, on en extrapole une onzième et le Instead of considering only the central position of the spot previously observed, it is possible to determine from the spots previously observed a probable position of the spot. Thus, one can look for example the evolution along the epipolar 12 of the ten last central positions detected. Depending on these positions, we extrapolate an eleventh and the

balayage commence au point ainsi extrapolé. Par rapport à la manière précédente, une opération d'extrapolation est nécessaire. Ce choix du point de départ pour le balayage est toutefois bien adapté à l'observation d'une scène dynamique. scanning begins at the point thus extrapolated. Compared to the previous way, an extrapolation operation is necessary. This choice of the starting point for the scan is however well suited to the observation of a dynamic scene.

Pour améliorer la précision de la mesure et la position de la tache lumineuse et pour tenir compte des phénomènes de déformation mécanique, de vieillissement, des imprécisions de calibration, etc... il est possible de ne pas considérer uniquement les pixels se trouvant sur l'épipolaire 12 mais tous les pixels se trouvant dans la zone 18. La largeur 1 de cette zone est alors déterminée en fonction de l'évaluation des incertitudes liées au système. L'analyse de cette zone se conduit de la même manière que l'analyse le long de l'épipolaire 12 telle que décrite ci-avant. To improve the accuracy of the measurement and the position of the light spot and to take into account the phenomena of mechanical deformation, aging, inaccuracies in calibration, etc. it is possible to not only consider the pixels located on the epipolar 12 but all the pixels located in the area 18. The width 1 of this area is then determined according to the evaluation of the uncertainties linked to the system. The analysis of this zone is conducted in the same way as the analysis along the epipolar 12 as described above.

La description qui précède considère qu'à chaque allumage d'une source unique correspond l'émission d'un faisceau unique et ainsi à l'obtention d'une image ne comportant qu'une tache lumineuse 14. Il est toutefois possible avec le procédé de détermination selon l'invention d'analyser des images sur lesquelles apparaissent plusieurs taches lumineuses. Pour obtenir des résultats fiables, il est alors préférable que les taches lumineuses 14 d'une même image soient obtenues par réflexion de faisceaux 4 dont les épipolaires 12 ne sont pas sécantes ni trop proches les unes des autres. Si l'analyse est réalisée sur une zone 18 de largeur 1 la distance entre deux épipolaires 12 sera alors de préférence supérieure strictement à 1. The foregoing description considers that each ignition of a single source corresponds to the emission of a single beam and thus to obtaining an image comprising only one light spot 14. It is however possible with the method determination according to the invention to analyze images on which appear several light spots. To obtain reliable results, it is then preferable for the light spots 14 of the same image to be obtained by reflection of beams 4 whose epipoles 12 are not intersecting or too close to each other. If the analysis is carried out on an area 18 of width 1, the distance between two epipoles 12 will then preferably be strictly greater than 1.

La mise en oeuvre du procédé selon l'invention permet de déterminer très rapidement la position d'une tache lumineuse sur une image obtenue par une matrice de photodétecteurs tout en sachant à quel faisceau lumineux correspond la tache observée. The implementation of the method according to the invention makes it possible to very quickly determine the position of a light spot on an image obtained by a matrix of photodetectors while knowing which light beam corresponds to the spot observed.

Ce procédé permet également un filtrage de points parasites. En effet, ceux-ci ont peu de chance de se trouver sur une épipolaire observée et ne sont donc pas analysés. This process also allows filtering of parasitic points. Indeed, these are unlikely to be on an observed epipolar and are therefore not analyzed.

Le procédé décrit ci-dessus permet également de minimiser le temps de lecture en limitant le nombre de photodétecteurs lus. En effet, il suffit de prendre connaissance des photodétecteurs fournissant des informations dans la The method described above also makes it possible to minimize the reading time by limiting the number of photodetectors read. Indeed, it suffices to take cognizance of the photodetectors providing information in the

zone de l'épipolaire concernée, ce qui est rendu possible par le fait que la matrice de photodétecteurs est à lecture directe. zone of the epipolar concerned, which is made possible by the fact that the matrix of photodetectors is direct reading.

