La présente invention concerne un procédé et dispositif de mesure de la vitesse d'un véhicule circulant sur une voie. La vitesse d'un véhicule est ici considérée comme la vitesse estimée lorsque ce véhicule passe devant un point unique de mesure.The present invention relates to a method and device for measuring the speed of a vehicle traveling on a track. The speed of a vehicle is here considered as the estimated speed when the vehicle passes a single point of measurement.
Les dispositifs de mesure de vitesse d'un véhicule sont utilisés dans le domaine du contrôle routier. De tels dispositifs sont positionnés aux abords d'une voie de circulation et permettent de contrôler si la vitesse d'un véhicule dépasse une vitesse limite. En cas d'infraction, ces dispositifs émettent vers un équipement distant des données qui prouvent de manière irrévocable que le véhicule était en infraction.The speed measuring devices of a vehicle are used in the field of road control. Such devices are positioned near a traffic lane and allow to control whether the speed of a vehicle exceeds a speed limit. In case of infringement, these devices transmit to a remote device data that irrevocably prove that the vehicle was in breach.
Il est connu que ces dispositifs soient équipés de capteurs Doppler ou Laser ou encore de capteurs de lignes d'image pour estimer précisément la vitesse de ce véhicule. Un capteur de lignes d'image est un capteur qui comporte un ensemble de cellules de type, par exemple, CCD (Charge-Coupled Device en anglais) ou CMOS (Complementary metal-oxide-semiconductor en anglais), qui sont alignées sur un axe. Ce type de capteur, qui équipe par exemple des caméras dites linéaires, permet l'acquisition ligne par ligne d'un objet en mouvement à une fréquence d'acquisition donnée. Cette fréquence d'acquisition détermine la période séparant l'acquisition de deux lignes d'image successives.It is known that these devices are equipped with Doppler or Laser sensors or image line sensors to accurately estimate the speed of this vehicle. An image line sensor is a sensor which comprises a set of cells of type, for example, CCD (Charge-Coupled Device in English) or CMOS (Complementary metal-oxide-semiconductor in English), which are aligned on an axis. . This type of sensor, which equips, for example, so-called linear cameras, allows line-by-line acquisition of an object in motion at a given acquisition frequency. This acquisition frequency determines the period between the acquisition of two successive image lines.
Par exemple, dans la demande de brevet européen EP1056064, deux (voire plusieurs) caméras linéaires synchronisées temporellement entre elles sont utilisées. Ces caméras acquièrent chacune simultanément une ligne d'image du véhicule. Ainsi deux ensembles de lignes d'image sont acquis et enregistrés. Un ensemble de lignes d'image successivement acquises par l'une des caméras est ensuite corrélé avec un ensemble de lignes d'image successivement acquises par l'autre caméra. Une fois ces deux ensembles de lignes d'image corrélés, la vitesse du véhicule est estimée en divisant la distance (connue au préalable) entre ces deux caméras linéaires par la durée ainsi déterminée par la corrélation des deux ensembles de lignes. Du fait de l'utilisation de plusieurs caméras linéaires, ce dispositif est coûteux en termes financiers, volumineux, et requiert un positionnement très précis dans l'espace des caméras linéaires pour que leurs axes de vision soient parallèles entre eux et que la distance entre ces deux caméras ne soit pas erronée. Le problème résolu par la présente invention est de remédier à ces inconvénients en utilisant un seul capteur de lignes d'image.For example, in the European patent application EP1056064, two (or more) linear cameras temporally synchronized with each other are used. These cameras each simultaneously acquire an image line of the vehicle. Thus two sets of picture lines are acquired and recorded. A set of image lines successively acquired by one of the cameras is then correlated with a set of image lines successively acquired by the other camera. Once these two sets of image lines correlate, the speed of the vehicle is estimated by dividing the distance (previously known) between these two linear cameras by the duration thus determined by the correlation of the two sets of lines. Due to the use of several linear cameras, this device is expensive in financial terms, bulky, and requires a very precise positioning in the space of linear cameras so that their axes of vision are parallel to each other and the distance between them two cameras is not wrong. The problem solved by the present invention is to overcome these disadvantages by using a single image line sensor.
A cet effet, la présente invention concerne un dispositif de mesure de la vitesse d'un véhicule circulant sur une voie caractérisé en ce qu'il comporte un seul capteur de lignes d'image positionné en surplomb du véhicule et des moyens pour estimer la vitesse de ce véhicule à partir de lignes d'image acquises par ce capteur.For this purpose, the present invention relates to a device for measuring the speed of a vehicle traveling on a track characterized in that it comprises a single image line sensor positioned overhanging the vehicle and means for estimating the speed of this vehicle from image lines acquired by this sensor.
