EP4111436A1 - Optimisation du franchissement d'un système de signalisation par un égo-véhicule - Google Patents

Optimisation du franchissement d'un système de signalisation par un égo-véhicule

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Publication number
EP4111436A1
EP4111436A1 EP21705239.8A EP21705239A EP4111436A1 EP 4111436 A1 EP4111436 A1 EP 4111436A1 EP 21705239 A EP21705239 A EP 21705239A EP 4111436 A1 EP4111436 A1 EP 4111436A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
vehicle
ego
traffic
signaling system
traffic lane
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP21705239.8A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Florian THEEL
Saleh BENSATOR
Fabien Gurret
Jose Antonio FLORES GONZALEZ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
PSA Automobiles SA
Original Assignee
PSA Automobiles SA
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Filing date
Publication date
Application filed by PSA Automobiles SA filed Critical PSA Automobiles SA
Publication of EP4111436A1 publication Critical patent/EP4111436A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/07—Controlling traffic signals
    • G08G1/08—Controlling traffic signals according to detected number or speed of vehicles
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/07—Controlling traffic signals
    • G08G1/087—Override of traffic control, e.g. by signal transmitted by an emergency vehicle

Definitions

  • the present invention belongs to the field of controlling the autonomous driving of a vehicle. It relates in particular to a method and a device for optimizing the crossing by a vehicle of a road signaling system, in particular traffic lights, for example multicolored.
  • the signaling system is able to regulate traffic on a second traffic lane from which other vehicles can cross or temporarily take the first one. traffic way. It improves the safety of all vehicles in this type of situation.
  • vehicle any type of vehicle such as a motor vehicle, a moped, a motorcycle, a storage robot in a warehouse, etc.
  • autonomous driving of an “autonomous vehicle” is meant any process capable of assisting the driving of the vehicle.
  • the method can thus consist in partially or totally steering the vehicle or in providing any type of assistance to a natural person driving the vehicle.
  • the process thus covers all autonomous driving, from level 0 to level 5 in the OICA scale, for the International Organization of Automobile Manufacturers.
  • autonomous vehicle is used to designate the vehicle whose autonomous driving is determined.
  • the term “road” is understood to mean any means of communication involving a physical movement of a vehicle.
  • a national, departmental, local, European, international road, a national, European, international highway, a forest path, a route for autonomous storage devices of a storage warehouse, etc. are examples of routes.
  • the road includes at least one carriageway.
  • the term “roadway” is understood to mean any physical means capable of withstanding the movement of a vehicle.
  • a highway typically comprises two carriageways separated by a central reservation.
  • the roadway includes at least one lane.
  • lane is understood to mean any portion of the roadway assigned to a line of vehicles.
  • a highway carriageway typically has at least two lanes of traffic.
  • a motorway insertion lane, a single lane in a tunnel, a one-way traffic lane located in a city, etc. are examples of ways.
  • a lane can be delimited by markings on the ground but it can also correspond to a path on the roadway taken by vehicles traveling on the roadway.
  • Such a lane can be called a "virtual lane” because this lane is not delimited by physical markings but is generated from past paths taken by vehicles traveling on the roadway.
  • patent application DE102010052702 is to reduce the number of vehicle stops in front of traffic lights, with the overall aim of reducing the journey time of all the vehicles concerned. To this end, traffic data is received from the vehicles and the traffic conditions are processed in order to control the traffic lights for the aforementioned purpose.
  • the aforementioned patent application does not specify the parameters taken into account by the signaling system and / or by the vehicles, nor the control law which uses these parameters. Furthermore, the aforementioned patent application proposes that a centralized control unit at the level of the signaling system optimizes the signaling as a function of the data sent from motor vehicles, which imposes a certain latency at the level of the signaling system. The present invention improves the situation.
  • a first aspect of the invention relates to a method for optimizing the crossing of a signaling system by a vehicle comprising an autonomous control device, the vehicle being called an ego-vehicle and traveling on a first lane. traffic, the method being implemented by the e-vehicle and comprising the following operations:
  • the e-vehicle which determines the traffic conditions and which generates a signaling adaptation command only if the latter can be used by the regulation system, which reduces the traffic. latency of the control system.
  • the e-vehicle when crossing and when it generates an adaptation command, only blocks the adjacent lanes for a limited time provided by the threshold value eshoid, which avoids generating congestion on the second lane. traffic.
  • the determination of the crossing time tf may depend on the determination of the presence or absence of another vehicle on the first traffic lane.
