Dans le secteur automobile, la majorité des accidents de la route est due à une erreur humaine du conducteur. Il apparait primordial, pour réduire le nombre d’accidents, d’apporter au conducteur une assistance à la conduite, pour l’informer sur son environnement, le prévenir d’une situation de risque d’accident imminent, et éventuellement d’agir sur la conduite du véhicule à sa place. Le développement de caméras ADAS (Advanced Driver Assistance Systems) a pour but de réaliser cela, et à terme d’aboutir à la conduite du véhicule autonome.
L’ensemble des systèmes ADAS mélange des capteurs de différentes technologies, allant du détecteur de proximité à ultrasons pour l’aide au stationnement, au détecteur RADAR d’angle mort, ou bien encore au LiDAR pour la détection d’obstacles sur l’avant du véhicule. Les capteurs ADAS à base de caméras, comme le système de Front Camera, permettent quant à eux la vue à 360° tout autour du véhicule, mais également, lorsqu’ils sont installés à l’intérieur de l’habitacle comme les systèmes DMS et OMS, de fournir des informations sur l’état de vigilance du conducteur, sur le nombre d’occupants et si leur ceinture de sécurité est bien attachée. Pour compléter les systèmes ADAS par caméra, les rétroviseurs électroniques, ou e-mirror offrent au conducteur une meilleure vue de l’environnement extérieur dans l’habitacle. Ces systèmes, aussi appelés CMS ou SRVM selon les constructeurs automobiles, sont constitués, en plus d’une caméra, d’un moniteur pour présenter le champ d’observation au conducteur dans les meilleures conditions.
Certains capteurs ADAS utilisant des caméras sont envisagés pour être installés dans des aéronefs.
Dans tous les cas, ces systèmes participent à augmenter le niveau de sécurité active et passive du véhicule, et doivent assurer une détection ou une mesure fiable et répétable de leur environnement, dans toutes les conditions d’usage. Ils doivent répondre aux exigences de la règlementation et aux normes applicables.
Pour garantir leur haut niveau de performance dans des usages de plus en plus larges, les besoins en caractérisation des performances de ces systèmes augmentent.
PISÉO, centre d’innovation et d’expertise en optique-photonique propose au sein de son laboratoire d’essais des prestations de caractérisation des systèmes ADAS qui embarquent des caméras.
Le système « Front camera » est un dispositif qui est positionné derrière le pare-brise, au niveau du rétroviseur intérieur. Il observe l’espace situé devant le véhicule, pour lire les panneaux de signalisation routière tels que les panneaux de limitation de vitesse, d’interdiction de doubler ou de fin d’interdiction. Il permet également de fournir la nuit des informations au système de gestion des feux de route adaptatifs, en détectant l’entrée en agglomération, la présence d’autres véhicules venant en sens inverse ou bien circulant dans le même sens, afin de masquer le faisceau lumineux des phares dans les directions de ces véhicules pour ne pas éblouir leur conducteur. Il permet aussi de détecter la signalisation horizontale pour avertir le conducteur du franchissement non intentionnel d’une ligne continue ou en pointillés. Enfin, le système Front camera permet la détection d’un obstacle qui surviendrait devant le véhicule, tel qu’un piéton débouchant d’une file de véhicules stationnés le long de la voie de circulation.
Les tests et les caractéristiques mesurées sur ces systèmes sont décrits ci-après. Certains des tests sont réalisés dans les domaines visible et proche IR.
- Champ de vue du système (FOV) : permet de contrôler l’espace d’observation et de détection du système.
- Résolution spatiale du système : permet de mesurer la résolution spatiale du système, c’est-à-dire de déterminer les dimensions du plus petit objet détectable par le système. Cette mesure se fait au travers de la mesure de la MTF.
- Le rapport signal à bruit du système : permet de mesurer le pouvoir de détection du système en fonction du niveau de signal qu’il reçoit. Cette mesure se fait par la mesure du SNR.
- Distorsion : permet de mesurer la déformation de l’image délivrée par la caméra, pour la prendre en compte dans les algorithmes de détection. Elle est mesurée en utilisant une mire à damier.
- Rendu des couleurs – Colorimétrie : la colorimétrie est mesurée sur une mire Rezchcker. Les différences de couleurs des plages colorées de la mire sont mesurées, et les valeurs DeltaE00 et DeltaC00 sont calculées.
Normes et réglementation
Pour réaliser les caractérisations, les experts de PISÉO s’appuient sur des méthodes d’essais reconnues (normes internationales). Ils sont également en mesure de développer des protocoles et des scripts en Python pour la réalisation d’essais spécifiques. La liste ci-dessous présente une liste de normes non exhaustive maîtrisées par notre laboratoire.