Selon un premier mode de réalisation du dispositif, l'axe longitudinal de ce capteur forme un angle non nul par rapport à la perpendiculaire à l'axe de déplacement du véhicule et chaque ligne d'image acquise par le capteur représentant alors l'intersection du véhicule avec l'axe longitudinal de ce capteur, les moyens pour estimer la vitesse sont alors prévus pour que la vitesse soit estimée à partir de deux lignes d'image qui représentent des intersections différentes. Selon un deuxième mode de réalisation du dispositif, le dispositif comporte également deux miroirs formant entre eux un angle prédéfini pour que chaque miroir reflète une zone différente de la voie sur une partie des cellules du capteur et les moyens pour estimer la vitesse sont alors prévus pour que la vitesse soit estimée à partir de deux ensembles de lignes d'image, chacun acquis par une partie des cellules du capteur. Ce mode de réalisation est avantageux car il permet d'obtenir la prise simultanée de lignes d'image dans deux zones différentes de la voie tout en évitant de synchroniser temporellement deux capteurs comme c'est le cas dans l'état de la technique. La prise simultanée de deux ensembles de lignes d'image permet de pouvoir estimer la vitesse de plusieurs véhicules à la fois dès que ces véhicules sont passés dans les deux zones de la voie. Selon un troisième mode de réalisation du dispositif, le capteur de lignes d'image est un capteur matriciel doté d'une fonctionnalité de transfert d'image partielle et les moyens pour estimer la vitesse sont prévus pour que la vitesse soit estimée à partir de deux ensembles de lignes d'image, chacun acquis par une partie des cellules du capteur. La présente invention concerne également un procédé de mesure de la vitesse d'un véhicule circulant sur une voie, caractérisé en ce qu'il comporte : - une étape d'acquisition de lignes d'image du véhicule par un seul capteur de lignes d'image, et - une étape d'estimation de la vitesse de ce véhicule à partir de lignes d'image acquises.According to a first embodiment of the device, the longitudinal axis of this sensor forms a non-zero angle with respect to the perpendicular to the axis of movement of the vehicle and each image line acquired by the sensor then representing the intersection of the vehicle with the longitudinal axis of this sensor, the means for estimating the speed are then provided so that the speed is estimated from two image lines which represent different intersections. According to a second embodiment of the device, the device also comprises two mirrors forming between them a predefined angle so that each mirror reflects a different area of the channel on a portion of the sensor cells and the means for estimating the speed are then provided for that the velocity is estimated from two sets of image lines, each acquired by a portion of the cells of the sensor. This embodiment is advantageous because it makes it possible to obtain the simultaneous capture of image lines in two different zones of the path while avoiding the temporal synchronization of two sensors as is the case in the state of the art. The simultaneous taking of two sets of image lines makes it possible to estimate the speed of several vehicles at once as soon as these vehicles have passed through the two zones of the track. According to a third embodiment of the device, the image line sensor is a matrix sensor equipped with a partial image transfer function and the means for estimating the speed are provided so that the speed is estimated from two sets of image lines, each acquired by a portion of the sensor cells. The present invention also relates to a method for measuring the speed of a vehicle traveling on a track, characterized in that it comprises: a step of acquiring image lines of the vehicle by a single line sensor; image, and - a step of estimating the speed of this vehicle from image lines acquired.
Selon un premier mode de réalisation du procédé, deux ensembles de lignes d'image sont acquis par un dispositif alors conforme soit au deuxième soit au troisième mode de réalisation du dispositif ci-dessus et la vitesse du véhicule est estimée par corrélation de ces deux ensembles de lignes d'image.According to a first embodiment of the method, two sets of image lines are acquired by a device then conforming to either the second or the third embodiment of the device above and the vehicle speed is estimated by correlation of these two sets of image lines.
Ce mode de réalisation est avantageux par rapport à l'utilisation d'un laser pour détecter le passage du véhicule dans chacune de ces deux zones de la voie CH car les ensembles de lignes d'image portent un contenu plus riche sur le véhicule qu'un simple déclenchement d'un top de passage donné par un laser. Ce contenu peut ainsi être utilisé pour minimiser l'erreur de mise en correspondance de deux ensembles de lignes acquis avec un même véhicule car le contenu de chacun de ces ensembles de lignes facilite l'appairage du véhicule. Selon un second mode de réalisation du procédé, deux lignes d'image sont acquises par un dispositif conforme au premier mode de réalisation du dispositif ci-dessus, les deux lignes d'image représentant des intersections différentes de ce véhicule avec l'axe longitudinal du capteur, et la vitesse est estimée à partir de ces deux lignes d'image. Selon une mise en oeuvre particulière de ce deuxième mode de réalisation, l'étape d'estimation de la vitesse comporte les sous-étapes suivantes : - estimation de la variation de l'intersection du véhicule avec l'axe longitudinal 20 (X) du capteur à partir des deux lignes d'image, et - estimation de la vitesse de ce véhicule à partir du rapport de la variation de l'intersection ainsi estimée et de la durée qui sépare les instants d'acquisition de ces deux lignes. Selon une variante de la mise en oeuvre particulière, la durée est calculée à partir 25 de la fréquence d'acquisition du capteur et du nombre de lignes acquises entre ces deux lignes d'image. Selon une variante de la mise en oeuvre particulière, la variation de l'intersection est estimée en calculant la différence entre le nombre de cellules du capteur qui sont dans un état particulier dit PRESENT dans l'une des deux lignes d'image et le nombre 30 de cellules du capteur qui sont dans l'état PRESENT dans l'autre ligne d'image. Selon une variante de la mise en oeuvre particulière, le sens de déplacement du véhicule est déterminé selon le signe positif ou négatif de la vitesse du véhicule ainsi estimée.This embodiment is advantageous with respect to the use of a laser to detect the passage of the vehicle in each of these two areas of the CH path as the sets of image lines carry a richer content on the vehicle than a simple trigger of a passing key given by a laser. This content can thus be used to minimize the error of matching two sets of lines acquired with the same vehicle because the content of each of these sets of lines facilitates the pairing of the vehicle. According to a second embodiment of the method, two image lines are acquired by a device according to the first embodiment of the above device, the two image lines representing different intersections of this vehicle with the longitudinal axis of the device. sensor, and the speed is estimated from these two image lines. According to a particular implementation of this second embodiment, the step of estimating the speed comprises the following sub-steps: estimating the variation of the intersection of the vehicle with the longitudinal axis 20 (X) of the sensor from the two image lines, and - estimation of the speed of this vehicle from the ratio of the variation of the intersection thus estimated and the duration between the acquisition instants of these two lines. According to a variant of the particular implementation, the duration is calculated from the acquisition frequency of the sensor and from the number of lines acquired between these two image lines. According to a variant of the particular implementation, the variation of the intersection is estimated by calculating the difference between the number of sensor cells that are in a particular state called PRESENT in one of the two image lines and the number 30 of sensor cells that are in the PRESENT state in the other image line. According to a variant of the particular implementation, the direction of movement of the vehicle is determined according to the positive or negative sign of the vehicle speed thus estimated.