  • the crossing time can be adapted in order to take into account any deceleration required by the presence of another vehicle, which improves the precision of the method according to the invention.
  • the crossing time tf can be determined as being equal to the ratio of the distance df and the speed Vo of the ego-vehicle.
  • the calculation of the crossing time tf is therefore obtained directly from data which can be picked up by the vehicle or received by a communication interface (GPS or cellular, for example).
  • the crossing time tf can also be determined as a function of an acceleration gi for regulating the speed of the e-vehicle.
  • the acceleration gi being determined as a function of a distance dtar between the ego-vehicle and the other vehicle, and of the relative speed V r between the speed Vo the ego-vehicle and a speed Vt ar the other vehicle.
  • the accuracy of the crossing time tf is improved, especially when the speed is corrected by the need to decelerate due to another vehicle in the first lane.
  • crossing time tf can be determined as being the smallest positive root of the polynomial:
  • the method may further comprise:
  • the crossing time t f is determined as a function of an acceleration gi for regulating the speed of the ego-vehicle, the acceleration being determined gi as a function of a distance dtar between the ego-vehicle and the other vehicle, and the relative speed V r between the ego-vehicle and the other vehicle.
  • the command may require the temporary passage to red light of a signaling entity of the signaling system, located on the second signaling channel.
  • the method can further comprise the comparison of the crossing time tf with a minimum value Un, and the adaptation command is generated only if the crossing time tf is between the minimum value Un and the value threshold Ueshoid-
  • the minimum value Un can be the result of a regulatory constraint, for example the duration of an amber light, typically 3 to 5 seconds.
  • a third aspect of the invention relates to an autonomous vehicle control device, called ego-vehicle, optimization of the crossing of a control system.
  • signaling by an autonomous vehicle, called ego-vehicle able to circulate on a first traffic lane, the signaling system being at least able to regulate traffic on a second traffic lane from which other vehicles can cross or partially take the first taxiway, the device comprising a processor configured to
  • the system detects, on the basis of the data collected, the signaling system to be crossed on the first traffic lane, and a second traffic lane from which other vehicles may cross or partially take the first traffic lane, the system signaling being at least able to regulate traffic on the second traffic lane;
  • ° determine the time of passage tf of the signaling system by the ego vehicle, at least as a function of a speed Vo of the ego-vehicle and a distance df between the e-vehicle and the signaling system ;
  • a fourth aspect of the invention relates to a vehicle comprising the device according to claim 9, one or more sensors for acquiring data and a communication interface configured to transmit the command to the crossing system.
  • FIG 1 illustrates a driving situation according to one embodiment of the invention
  • FIG 2 is a diagram illustrating the steps of a method according to one embodiment of the invention.
  • FIG 3 illustrates a first configuration in which the method according to the invention can be implemented, according to one embodiment of the invention
  • FIG 4 illustrates a second configuration in which the method according to the invention can be implemented, according to one embodiment of the invention
  • FIG 5 illustrates the structure of a control device according to one embodiment of the invention.
  • Figure 1 shows a system according to one embodiment of the invention.
  • the system comprises an ego-vehicle 100 comprising in particular: one or more sensors 110;
  • the system further includes a signaling system 120 comprising one or more signaling entities.
  • Each signaling entity can be, for example a multicolored light, such as a traffic light for example.
  • the signaling system 120 is able to regulate the circulation of vehicles between several traffic lanes, in particular between a first traffic lane on which the e-vehicle 100 circulates and a second traffic lane.
  • the signaling system 120 comprises at least one signaling entity capable of regulating the movement of vehicles engaged on the second traffic lane.
  • the signaling system 120 can include another signaling entity capable of regulating the movement of vehicles engaged on the first traffic lane on which the e-vehicle 100 is traveling.
  • the ego-vehicle 100 may include any visual technology (camera, of the multifunction video camera type, CVM, and image processing system), a radar system / lidar, or an ultrasound sensor for example, or any combination of such technologies.
  • a combination of different technologies can be used to perform additional functions (vehicle detection on the one hand, evaluation of the distance with this vehicle on the other hand) and / or redundant (double determination of the distance with a vehicle).
  • the e-vehicle 100 can include a camera in conjunction with an image processing system and a lidar, which can be used for additional and / or redundant functions.
  • Interface 112 is configured to receive information from at least one other vehicle, infrastructure such as signaling system 120, user terminal, etc., and to transmit data to such entities.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating the steps of a method according to one embodiment of the invention.