- ISO 12233 : Imagerie des prises de vues électroniques — Résolution et réponses en fréquence spatiale
- ISO 15739 : Imagerie des prises de vue électroniques — Mesurages du bruit
- ISO 14524 : Appareils de prises de vue électroniques — Méthodes de mesure des fonctions de conversion opto-électroniques
- ISO 7589 : Photographie — Illuminants sensitométriques — Spécifications pour la lumière du jour, la lumière artificielle et la tireuse
PISÉO assure également une veille permanente de l’évolution des règlements et normes au niveau mondial.
Équipements de mesures et d’analyses pour caméras
Le laboratoire d’essais de PISÉO est doté de tous les équipements nécessaires pour réaliser les mesures citées ci-dessus. La liste ci-dessous en donne un aperçu.
- Logiciel d’analyse de qualité d’image IMATEST v22.1
- Mires standards réalisées suivant la norme ISO 12233, ou bien suivant un protocole spécifique défini avec notre Client
- Sources de lumière IMATEST avec une uniformité en luminance supérieure à 90%, dans le domaine visible (température de couleur 3100K) et dans le proche IR (940 nm) pour le rétroéclairage des mires de test
- Collimateurs de 70° et 150° d’angle de champ de vue permettant de réaliser des mesures sur des mires situées à des distances comprises entre 400 mm et l’infini
Le système CMS (Camera Monitor System), appelé également SRVM (Smart Rear Virtual Mirror), ou bien encore miroir électronique (e-mirror), se compose en général de deux caméras, d’écrans d’affichage à l’intérieur du cockpit et d’une unité de contrôle électronique. Il remplace les traditionnels rétroviseurs extérieurs pour offrir au conducteur une meilleure vue de l’environnement extérieur dans l’habitacle. Le champ de vision est plus large, ce qui améliore la visibilité dans de mauvaises conditions météorologiques ou d’éclairage, et permet également de donner les alertes de sécurité. Grâce à sa légèreté et sa forme profilée, il contribue également à réduire les émissions de CO2 et à économiser l’énergie.
Les tests et les caractéristiques mesurées sur ces systèmes sont les suivants :
- Agrandissements : mesure du grossissement et du ratio d’aspect du système.
- Netteté et profondeur de champ : déterminé par la mesure de MTF.
- Pouvoir de résolution : le pouvoir de résolution est mesuré au travers de la mesure de MTF en plusieurs points du champ de vue.
- Distorsion : la mesure de distorsion géométrique est réalisée sur une mire à damier.
- Contrastes : la mesure des contrastes se réalise dans différentes conditions d’illumination de la caméra, dont une sous éblouissement, et différentes conditions d’illumination de l’écran.
- Uniformité : l’uniformité directionnelle et l’uniformité latérale sont mesurées sous conditions diurnes avec lumière du jour diffuse.
- Artéfacts : l’analyse du nombre de tâches qui apparaissent à l’écran lorsque la caméra est éblouie par une source de lumière intense.
- Rendu des couleurs – Colorimétrie : la colorimétrie est mesurée sur une mire Rezchcker. Les différences de couleurs des plages colorées de la mire sont mesurées, et les valeurs DE00 et DC00 sont calculées.
- Nuances de gris : 8 niveaux de gris sont mesurés, et une analyse de leur perception est réalisée.
- Scintillement : mesure du scintillement selon la norme ISO 13406-2:2001.
- Temps de latence : mesure du temps entre l’apparition d’un signal lumineux devant la caméra, et son apparition sur l’écran du système.
- Temps de formation de l’image : la mesure du temps de formation de l’image est réalisée selon la norme ISO 9241-305:2008
Normes et réglementation
Pour réaliser les caractérisations, les experts de PISÉO s’appuient sur des méthodes d’essais reconnues (normes internationales). Ils sont également en mesure de développer des protocoles et des scripts en Python pour la réalisation d’essais spécifiques. La liste ci-dessous présente une liste de normes non exhaustive maîtrisées par notre laboratoire :
- Règlement 46 de la Commission économique pour l’Europe des Nations unies (CEE-ONU) — Prescriptions uniformes relatives à l’homologation des systèmes de vision indirecte et des véhicules à moteur en ce qui concerne le montage de ces systèmes
- ISO 12233 : Imagerie des prises de vues électroniques — Résolution et réponses en fréquence spatiale
- ISO 15739 : Imagerie des prises de vue électroniques — Mesurages du bruit
- ISO 14524 : Appareils de prises de vue électroniques — Méthodes de mesure des fonctions de conversion opto-électroniques
- ISO 7589 : Photographie — Illuminants sensitométriques — Spécifications pour la lumière du jour, la lumière artificielle et la tireuse
PISÉO assure également une veille permanente de l’évolution des règlements et normes au niveau mondial.