Cette variante est avantageuse car elle permet de déterminer si un véhicule circule en sens inverse du sens normal de circulation sur la voie CH et signaler le problème aux autorités compétentes par exemple. Cette variante permet également d'utiliser le système formé d'une seule caméra pour couvrir plusieurs voies dont les sens de circulation peuvent être différents. Selon une variante de son second mode de réalisation, le procédé comporte de plus les étapes suivantes : - détermination de deux lignes d'image qui représentent la même intersection, et - estimation de la largeur du véhicule à partir de l'une de ces deux lignes d'image. Selon une variante de son second mode de réalisation, le procédé comporte aussi les étapes suivantes : - détermination d'une ligne d'image qui correspond à l'entrée du véhicule dans le champ de vision du capteur et d'une ligne d'image qui correspond à la sortie du 15 véhicule de ce champ de vision, et - estimation de la longueur du véhicule par calcul du rapport de la vitesse du véhicule préalablement estimée et de la durée qui sépare les deux lignes d'image ainsi déterminées. Selon une variante, le procédé comporte également une étape de classification 20 du véhicule en fonction de sa largeur et/ou de sa longueur ainsi estimées et/ou à partir de la vitesse ainsi estimée de ce véhicule. La présente invention concerne enfin un programme d'ordinateur mettant en oeuvre les étapes du procédé de mesure de la vitesse d'un véhicule conforme à l'un des modes de réalisation ci-dessus ou à l'une de ses variantes. 25 Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels: Les Fig. la et lb représentent schématiquement un dispositif de mesure de 30 vitesse d'un véhicule selon la présente invention. Les Fig. 2a, 2b, 2c et 2d représentent schématiquement des exemples d'acquisition de lignes d'image par un capteur de lignes d'image selon un premier mode de réalisation du dispositif.This variant is advantageous because it makes it possible to determine whether a vehicle is traveling in the opposite direction to the normal direction of traffic on the CH track and to point out the problem to the competent authorities for example. This variant also makes it possible to use the system consisting of a single camera to cover several lanes whose traffic directions may be different. According to a variant of its second embodiment, the method further comprises the following steps: - determination of two image lines which represent the same intersection, and - estimation of the width of the vehicle from one of these two picture lines. According to a variant of its second embodiment, the method also comprises the following steps: determining an image line that corresponds to the entry of the vehicle into the field of view of the sensor and an image line which corresponds to the exit of the vehicle from this field of view, and - estimation of the length of the vehicle by calculating the ratio of the speed of the vehicle previously estimated and the time which separates the two image lines thus determined. According to one variant, the method also comprises a step of classifying the vehicle according to its width and / or length thus estimated and / or from the speed thus estimated of this vehicle. The present invention finally relates to a computer program implementing the steps of the method of measuring the speed of a vehicle according to one of the embodiments above or to one of its variants. The features of the invention mentioned above, as well as others, will appear more clearly on reading the following description of an exemplary embodiment, said description being made in connection with the attached drawings, among which: Fig. 1a and 1b show schematically a speed measuring device of a vehicle according to the present invention. Figs. 2a, 2b, 2c and 2d show schematically examples of acquisition of image lines by an image line sensor according to a first embodiment of the device.