  • control device 111 receives, continuously or alternately at a fixed or variable frequency, data acquired by the device. or the sensors 110 and / or data acquired via the communication interface 112, for example by a satellite or cellular channel, or by any other wireless technology making it possible to transmit data.
  • the control device 111 detects the presence of a configuration in which a crossing of a signaling system 120 regulating traffic between a first traffic lane (on which the e-vehicle 100 is traveling) and a second traffic lane, is to be provided for the e-vehicle 100.
  • the control device detects the presence of the signaling system 120. No restriction is attached to the detection of the configuration which may be based on sensor data or data obtained by a communication channel, for example satellite (GPS) or cellular (3G, 4G, 5G or subsequent generations).
  • the control device 111 can further acquire, from the raw data, the speed Vo of the e-vehicle, the distance df between the e-vehicle 100 and the signaling system 120, and the speed of other vehicles. on the same traffic lane or on other traffic lanes. In a step 202, the control device 111 determines whether another vehicle 130 is present on the first traffic lane.
  • the device 111 determines a crossing time tf necessary to cross the signaling system 120.
  • the crossing time tf is obtained by the formula next :
  • control device 111 determines in step 204:
  • Vt ar is the vehicle speed 130 obtained from the sensor data 110;
  • a distance dtar between the e-vehicle 100 and the vehicle 130 obtained from the sensor data 110; an acceleration gi to regulate the speed of the ego-vehicle 100, as a function of the distance dtar and of the relative speed V r .
  • Steps 205 and 206 described below are optional. Alternatively, only step 207 is implemented.
  • the control device 111 determines a distance d s to P for stopping the ego vehicle 100 and compares it to the distance d r between the ego vehicle 100 and the signaling system 120.
  • the distance d s to P is obtained from the following calculations:
  • dsto P is less than or equal to d r , this means that the e-vehicle 100 will stop before the signaling system 120 and the control device 111 sets the crossing time tf to an infinite value, at a step 206. If dstop is greater than d r , the method goes to step 207.
  • step 207 the control device 111 determines the crossing time tf of the signaling system 120 as a function in particular of the acceleration gi.
  • condition 1 is satisfied and therefore, equation 1 has two real roots.
  • the control device 111 selects the smallest of the positive roots of equation 1.
  • the control device 111 can verify that this crossing time does not induce not a negative final speed Vf at the ego-vehicle 100.
  • Vf VQ + Yitf 3 0
  • step 208 the control device compares the crossing time tf with a predetermined threshold value shoid.
  • the control device 111 In the case where the crossing time tf is less than the predetermined threshold value tthreshoid j the control device 111 generates a signaling adaptation command in a step 209 for the signaling system 120, the command having for object to require the regulation of the traffic on the second lane (passage to the red light in particular) in order to ensure the crossing of the e-vehicle 100 without risk.
  • the command is transmitted to the signaling system 120 via the interface 112.
  • the signaling system 120 can control, in addition to signaling on the second traffic lane, the change to green on the first traffic lane, for a period longer than the determined crossing time tf.
  • a signaling entity a traffic light for example
  • the method is directly completed in a step 210 without sending a command to the signaling system 120, and the signaling system thus retains its nominal operation, without being disturbed by the e-vehicle 100.
  • the control device 111 can verify that the crossing time tf is greater than a predefined minimum value n allowing the signaling system 120 to display a transition color (orange light) for a period of time. predefined duration (typically of the order of 3 to 5 seconds). Step 209 is thus implemented only if the crossing time tf is between the minimum predefined value and the threshold value eshoid.
  • the method, and in particular steps 202 to 210 can be repeated several times when approaching the signaling system 120, so as to possibly find a window of opportunity for the generation of an adaptation command of the signal. signage.
  • Figure 3 illustrates a first configuration according to a first embodiment of the invention.
  • a road (direction of travel from left to right in the figure) comprises a first traffic lane 301, on which a self-vehicle 100 can circulate, and a second traffic lane 302.
  • the first configuration further comprises a signaling system, capable of regulating traffic on the second traffic lane 302 (or on the first traffic lane 301 and on the second traffic lane 302).
  • the road After passing through the signaling system, the road includes an additional lane 303 which can be taken by vehicles from the other two lanes 301 and 302. Thus, a vehicle passing from the second lane 302 to the third lane 303 partially borrows , or crosses, the first traffic lane 301.
