Cet article de blog explore les principes qui sous-tendent la manière dont les caméras à 360 degrés génèrent des images autour d'un véhicule et corrigent la distorsion afin d'améliorer la sécurité du conducteur.
Il existe divers dispositifs d'aide au stationnement et à la circulation sur les routes étroites. Parmi eux, un système particulièrement remarquable utilise les images de caméras installées autour du véhicule pour créer une vue à 360° des environs. Cette image est ensuite affichée sur un écran embarqué. Ce dispositif permet au conducteur de se garer et de circuler en toute sécurité en lui offrant une vue d'ensemble instantanée de son environnement. Examinons maintenant comment cette image est présentée au conducteur.
Tout d'abord, une grille est tracée au sol autour du véhicule, puis capturée par les caméras. Ces dernières sont généralement équipées d'objectifs grand angle, offrant un large champ de vision. Cela réduit les angles morts et améliore la visibilité du conducteur. Cependant, les objectifs grand angle déforment intrinsèquement les images en raison de la courbure de la lumière qui les traverse. Le centre de l'image apparaît convexe et la distorsion augmente à mesure qu'on s'éloigne du centre. C'est ce qu'on appelle la distorsion de l'objectif. Les caractéristiques de la caméra qui influencent cette distorsion sont appelées variables internes et sont représentées par des coefficients de distorsion. Une connaissance précise de ces variables internes permet de définir un modèle de distorsion afin de la corriger.
Le processus de correction de la distorsion exige un travail très sophistiqué. Seule la minimisation de la distorsion des images capturées par la caméra permet au conducteur de voir la réalité aussi fidèlement que possible. Des algorithmes de correction de la distorsion sont utilisés à cette fin, et les caractéristiques de l'objectif, ainsi que la position et l'angle de la caméra fixée sur le véhicule, jouent un rôle crucial. La distorsion causée par des facteurs tels que l'inclinaison de la caméra est considérée comme une variable externe. En comparant l'image capturée à une grille de référence, on peut déterminer l'angle d'inclinaison de la caméra à partir de l'angle de rotation de la grille dans l'image ou des variations de sa position. Cette information sert ensuite à modifier les variables externes et à corriger la distorsion.
Une fois la correction de la distorsion effectuée, l'étape suivante consiste à réaliser une transformation de perspective. Celle-ci implique d'estimer les points 3D du monde réel correspondant aux points de l'image, afin d'obtenir une image sans effet de perspective. En général, lorsqu'un appareil photo projette le monde réel 3D sur une image 2D, les objets de même taille apparaissent plus petits à mesure qu'ils s'éloignent de l'appareil. Or, comme une image vue de dessus ne doit pas présenter de variations de taille des objets en fonction de la distance, il est essentiel de corriger cet effet de perspective.
Si l'on connaît la position de plusieurs points de l'image obtenue par transformation de point de vue et leurs points correspondants sur la grille réelle, on peut décrire la correspondance entre tous les points de l'image et les points de la grille à l'aide d'un système de coordonnées virtuel. Grâce à cette correspondance, le placement des points de l'image sur un plan, tout en conservant la forme de la grille et les proportions entre les cellules identiques à celles du monde réel, permet d'obtenir une image bidimensionnelle. Cette image résultante correspond précisément à la vue aérienne. En synthétisant ainsi les images de chaque direction, le conducteur peut visualiser une image à 360° sur l'écran, comme s'il regardait le véhicule d'en haut.
La technologie employée est extrêmement complexe et précise, et apporte une aide précieuse au conducteur. Notamment dans les espaces de stationnement étroits ou sur les routes encombrées, ces dispositifs jouent un rôle crucial pour la sécurité du conducteur. Le développement de cette technologie améliore considérablement la sécurité et le confort de conduite et constituera un fondement essentiel pour le développement des futurs véhicules autonomes.