La Fig. 3 représente schématiquement un deuxième mode de réalisation du dispositif de mesure de la vitesse selon la présente invention. La Fig. 4 représente schématiquement un mode de réalisation des moyens MOY. La Fig. 5 représente une illustration des étapes du procédé de mesure de la vitesse d'un véhicule selon la présente invention. La Fig. 6 représente une illustration des étapes du procédé de mesure de la vitesse d'un véhicule selon un premier mode de réalisation. Les Fig. 7 et 8 représentent une illustration d'une mise en oeuvre particulière d'un second mode de réalisation du procédé.Fig. 3 schematically shows a second embodiment of the speed measuring device according to the present invention. Fig. 4 schematically represents an embodiment of the means MOY. Fig. 5 is an illustration of the steps of the method of measuring the speed of a vehicle according to the present invention. Fig. 6 shows an illustration of the steps of the method of measuring the speed of a vehicle according to a first embodiment. Figs. 7 and 8 show an illustration of a particular implementation of a second embodiment of the method.
A la Fig. la et lb, est représenté de manière générale un dispositif D de mesure de la vitesse d'un véhicule V selon la présente invention. Le véhicule V circule sur une voie CH dont la largeur est ici délimitée par les deux traits Y et Yl. Le sens de circulation sur cette voie est indiqué par la flèche de la ligne Y.In FIG. 1a and 1b is generally shown a device D for measuring the speed of a vehicle V according to the present invention. Vehicle V travels on a CH track whose width is here delimited by the two lines Y and Yl. The direction of traffic on this lane is indicated by the arrow on line Y.
Le dispositif D comporte un seul capteur de lignes d'image C et des moyens MOY pour estimer la vitesse de ce véhicule V à partir de lignes d'image acquises par le capteur C. Le capteur C est relié aux moyens MOY par un réseau de communication N filaire ou sans fil et, selon une variante, les moyens MOY sont intégrés au capteur C.The device D comprises a single image line sensor C and means MOY for estimating the speed of this vehicle V from image lines acquired by the sensor C. The sensor C is connected to the means MOY by a network of wired or wireless N communication and, alternatively, the MOY means are integrated in the sensor C.
Le réseau de communication N peut être également utilisé par le dispositif D pour communiquer des données à un équipement distant (non représenté) qui regroupe les infractions constatées. Le capteur C est positionné en surplomb du véhicule V, c'est-à-dire qu'il est soit au-dessus de la voie CH, tel que illustré à la Fig. la, soit positionné sur un mât à côté 25 de la voie CH à une hauteur supérieure à la hauteur d'un véhicule. Selon un premier mode de réalisation de ce dispositif, illustré aux Fig. 2a à 2d, le capteur linéaire C est positionné de manière à ce que son axe longitudinal X forme un angle A non nul par rapport à la perpendiculaire à l'axe Y de déplacement du véhicule V. Chaque ligne d'image acquise par le capteur C représente alors 30 l'intersection du véhicule avec l'axe longitudinal de ce capteur et les moyens MOY pour estimer la vitesse sont alors prévus pour que la vitesse soit estimée à partir de deux lignes d'image qui représentent des intersections différentes. Selon les exemples de ces Figs. 2a à 2d, le capteur C comporte 24 cellules qui correspondent chacune à une valeur d'une ligne d'image. Le capteur C peut comporter un nombre différent de cellules sans pour autant limiter la portée de la présente invention. A la Fig. 2a, le véhicule V entre dans le champ de vision du capteur C et coupe l'axe longitudinal X du capteur C. La ligne d'image acquise représente alors l'intersection du véhicule avec l'axe X de ce capteur. Selon l'exemple donné, l'intersection est représentée par une seule des cellules de ce capteur C. Cette cellule prend alors un état dit PRESENT (en noir). Sur la droite de la Fig. la est représentée la ligne d'image acquise. Le véhicule V se déplace et l'intersection augmente. A la Fig. 2b, cette intersection est représentée par quatre cellules du capteur C qui sont alors dans d'état PRESENT et à la Fig. 2c, par quinze cellules du capteur C qui sont alors dans l'état PRESENT. Cette dernière ligne d'image correspond à l'intersection maximale c'est-à-dire à la largeur du véhicule V. Les lignes d'images suivantes qui sont acquises par le capteur C sont toutes identiques et dès que le véhicule commence à quitter le champ de vision du capteur C, l'intersection diminue. Par exemple, la Fig. 2d illustre le cas où cette intersection est représentée par dix cellules du capteur C qui sont dans l'état PRESENT. Ainsi, on comprend que lorsqu'un véhicule entre dans le champ de vision du capteur et jusqu'à ce qu'il en sorte complètement, un ensemble de lignes d'image est acquis par le capteur C selon sa fréquence d'acquisition. Ces lignes d'image représentent l'intersection du véhicule avec l'axe X du capteur C. Cette intersection augmente au fur et à mesure que le véhicule entre dans le champ de vision du capteur, puis reste constante lorsque l'intersection maximale est atteinte, puis diminue au fur et à mesure que ce véhicule sort du champ de vision.The communication network N can also be used by the device D to communicate data to a remote device (not shown) which groups the detected infractions. The sensor C is positioned overhanging the vehicle V, that is to say it is either above the CH channel as shown in FIG. 1a, is positioned on a mast beside the CH track at a height greater than the height of a vehicle. According to a first embodiment of this device, illustrated in FIGS. 2a to 2d, the linear sensor C is positioned so that its longitudinal axis X forms a non-zero angle A with respect to the perpendicular to the Y axis of movement of the vehicle V. Each image line acquired by the sensor C then represents the intersection of the vehicle with the longitudinal axis of this sensor and the means MOY to estimate the speed are then provided so that the speed is estimated