  • Such a first configuration can occur in the case of a drop-off, in front of a station or an airport for example.
  • the first taxiway 301 can be dedicated professional vehicles (taxis, buses, for example) and ego-vehicles, while the second traffic lane 302 can be dedicated to private (non-autonomous) vehicles.
  • Third lane 303 may be an escape route, so that a vehicle can exit one of the lanes of lanes 301 and 302 on which it is traveling.
  • the ego vehicle 100 traveling on the first traffic lane 301 can trigger the regulation of the second traffic lane 302 (for example by initiating a red light).
  • Figure 4 illustrates a second configuration according to a second embodiment of the invention.
  • two roads intersect and a signaling system 120 comprising several signaling entities 120a, 120b, 120c and 120d are in charge of regulating traffic on the four lanes 311, 312, 312 and 314 of the two roads.
  • the e-vehicle 100 When the e-vehicle 100 is traveling on the first traffic lane 311, it can trigger, in accordance with the method described above, the passage at red light of at least some of the signaling entities 120b, 120c and 120d.
  • FIG. 5 illustrates the structure of a control device 111 according to one embodiment of the invention.
  • the control device 111 comprises a processor 402 configured to communicate unidirectionally or bidirectionally, via one or more buses, with a memory 403 such as a “Random Access Memory” type memory, RAM, or a memory of the “Random Access Memory” type. "Read Only Memory”, ROM, or any other type of memory (Flash, EEPROM, etc.).
  • the memory 403 comprises several memories of the aforementioned types.
  • the memory 403 is able to store, permanently or temporarily, at least some of the data used and / or resulting from the implementation of the method according to the invention.
  • the memory 403 is capable of storing data specific to the ego-vehicles, the instructions to be executed, and the data acquired from the sensor (s) 110.
  • the processor 402 is able to execute instructions, stored in the memory 403, for the implementation of the steps of the method according to the invention, illustrated with reference to FIG. 2.
  • the processor 402 can be replaced by a microcontroller designed and configured to perform the operations of Figure 2.
  • the control device 111 may further comprise an input interface 400 and an output interface 401 in order to communicate with other elements of the e-vehicle 100.
  • the input interface 400 is capable of receive the sensor data 110 and the output interface 402 is able to transmit commands to the output interface 401, for transmission to the signaling system 120.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Traffic Control Systems (AREA)

Abstract

L'invention concerne un procédé et un dispositif de contrôle (111) autonome d'un véhicule, appelé égo-véhicule (100), pour l'optimisation du franchissement d'un système de signalisation (120). L'égo-véhicule circule sur une première voie de circulation, le système de signalisation étant au moins apte à réguler la circulation sur une deuxième voie de circulation à partir de laquelle d'autres véhicules peuvent croiser ou partiellement emprunter la première voie de circulation.

Description

Description
Titre : Optimisation du franchissement d’un système de signalisation par un égo-véhicule La présente invention appartient au domaine du contrôle de la conduite autonome d’un véhicule. Elle concerne en particulier un procédé et un dispositif d’optimisation du franchissement par un véhicule d’un système de signalisation routière, en particulier des feux de signalisation, par exemple multicolores.
Elle est particulièrement avantageuse dans le cas où le véhicule circule sur une première voie de circulation et que le système de signalisation est apte à réguler la circulation sur une deuxième voie de circulation à partir de laquelle d’autres véhicules peuvent croiser ou emprunter temporairement la première voie de circulation. Elle permet en effet d’améliorer la sécurité de l’ensemble des véhicules dans ce type de situation.
On entend par « véhicule » tout type de véhicule tel qu’un véhicule automobile, un cyclomoteur, une motocyclette, un robot de stockage dans un entrepôt, etc.
On entend par « conduite autonome » d’un « véhicule autonome » tout procédé apte à assister la conduite du véhicule. Le procédé peut ainsi consister à diriger partiellement ou totalement le véhicule ou à apporter tout type d’aide à une personne physique conduisant le véhicule. Le procédé couvre ainsi toute conduite autonome, du niveau 0 au niveau 5 dans le barème de l’OICA, pour Organisation International des Constructeurs Automobiles.
Dans la suite, le terme d’ « égo-véhicule » est utilisé pour désigner le véhicule dont la conduite autonome est déterminé.