Par rapport à des sources lumineuses du type diodes électroluminescentes, les sources lasers sont beaucoup plus lumineuses. Leur utilisation permet de limiter les perturbations dues à la lumière ambiante, qu'elle soit naturelle ou artificielle. De plus, il est possible d'avoir un allumage et une extinction très rapide d'un micro laser, par exemple un micro laser de type VCSEL. Compared to light sources of the light-emitting diode type, the laser sources are much brighter. Their use makes it possible to limit disturbances due to ambient light, whether natural or artificial. In addition, it is possible to have a very fast switching on and off of a micro laser, for example a micro laser of the VCSEL type.

La présente invention n'est bien entendue pas limitée aux détails des variantes du procédé qui viennent d'être décrites à titre d'exemples, diverses modifications à la portée de l'homme du métier pouvant être apportées sans sortir du cadre de l'invention tel que défini par les revendications ci-après. The present invention is of course not limited to the details of the variants of the method which have just been described by way of examples, various modifications within the reach of those skilled in the art can be made without departing from the scope of the invention. as defined by the claims below.

Ainsi par exemple l'application du procédé selon l'invention n'est pas limité à l'observation de l'occupation d'un habitacle de véhicule automobile. Thus for example the application of the method according to the invention is not limited to the observation of the occupancy of a passenger compartment of a motor vehicle.

D'autres scènes pour d'autres applications (reconnaissance de formes et de déplacement d'objets dans l'industrie,...) peuvent être envisagées. Other scenes for other applications (recognition of shapes and movement of objects in industry, ...) can be envisaged.

Il est également possible d'utiliser un illuminateur et/ou un dispositif détecteur fournissant une image, différents de ceux décrits ci-dessus. It is also possible to use an illuminator and / or a detector device providing an image, different from those described above.

Claims

1. Method for determining the three-dimensional position of a light point (10) resulting from the reflection of a light beam (4) on a scene, in which an image, comprising pixels forming a matrix, obtained by a photodetection, is analyzed so as to determine according to the positioning of clear pixels the three-dimensional position of the light point, the equation of the epipolar line (12) corresponding to the light beam having been calculated and stored beforehand, and the epipolar line of a beam being the theoretical line along which a reflection point corresponding to this beam moves on the image, characterized in that the photodetection device is direct reading, and in that the reading and analysis of the pixel matrix are limited to reading and analyzing an area (18) of predetermined width around the epipolar line (12).

2. Method for determining the three-dimensional position of light points (10) each resulting from the reflection of a light beam (4) on a scene, in which an image, comprising pixels forming a matrix, obtained by a photodetection device , is analyzed so as to determine, as a function of the positioning of clear pixels, the three-dimensional position of the light points, the equations of the epipolar lines (12) corresponding to each light beam (4) having been calculated and stored beforehand, and the epipolar line d 'a beam being the theoretical line along which a reflection point corresponding to this beam moves on the image, characterized in that the photodetection device is direct reading, and in that the light beams (4) illuminating simultaneously the scene is chosen so that the epipolar lines (12) of these beams are spaced apart from each other by a distance predetermined minimum and in that the analysis of the pixel matrix is limited to the analysis of an area (18) of predetermined width around each epipolar line (12), the minimum distance separating two epipolar lines being greater than the maximum width of the zone analyzed around the epipolar lines.

3. Determination method according to one of claims 1 or 2, characterized in that the width of the zone analyzed around an epipolar line tends towards zero, so that the zone analyzed is restricted to a line of aligned pixels one after the other.

4. Determination method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the analysis of the area (18) around each epipolar line (12) is used to determine the profile of the gray levels of the epipolar line corresponding.

5. Determination method according to one of claims 1 to 4, characterized in that for the analysis of the area (18) around each epipolar line (12), a full scan of the area (18), one end to the other, is carried out, in order to carry out a global analysis of the gray levels of the epipolar line.

6. Determination method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the analysis of the area (18) around each epipolar line (12) is carried out by scanning starting from the position of the light point found during from the previous analysis and observing the evolution of the gray levels around this position, the scanning stops once the central position of the new light area has been found.

7. Determination method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the analysis of the area (18) around each epipolar line (12) is carried out by scanning, starting from a position determined from positions of the light points found during previous analyzes and observing the evolution of the gray levels around this position, the scanning stops once the central position of the new light area has been found.

8. Determination method according to one of claims 1 to 7, characterized in that the light beam (4) used is a laser beam, preferably emitted by a laser source of VCSEL type.

9. Determination method according to claim 8, characterized in that the laser source is integrated into a matrix of laser sources for which it is possible to light each source independently of each other.