from two image lines which represent different intersections. According to the examples of these Figs. 2a to 2d, the sensor C has 24 cells each corresponding to a value of an image line. The sensor C may comprise a different number of cells without limiting the scope of the present invention. In FIG. 2a, the vehicle V enters the field of view of the sensor C and intersects the longitudinal axis X of the sensor C. The acquired image line then represents the intersection of the vehicle with the X axis of this sensor. According to the example given, the intersection is represented by only one of the cells of this sensor C. This cell then takes a state called PRESENT (in black). On the right of FIG. the is represented the image line acquired. The vehicle V moves and the intersection increases. In FIG. 2b, this intersection is represented by four cells of the sensor C which are then in the PRESENT state and in FIG. 2c, by fifteen cells of the sensor C which are then in the PRESENT state. This last image line corresponds to the maximum intersection that is to say the width of the vehicle V. The following image lines that are acquired by the sensor C are all identical and as soon as the vehicle starts to leave the field of view of the sensor C, the intersection decreases. For example, FIG. 2d illustrates the case where this intersection is represented by ten cells of the sensor C which are in the PRESENT state. Thus, it is understood that when a vehicle enters the field of view of the sensor and until it comes out completely, a set of image lines is acquired by the sensor C according to its acquisition frequency. These image lines represent the intersection of the vehicle with the X axis of the C sensor. This intersection increases as the vehicle enters the sensor's field of view and then remains constant when the maximum intersection is reached. , then decreases as this vehicle leaves the field of vision.
La Fig. 3 représente schématiquement un deuxième mode de réalisation du dispositif D de mesure de la vitesse d'un véhicule. Selon ce mode de réalisation, le dispositif D comporte également deux miroirs Ml et M2 formant entre eux un angle prédéfini E pour dédoubler le champ de vision du capteur C. On parle habituellement de repliement optique. Chaque miroir reflète une zone de la voie CH sur une partie des cellules CCD du capteur C. Ainsi, en réglant l'angle E, on définit deux zones différentes de la voie CH dont la distance qui les sépare est connue. Lorsqu'un véhicule passe alors dans l'une de ces zones, un ensemble de lignes d'image qui est acquis par une partie du capteur, représente le véhicule dans le champ de vision du capteur C et lorsque ce véhicule passe dans l'autre de ces zones, un autre ensemble de lignes d'image est acquis par l'autre partie du capteur. Ainsi, le passage d'un véhicule dans chacune de ces deux zones permet l'acquisition de deux ensembles de lignes d'image.Fig. 3 schematically shows a second embodiment of the device D for measuring the speed of a vehicle. According to this embodiment, the device D also comprises two mirrors M1 and M2 forming between them a predefined angle E to split the field of view of the sensor C. It is usually referred to as optical folding. Each mirror reflects an area of the CH channel on part of the CCD cells of the sensor C. Thus, by adjusting the angle E, two different zones of the CH channel are defined whose distance between them is known. When a vehicle then passes into one of these areas, a set of image lines that is acquired by one part of the sensor, represents the vehicle in the field of view of the sensor C and when this vehicle passes into the other of these areas, another set of image lines is acquired by the other part of the sensor. Thus, the passage of a vehicle in each of these two areas allows the acquisition of two sets of image lines.
Les moyens MOY pour estimer la vitesse sont alors prévus pour que la vitesse soit estimée à partir de deux ensembles de lignes d'image, chacun acquis par une partie des cellules CCD du capteur C. Selon un troisième mode de réalisation, le capteur de lignes est une caméra matricielle dotée d'une fonctionnalité de transfert d'image partielle, dite région d'intérêt. En sélectionnant, de manière alternative ou simultanée, deux régions d'intérêt d'une image acquise, deux ensembles de lignes sont acquis. En pratique l'un de ces ensembles de lignes d'images est formé de quelques lignes de cette image qui sont situées à une extrémité de l'image et l'autre ensemble de lignes d'image est formé de quelques lignes de cette image situées à une extrémité opposée de l'image.The means MOY for estimating the speed are then provided so that the speed is estimated from two sets of image lines, each acquired by a portion of the CCD cells of the sensor C. According to a third embodiment, the line sensor is a matrix camera with partial image transfer functionality, called region of interest. By selecting, alternately or simultaneously, two regions of interest of an acquired image, two sets of lines are acquired. In practice one of these sets of lines of images is formed of a few lines of this image which are located at one end of the image and the other set of image lines is formed of a few lines of this image located at an opposite end of the image.
Ces deux ensembles de lignes correspondent alors au passage du véhicule V dans deux zones différentes de la voie CH qui sont distantes de quelques mètres. La distance qui sépare ces deux zones est connue car le nombre de pixels de l'image qui sépare ces deux ensembles de lignes et la distance réelle représentée par chaque pixel de cette image sont connus en particulier par calibration de la caméra matricielle.These two sets of lines then correspond to the passage of the vehicle V in two different areas of the CH track that are a few meters apart. The distance separating these two zones is known because the number of pixels of the image which separates these two sets of lines and the real distance represented by each pixel of this image are known in particular by calibration of the matrix camera.