On entend par « route » tout moyen de communication impliquant un déplacement physique d’un véhicule. Une route nationale, départementale, locale, européenne, internationale, une autoroute nationale, européenne, internationale, un chemin forestier, un parcours pour dispositifs autonomes de rangement d’un entrepôt de stockage, etc. sont des exemples de routes. La route comprend au moins une chaussée. On entend par « chaussée » tout moyen physique apte à supporter le déplacement d’un véhicule. Une autoroute comprend typiquement deux chaussées séparées par un terre-plein central.
La chaussée comprend au moins une voie. On entend par « voie » toute portion de chaussée affectée à une file de véhicules. Une chaussée d’une autoroute comprend typiquement au moins deux voies de circulation. Une voie d’insertion sur l’autoroute, une voie unique dans un tunnel, une voie de circulation à sens unique située dans une ville, etc. sont des exemples de voies.
Une voie peut être délimitée par des marquages au sol mais elle peut également correspondre à une trajectoire sur la chaussée empruntée par les véhicules circulant sur la chaussée. Une telle voie peut être appelée « voie virtuelle » car cette voie n’est pas délimitée par des marquages physiques mais est générée à partir de trajectoires passées empruntées par les véhicules circulant sur la chaussée.
La demande de brevet DE102010052702 a pour objet de réduire le nombre d’arrêts de véhicules devant des feux de signalisation, dans un but global de réduire le temps de trajet de l’ensemble des véhicules concernés. A cet effet, des données de trafic sont reçues depuis les véhicules et les conditions de circulations sont traitées afin de contrôler les feux de signalisation dans le but précité.
Toutefois, la demande de brevet précitée ne précise pas les paramètres pris en compte par le système de signalisation et/ou par les véhicules, ni la loi de commande qui exploite ces paramètres. Par ailleurs, la demande de brevet précité propose qu’un organe de commande centralisé au niveau du système de signalisation optimise la signalisation en fonction des données remontées des véhicules automobiles, ce qui impose une certaine latence au niveau du système de signalisation. La présente invention vient améliorer la situation.
A cet effet un premier aspect de l’invention concerne un procédé d’optimisation du franchissement d’un système de signalisation par un véhicule comprenant un dispositif de contrôle autonome, le véhicule étant appelé égo-véhicule et circulant sur une première voie de circulation, le procédé étant mis en œuvre par l’égo-véhicule et comprenant les opérations suivantes :
• détection du système de signalisation à franchir sur la première voie de circulation, et d’une deuxième voie de circulation à partir de laquelle d’autres véhicules peuvent croiser ou partiellement emprunter la première voie de circulation, le système de signalisation étant au moins apte à réguler la circulation sur la deuxième voie de circulation ;
• détermination d’un temps de franchissement tf du système de signalisation par l’égo- véhicule, au moins en fonction d’une vitesse Vo de l’égo-véhicule et d’une distance df entre l’égo-véhicule et le système de signalisation ;
• comparaison du temps de franchissement tf avec une valeur seuil prédéterminée tthreshold
• génération d’une commande d’adaptation de la signalisation pour envoi au système de signalisation afin de réguler la circulation sur la deuxième voie lors du franchissement par l’égo-véhicule, seulement si le temps de franchissement tf est inférieur à la valeur seuil eshoid-
Ainsi, selon la présente invention, c’est l’égo-véhicule qui détermine les conditions de circulation et qui génère une commande d’adaptation de la signalisation uniquement si celle-ci peut être utilisée par le système de régulation, ce qui réduit la latence du système de régulation. En outre, lors du franchissement et lorsqu’il génère une commande d’adaptation, l’égo-véhicule ne bloque les voies adjacentes que pendant un temps limité assuré par la valeur seuil eshoid, ce qui évite de générer des congestions sur la deuxième voie de circulation.
Selon un mode de réalisation, la détermination du temps de franchissement tf peut dépendre de la détermination de la présence ou non d’un autre véhicule sur la première voie de circulation.
Ainsi, le temps de franchissement peut être adapté afin de prendre en compte une éventuelle décélération requise par la présence d’un autre véhicule, ce qui améliore la précision du procédé selon l’invention. En complément, si aucun véhicule n’est détecté sur la première voie de circulation, le temps de franchissement tf peut être déterminé comme étant égal au rapport de la distance df et de la vitesse Vo de l’égo-véhicule.
Le calcul du temps de franchissement tf est donc obtenu directement à partir de données qui peuvent être captées par le véhicule ou reçues par une interface de communication (GPS ou cellulaire par exemple).