Équipements de mesures et d’analyses pour caméras
Le laboratoire d’essais de PISÉO est doté de tous les équipements nécessaires pour réaliser les mesures citées ci-dessus. La liste ci-dessous en donne un aperçu :
- Logiciel d’analyse de qualité d’image IMATEST v22.1
- Mires standards réalisées suivant la norme ISO 12233, ou bien suivant un protocole spécifique défini avec notre Client
- Sources de lumière IMATEST avec une uniformité en luminance supérieure à 90%, dans le domaine visible (température de couleur 3100K) et dans le proche IR (940 nm) pour le rétroéclairage des mires de test
- Collimateurs de 70° et 150° d’angle de champ de vue permettant de réaliser des mesures sur des mires situées à des distances comprises entre 400 mm et l’infini
Le système DMS (Driver Monitoring System) est un dispositif de surveillance assistée du conducteur. Son rôle est d’alerter le conducteur à faire attention à la maitrise du véhicule. Le DMS est équipé de plusieurs fonctions comme l’analyse des mouvements de la tête, du suivi du regard, la reconnaissance faciale, la détection de fréquence du clignotement des yeux, la position du corps, afin de surveiller avec une grande précision le niveau de fatigue et de distraction du conducteur.
Le système OMS (Occupant Monitoring System) est un dispositif similaire au DMS, mais dont le champ de vue est étendu à l’ensemble de l’habitacle du véhicule, et non limité au seul conducteur.
Les tests et les caractéristiques mesurées sur ces systèmes sont les suivants. Pour les tests des systèmes DMS les mesures sont réalisées dans le domaine proche IR à 940 nm ; sur les systèmes OMS, les mesures sont réalisées dans les domaines visible et proche IR.
- Champ de vue du système (FOV) : permet de contrôler l’espace d’observation et de détection du système.
- Résolution spatiale du système : permet de mesurer la résolution spatiale du système, c’est-à-dire de déterminer les dimensions du plus petit objet détectable par le système. Cette mesure se fait au travers de la mesure de la MTF.
- Le rapport signal à bruit du système : permet de mesurer le pouvoir de détection du système en fonction du niveau de signal qu’il reçoit. Cette mesure se fait par la mesure du SNR.
- Distorsion : permet de mesurer la déformation de l’image délivrée par la caméra, pour la prendre en compte dans les algorithmes de détection. Elle est mesurée en utilisant une mire à damier.
- Rendu des couleurs – Colorimétrie : la colorimétrie est mesurée sur une mire Rezchcker. Les différences de couleurs des plages colorées de la mire sont mesurées, et les valeurs DE00 et DC00 sont calculées.
Normes et réglementation
Pour réaliser les caractérisations, les experts de PISÉO s’appuient sur des méthodes d’essais reconnues (normes internationales). Ils sont également en mesure de développer des protocoles et des scripts en Python pour la réalisation d’essais spécifiques. La liste ci-dessous présente une liste de normes non exhaustive maîtrisées par notre laboratoire.
- ISO 12233 : Imagerie des prises de vues électroniques — Résolution et réponses en fréquence spatiale
- ISO 15739 : Imagerie des prises de vue électroniques — Mesurages du bruit
- ISO 14524 : Appareils de prises de vue électroniques — Méthodes de mesure des fonctions de conversion opto-électroniques
- ISO 7589 : Photographie — Illuminants sensitométriques — Spécifications pour la lumière du jour, la lumière artificielle et la tireuse
PISÉO assure également une veille permanente de l’évolution des règlements et normes au niveau mondial.
Equipements de mesures et d’analyses pour systèmes DMS et OMS
Le laboratoire d’essais de PISÉO est doté de tous les équipements nécessaires pour réaliser les mesures citées ci-dessus. La liste ci-dessous en donne un aperçu :
- Logiciel d’analyse de qualité d’image IMATEST v22.1
- Mires standards réalisées suivant la norme ISO 12233, ou bien suivant un protocole spécifique défini avec notre Client
- Sources de lumière IMATEST avec une uniformité en luminance supérieure à 90%, dans le domaine visible (température de couleur 3100K) et dans le proche IR (940 nm) pour le rétroéclairage des mires de test
- Collimateurs de 70° et 150° d’angle de champ de vue permettant de réaliser des mesures sur des mires situées à des distances comprises entre 400 mm et l’infini