Les moyens MOY pour estimer la vitesse sont alors prévus pour que la vitesse soit estimée à partir de deux ensembles de lignes d'image, chacun acquis par une partie des cellules CCD du capteur. La Fig. 4 illustre un mode de réalisation des moyens MOY. Selon ce mode de réalisation, les moyens MOY sont regroupés dans un terminal éventuellement portable tel qu'un ordinateur, qui comporte, reliés par un bus de communication 210 : - un processeur, micro-processeur, microcontrôleur (noté µc) ou CPU (Central Processing Unit en anglais ou Unité Centrale de Traitement en français) 200 ; - une mémoire vive RAM (Random Access Memory en anglais ou Mémoire à Accès Aléatoire en français) 201 ; - une mémoire morte ROM (Read Only Memory en anglais ou Mémoire à Lecture Seule en français) 202 ; - des moyens d'interface COM 205 avec le réseau de communication N, comme par exemple un réseau de radiotéléphonie cellulaire ; et optionnellement, - des moyens d'interfaçage graphique GUI 204 tels qu'un écran tactile et/ou encore un ensemble de touches.The means MOY for estimating the speed are then provided so that the speed is estimated from two sets of image lines, each acquired by a portion of the CCD cells of the sensor. Fig. 4 illustrates an embodiment of the means MOY. According to this embodiment, the means MOY are grouped in a possibly portable terminal such as a computer, which comprises, connected by a communication bus 210: a processor, microprocessor, microcontroller (noted μc) or CPU (Central Processing Unit in English or Central Processing Unit in French) 200; random access memory RAM (Random Access Memory in English) 201; a ROM (Read Only Memory in English or Mémoire à Lire Seul in French) 202; COM interface means 205 with the communication network N, for example a cellular radiotelephone network; and optionally, graphical interfacing means GUI 204 such as a touch screen and / or a set of keys.
Le microcontrôleur 200 est capable d'exécuter des instructions chargées dans la RAM 201 à partir de la ROM 202, d'une mémoire externe (non représentée), d'un support de stockage, tel qu'une carte SD ou autre, ou d'un réseau de communication. Lorsque le terminal est mis sous tension, le microcontrôleur 200 est capable de lire de la RAM 201 des instructions et de les exécuter. Ces instructions forment un programme d'ordinateur. Ce programme d'ordinateur cause la mise en oeuvre, par le microcontrôleur 200, de tout ou partie des procédés décrits ci-après. Tout ou partie des procédés décrits ci-après peut être implémenté sous forme logicielle par exécution d'un ensemble d'instructions par une machine programmable, tel qu'un DSP (Digital Signal Processor en anglais ou Unité de Traitement de Signal Numérique en français) ou un microcontrôleur, tel que le microcontrôleur 200, ou être implémenté sous forme matérielle par une machine ou un composant dédié, tel qu'un FPGA (Field-Programmable Gate Array en anglais ou Circuit Intégré Programmable en français) ou un ASIC (Application-Specific Integrated Circuit en anglais ou Circuit Intégré Spécifique à une Application en français).The microcontroller 200 is capable of executing instructions loaded into the RAM 201 from the ROM 202, an external memory (not shown), a storage medium, such as an SD card or the like, or a communication network. When the terminal is powered up, the microcontroller 200 is able to read instructions from RAM 201 and execute them. These instructions form a computer program. This computer program causes the implementation, by the microcontroller 200, of all or part of the methods described below. All or part of the methods described below can be implemented in software form by executing a set of instructions by a programmable machine, such as a DSP (Digital Signal Processor in English or Digital Signal Processing Unit in French). or a microcontroller, such as the microcontroller 200, or be implemented in hardware form by a machine or a dedicated component, such as an FPGA (Field Programmable Gate Array) or an ASIC (Application- Specific Integrated Circuit in English or Integrated Circuit Specific to an Application in French).
A la Fig. 5 est représentée une illustration des étapes du procédé de mesure de la vitesse du véhicule V circulant sur la voie CH. Le procédé comporte une étape 1 d'acquisition de lignes d'image du véhicule V par le capteur C et une étape 2 d'estimation de la vitesse de ce véhicule à partir de lignes d'image acquises par ce capteur.In FIG. FIG. 5 is an illustration of the steps of the method for measuring the speed of the vehicle V traveling on the CH channel. The method comprises a step 1 of acquiring image lines of the vehicle V by the sensor C and a step 2 of estimating the speed of this vehicle from image lines acquired by this sensor.
A la Fig. 6 est représenté un premier mode de réalisation du procédé. Selon ce mode de réalisation, au cours de l'étape 1, deux ensembles de lignes d'image sont acquis par un dispositif alors conforme soit au deuxième soit au troisième mode de réalisation du dispositif D et, au cours de l'étape 2, la vitesse du véhicule est estimée par corrélation de ces deux ensembles de lignes d'image.In FIG. 6 is shown a first embodiment of the method. According to this embodiment, during step 1, two sets of image lines are acquired by a device then conforming to either the second or the third embodiment of the device D and, during step 2, the speed of the vehicle is estimated by correlation of these two sets of image lines.