En complément ou en variante, en cas de détection d’un autre véhicule sur la première voie de circulation, le temps de franchissement tf peut en outre être déterminé en fonction d’une accélération gi de régulation de la vitesse de l’égo-véhicule, l’accélération gi étant déterminée en fonction d’une distance dtar entre l’égo-véhicule et l’autre véhicule, et de la vitesse relative Vr entre la vitesse Vo l’égo-véhicule et une vitesse Vtar l’autre véhicule.
Ainsi, la précision du temps de franchissement tf est améliorée, notamment lorsque la vitesse est corrigée par la nécessité de décélérer en raison d’un autre véhicule sur la première voie de circulation.
En complément, le temps de franchissement tf peut être déterminé comme étant la plus petite racine positive du polynôme :
[Math. 1] df = V0t + ~Yitf . La précision de la détermination du temps de franchissement tf est ainsi améliorée.
Selon un mode de réalisation de l’invention, préalablement à la détermination du temps de franchissement tf, le procédé peut comprendre en outre :
• détermination d’un temps d’arrêt du véhicule tstop de l’égo-véhicule :
[Math. 2]
• détermination d’une distance d’arrêt dstoP de l’égo-véhicule :
[Math. 3]
• si dstop est inférieur ou égal à dr, le temps de franchissement tf est déterminé comme étant une valeur infinie;
• sinon, le temps de franchissement tf est déterminé en fonction d’une accélération gi de régulation de la vitesse de l’égo-véhicule, l’accélération étant déterminée gi en fonction d’une distance dtar entre l’égo-véhicule et l’autre véhicule, et de la vitesse relative Vr entre l’égo-véhicule et l’autre véhicule.
Ces étapes préalables permettent d’affecter une valeur infinie au temps de franchissement tf et d’ainsi inhiber la génération d’une commande d’adaptation qui serait inutile puisque l’égo-véhicule doit marquer un arrêt avant le système de signalisation. Selon un mode de réalisation, la commande peut requérir le passage temporaire au feu rouge d’une entité de signalisation du système de signalisation, située sur la deuxième voie de signalisation.
Ainsi, la sécurité de franchissement du système de signalisation par l’égo-véhicule est assurée.
Selon un mode de réalisation, le procédé peut comprendre en outre la comparaison du temps de franchissement tf avec une valeur minimale Un, et la commande d’adaptation est généré seulement si le temps de franchissement tf est compris entre la valeur minimale Un et la valeur seuil Ueshoid- La valeur minimale Un peut être issue d’une contrainte réglementaire, par exemple la durée d’un feu orange, typiquement de 3 à 5 secondes. Un tel mode de réalisation permet d’assurer une régulation non brutale de la circulation sur la deuxième voie de circulation, et permet ainsi d’améliorer la sécurité du franchissement du système de signalisation par l’égo-véhicule. Un deuxième aspect de l’invention concerne un programme informatique comportant des instructions pour la mise en œuvre du procédé selon le premier aspect de l’invention, lorsque ces instructions sont exécutées par un processeur.
Un troisième aspect de l’invention concerne un dispositif de contrôle autonome d’un véhicule, appelé égo-véhicule, optimisation du franchissement d’un système de signalisation par un véhicule autonome, appelé égo-véhicule, apte à circuler sur une première voie de circulation, le système de signalisation étant au moins apte à réguler la circulation sur une deuxième voie de circulation à partir de laquelle d’autres véhicules peuvent croiser ou partiellement emprunter la première voie de circulation, le dispositif comprenant un processeur configuré pour
° détecter, sur la base des données captées, le système de signalisation à franchir sur la première voie de circulation, et une deuxième voie de circulation à partir de laquelle d’autres véhicules peuvent croiser ou partiellement emprunter la première voie de circulation, le système de signalisation étant au moins apte à réguler la circulation sur la deuxième voie de circulation;
° déterminer le temps de franchissement tf du système de signalisation par l’égo- véhicule, au moins en fonction d’une vitesse Vo de l’égo-véhicule et d’une distance df entre l’égo-véhicule et le système de signalisation;
° comparer le temps de franchissement tf avec une valeur seuil prédéterminée tthreshold ;
° générer une commande d’adaptation de la signalisation pour envoi au système de signalisation afin de réguler la circulation sur la deuxième voie lors du franchissement de l’égo-véhicule, seulement si le temps de franchissement tf est inférieur à la valeur seuil eshoid-
Un quatrième aspect de l’invention concerne un véhicule comportant le dispositif selon la revendication 9, un ou plusieurs capteurs pour acquérir des données et une interface de communication configurée pour transmettre la commande au système de franchissement. D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à l’examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés sur lesquels :
[Fig 1] illustre une situation de conduite selon un mode de réalisation de l’invention ;
[Fig 2] est un diagramme illustrant les étapes d’un procédé selon un mode de réalisation de l’invention ;
[Fig 3] illustre une première configuration dans laquelle le procédé selon l’invention peut être mis en oeuvre, selon un mode de réalisation de l’invention ;
[Fig 4] illustre une deuxième configuration dans laquelle le procédé selon l’invention peut être mis en oeuvre, selon un mode de réalisation de l’invention ; [Fig 5] illustre la structure d’un dispositif de contrôle selon un mode de réalisation de l’invention.