En effet, une fois ces deux ensembles de lignes d'image corrélés, la vitesse du véhicule est estimée en divisant la distance (connue au préalable) entre les deux zones de la voie par la durée ainsi déterminée par la corrélation de ces deux ensembles de lignes.Indeed, once these two sets of correlated image lines, the speed of the vehicle is estimated by dividing the distance (previously known) between the two zones of the way by the duration thus determined by the correlation of these two sets of lines.
Selon un second mode de réalisation du procédé, au cours de l'étape 1, deux lignes d'image sont acquises par ce capteur C. Ces deux lignes correspondent à des intersections différentes de ce véhicule avec l'axe longitudinal X du capteur C. Par exemple, ces deux lignes d'image sont les lignes L1 et L2 des Fig. 2b et 2c.According to a second embodiment of the method, during step 1, two image lines are acquired by this sensor C. These two lines correspond to different intersections of this vehicle with the longitudinal axis X of the sensor C. For example, these two image lines are lines L1 and L2 of Figs. 2b and 2c.
Au cours de l'étape 2, la vitesse de ce véhicule est estimée à partir de ces deux lignes d'image L1 et L2.During step 2, the speed of this vehicle is estimated from these two image lines L1 and L2.
Selon une mise en oeuvre particulière de ce deuxième mode de réalisation, illustrée aux Figs. 7 et 8, l'étape 1 d'estimation de la vitesse comporte les sous-étapes suivantes : - estimation (1) de la variation dic de l'intersection du véhicule avec l'axe longitudinal X du capteur à partir des deux lignes d'image L1 et L2, etAccording to a particular implementation of this second embodiment, illustrated in FIGS. 7 and 8, step 1 of estimation of the speed comprises the following substeps: estimation (1) of the variation dic of the intersection of the vehicle with the longitudinal axis X of the sensor from the two lines d L1 and L2 image, and
- estimation (2) de la vitesse VI de ce véhicule à partir du rapport de la variation dic de l'intersection du véhicule avec l'axe X ainsi estimée et de la durée dt qui sépare les instants d'acquisition de ces deux lignes L1 et L2.estimating (2) the speed VI of this vehicle from the ratio of the variation dic of the intersection of the vehicle with the axis X thus estimated and the duration dt which separates the moments of acquisition of these two lines L1 and L2.
Selon une variante de ce second mode de réalisation du procédé, la durée dt est calculée à partir de la fréquence d'acquisition F du capteur C et du nombre de lignes acquises entre ces deux lignes d'image.According to a variant of this second embodiment of the method, the duration dt is calculated from the acquisition frequency F of the sensor C and the number of lines acquired between these two image lines.
En effet, l'inverse de la fréquence d'acquisition F définit la période de temps qui s'écoule entre l'acquisition de deux lignes d'image successives et en multipliant cette période par le nombre de lignes acquises entre les lignes L1 et L2, on en déduit aisément la durée dt.Indeed, the inverse of the acquisition frequency F defines the period of time which elapses between the acquisition of two successive image lines and by multiplying this period by the number of lines acquired between lines L1 and L2 it is easy to deduce the duration dt.
Selon une variante de la mise en oeuvre particulière, la variation de l'intersection est estimée en calculant la différence entre le nombre de cellules du capteur qui sont dans l'état PRESENT dans la ligne d'image L1 qui a été acquise à un instant Tl et le nombre de cellules du capteur qui sont dans l'état PRESENT dans la ligne d'image L2 acquise à un instant T2. Cette différence est signée.According to a variant of the particular implementation, the variation of the intersection is estimated by calculating the difference between the number of sensor cells which are in the PRESENT state in the image line L1 which has been acquired at a given moment. Tl and the number of sensor cells that are in the PRESENT state in the L2 image line acquired at a time T2. This difference is signed.
La Fig. 8 représente l'exemple des Figs. 2b et 2c en superposant les deux positions du véhicule V sur une même figure. La position du véhicule V à un instant Tl relatif à la Fig. 2b est représentée en pointillés tandis que la position de ce véhicule à un instant T2 relatif à la Fig. 2c est représentée en trait plein.Fig. 8 represents the example of FIGS. 2b and 2c by superimposing the two positions of the vehicle V on the same figure. The position of the vehicle V at a time T1 relative to FIG. 2b is shown in dashed lines while the position of this vehicle at a time T2 relative to FIG. 2c is represented in solid line.