La Figure 1 représente un système selon un mode de réalisation de l’invention.
Le système comprend un égo-véhicule 100 comprenant notamment : - un ou plusieurs capteurs 110 ;
- un dispositif de contrôle 111 ; et
- une interface de communication sans fil 112.
Le système comprend en outre un système de signalisation 120 comprenant une ou plusieurs entités de signalisation. Chaque entité de signalisation peut être, par exemple un feu multicolore, tel qu’un feu tricolore par exemple.
Dans ce qui suit, on considère, à titre illustratif uniquement, un système de signalisation de type feu(x) tricolores. Toutefois, l’invention s’applique indifféremment à tout système de signalisation : feux bicolores ou feux pouvant alterner entre un état éteint (passage permis) et un état allumé, orange ou rouge par exemple (passage interdit). Le système de signalisation 120 est apte à réguler la circulation de véhicules entre plusieurs voies de circulation, notamment entre une première voie de circulation sur laquelle circule l’égo-véhicule 100 et une deuxième voie de circulation. Selon l’invention, le système de signalisation 120 comprend au moins une entité de signalisation apte à réguler la circulation des véhicules engagés sur la deuxième voie de circulation. De manière optionnelle, le système de signalisation 120 peut comprendre une autre entité de signalisation apte à réguler la circulation des véhicules engagés sur la première voie de circulation sur laquelle circule l’égo-véhicule 100.
Aucune restriction n’est attachée au(x) capteur(s) de l’égo-véhicule 100 qui peut comprendre toute technologique visuelle (caméra, de type caméra vidéo multifonction, CVM, et système de traitement d’image), un système radar/lidar, ou un capteur ultrason par exemple, ou toute combinaison de telles technologies. Une combinaison de différentes technologies peut être utilisée afin de réaliser des fonctions complémentaires (détection de véhicule d’une part, évaluation de la distance avec ce véhicule d’autre part) et/ou redondantes (double détermination de la distance avec un véhicule). Par exemple, l’égo-véhicule 100 peut comprendre une caméra en association avec un système de traitement d’image et un lidar, qui peuvent être utilisés pour des fonctions complémentaires et/ou redondantes.
Aucune restriction n’est par ailleurs attachée à l’interface de communication sans fil qui peut être une liaison de type WiFi, Car2X, ou de type cellulaire (de n’importe quelle génération, 3G, 4G, 5G ou suivantes). L’interface 112 est configurée pour recevoir des informations d’au moins un autre véhicule, une infrastructure telle que le système de signalisation 120, un terminal utilisateur, etc, et pour émettre des données vers de telles entités.
Les données brutes acquises par le ou les capteurs 110 peuvent être traitées et faire l’objet d’une fusion lorsque plusieurs capteurs sont utilisés, par le dispositif de contrôle 111. La structure du dispositif de contrôle 111 sera détaillée ultérieurement en référence à la Figure 4. Le dispositif de contrôle peut en outre comprendre des fonctionnalités de conduite autonome de l’égo-véhicule 100, qui ne sont pas détaillés davantage dans la présente description. La Figure 2 est un diagramme illustrant les étapes d’un procédé selon un mode de réalisation de l’invention.
Le procédé décrit est mis en œuvre dans l’égo véhicule 110, principalement dans le dispositif de contrôle 111. A une étape 200, le dispositif de contrôle 111 reçoit, en continu ou alternativement à une fréquence fixe ou variable, des données acquises par le ou les capteurs 110 et/ou des données acquises via l’interface de communication 112, par exemple par une voie satellitaire ou cellulaire, ou par toute autre technologie sans-fil permettant de transmettre des données.