La vitesse VI du véhicule est estimée par dP dl c * sin(A) VI -- - dt dt dans laquelle dP désigne le déplacement du véhicule V pendant la durée dt=T2-Tl, et clic désigne la variation de l'intersection du véhicule avec l'axe X du capteur C pendant la durée dt. Selon une variante de la mise en oeuvre particulière, le sens de déplacement du 5 véhicule V est déterminé selon le signe positif ou négatif de la vitesse du véhicule VI ainsi estimée, c'est-à-dire du signe de la variation dlc. Selon une variante de son second mode de réalisation, le procédé comporte de plus les étapes suivantes : - détermination de deux lignes d'image qui représentent la même intersection, et 10 - estimation de la largeur du véhicule à partir de l'une de ces deux lignes d'image. Deux lignes d'image représentent la même intersection du véhicule avec l'axe X du capteur C lorsque ces deux lignes correspondent au même nombre de cellules du capteur C qui sont à l'état PRESENT. Connaissant la taille de chaque cellule, la focale 15 f de l'objectif du dispositif et approximativement la distance entre le véhicule V et le capteur C, il est aisé d'obtenir une estimation de la largeur du véhicule. La largeur 1 du véhicule est donnée par : 1=Nc x Tc x d/f dans laquelle Nc représente le nombre de cellules qui sont à l'état PRESENT, Tc la taille d'une cellule et d la distance entre le véhicule V et le capteur C. 20 Selon une variante de son second mode de réalisation, le procédé comporte aussi les étapes suivantes : - détermination d'une ligne d'image qui correspond à l'entrée du véhicule dans le champ de vision du capteur de lignes d'image et d'une ligne d'image qui correspond à la sortie du véhicule de ce champ de vision, et 25 - estimation de la longueur du véhicule par calcul du rapport de la vitesse du véhicule préalablement estimée VI et de la durée qui sépare les deux lignes ainsi déterminées. La ligne d'image acquise LE qui correspond à l'entrée du véhicule V dans le champ de vision du capteur C est la première ligne d'image qui correspond à au moins 30 une cellule du capteur C dans l'état PRESENT. De manière duale, tant que le véhicule V est présent dans le champ de vision du capteur C, au moins une des cellules du capteur C est dans l'état PRESENT et dès qu'aucune de ces cellules n'est dans cet état, la première ligne d'image acquise juste après est la ligne d'image LS qui correspond à la sortie du véhicule V du champ de vision du capteur C.The speed VI of the vehicle is estimated by dP dl c * sin (A) VI - - dt dt where dP denotes the displacement of the vehicle V during the duration dt = T2-Tl, and click denotes the variation of the intersection of the vehicle with the X axis of the C sensor for the duration dt. According to a variant of the particular implementation, the direction of movement of the vehicle V is determined according to the positive or negative sign of the speed of the vehicle VI thus estimated, that is to say the sign of the variation dlc. According to a variant of its second embodiment, the method further comprises the following steps: - determination of two image lines which represent the same intersection, and 10 - estimation of the width of the vehicle from one of these two lines of image. Two image lines represent the same intersection of the vehicle with the X axis of the sensor C when these two lines correspond to the same number of cells of the sensor C that are in the PRESENT state. Knowing the size of each cell, the focal length 15 f of the lens of the device and approximately the distance between the vehicle V and the sensor C, it is easy to obtain an estimate of the width of the vehicle. The width 1 of the vehicle is given by: 1 = Nc x Tc xd / f in which Nc represents the number of cells that are in the PRESENT state, Tc the size of a cell and the distance between the vehicle V and the According to a variant of its second embodiment, the method also comprises the following steps: determining an image line that corresponds to the entry of the vehicle into the field of view of the line sensor; image and an image line that corresponds to the output of the vehicle of this field of vision, and 25 - estimation of the length of the vehicle by calculating the ratio of the speed of the vehicle previously estimated VI and the time that separates the two lines thus determined. The acquired image line LE which corresponds to the entry of the vehicle V in the field of view of the sensor C is the first image line which corresponds to at least one cell of the sensor C in the PRESENT state. In a dual way, as long as the vehicle V is present in the field of view of the sensor C, at least one of the cells of the sensor C is in the PRESENT state and as soon as none of these cells is in this state, the first image line acquired just after is the image line LS which corresponds to the output of the vehicle V from the field of view of the sensor C.
Une fois connues ces deux lignes d'image LE et LS, il est possible de calculer la durée qui sépare ces deux lignes d'image et d'en déduire alors la longueur du véhicule par division de la vitesse VI déterminée ci-dessus par cette durée. Selon une variante de son second mode de réalisation, le procédé comporte 5 également une étape de classification du véhicule V en fonction de sa largeur et/ou de sa longueur ainsi déterminées et/ou à partir de sa vitesse estimée VI. Selon une variante du procédé, les lignes LE et LS sont considérées pour estimer la vitesse VI du véhicule. Cette variante permet de fiabiliser une (voire plusieurs autres) estimation 10 préalable de la vitesse du véhicule calculée à partir de deux autres lignes d'image comprises entre ces deux lignes LE et LS. Elle permet aussi de détecter si un véhicule s'est arrêté dans le champ de vision du capteur C car l'instant où ce véhicule sort de ce champ n'existera pas.Once these two image lines LE and LS are known, it is possible to calculate the time which separates these two image lines and to deduce therefrom the length of the vehicle by dividing the speed VI determined above by this duration. According to a variant of its second embodiment, the method also comprises a step of classifying the vehicle V according to its width and / or length thus determined and / or from its estimated speed VI. According to a variant of the method, the lines LE and LS are considered to estimate the speed VI of the vehicle. This variant makes it possible to make reliable one (or several other) preliminary estimates of the speed of the vehicle calculated from two other image lines lying between these two lines LE and LS. It also makes it possible to detect if a vehicle stopped in the field of vision of the sensor C because the moment when this vehicle leaves this field will not exist.
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