A une étape 201 , le dispositif de contrôle 111 détecte la présence d’une configuration dans laquelle un franchissement d’un système de signalisation 120 régulant la circulation entre une première voie de circulation (sur laquelle circule l’égo-véhicule 100) et une deuxième voie de circulation, est à prévoir pour l’égo-véhicule 100. En particulier, le dispositif de contrôle détecte la présence du système de signalisation 120. Aucune restriction n’est attachée à la détection de la configuration qui peut être basée sur des données de capteurs ou des données obtenues par une voie de communication, par exemple satellitaire (GPS) ou cellulaire (3G, 4G, 5G ou générations suivantes). Le dispositif de contrôle 111 peut en outre acquérir, à partir des données brutes, la vitesse Vo de l’égo-véhicule, la distance df entre l’égo-véhicule 100 et le système de signalisation 120, et la vitesse d’autres véhicules sur la même voie de circulation ou sur d’autres voies de circulation. A une étape 202, le dispositif de contrôle 111 détermine si un autre véhicule 130 est présent sur la première voie de circulation.
Dans le cas où aucun véhicule 130 n’est détecté, à une étape 203, le dispositif 111 détermine un temps de franchissement tf nécessaire pour franchir le système de signalisation 120. Dans une telle situation, le temps de franchissement tf est obtenu par la formule suivante :
[Math. 4] Le procédé passe ensuite à l’étape 208 décrite ultérieurement.
Dans le cas où un véhicule 130 a été détecté sur la première voie de circulation à l’étape 202, le dispositif de contrôle 111 détermine à une étape 204 :
- une vitesse relative Vr entre l’égo-véhicule 100 et le véhicule 130 : [Math. 5] dans lequel Vtar est la vitesse du véhicule 130 obtenue à partir des données de capteur 110 ;
- une distance dtar entre l’égo-véhicule 100 et le véhicule 130, obtenue à partir des données de capteur 110 ; - une accélération gi pour réguler la vitesse de l’égo-véhicule 100, en fonction de la distance dtar et de la vitesse relative Vr .
Les étapes 205 et 206 décrites ci-après sont optionnelles. Alternativement, seule l’étape 207 est mise en œuvre.
A une étape 205, le dispositif de contrôle 111 détermine une distance dstoP d’arrêt de l’égo- véhicule 100 et la compare à la distance dr entre l’égo-véhicule 100 et le système de signalisation 120. La distance dstoP est obtenue à partir des calculs suivants :
[Math. 6]
-vb tstop —
Yl
[Math. 7]
Si dstoP est inférieur ou égal à dr, cela signifie que l’égo-véhicule 100 s’arrêtera avant le système de signalisation 120 et le dispositif de contrôle 111 fixe le temps de franchissement tfà une valeur infinie, à une étape 206. Si dstop est supérieur à dr, le procédé passe à l’étape 207.
A l’étape 207, le dispositif de contrôle 111 détermine le temps de franchissement tf du système de signalisation 120 en fonction notamment de l’accélération gi.
A titre illustratif, il est présenté ci-après un exemple de calcul permettant de déterminer le temps de franchissement tf. Une telle méthode n’est aucunement restrictive et est uniquement donnée afin de faciliter la compréhension de l’invention.
L’équation de la dynamique appliquée à l’égo-véhicule 100 permet d’obtenir la relation suivante :
[Math. 8] df = VQtf + ~Yitf
(équation 1)
Il s’agit d’une équation du second degré en tf.
Pour que cette équation admette des solutions physiquement possibles, c’est à dire réelles et positives, les deux conditions suivantes doivent être assurées : [Math. 9]
(condition 1); et [Math. 10] tj ³ o (condition 2).
Afin de satisfaire à la première condition, il faut que : [Math. 11] Etant donné que la distance dtar est supérieure ou égale à dt, la relation suivante est vérifiée : [Math. 12]
~V ³ ~V
2diar 2 df
Or, par définition, la relation suivante est vérifiée : [Math. 13] n i .
Ainsi, la condition 1 est satisfaite et par conséquent, l’équation 1 admet deux racines réelles. Pour répondre à la condition 2, le dispositif de contrôle 111 sélectionne la plus petite des racines positives de l’équation 1. Sur obtention de la valeur tf telle que précitée, le dispositif de contrôle 111 peut vérifier que ce temps de franchissement n’induit pas une vitesse finale Vf négative à l’égo-véhicule 100.
[Math. 14]
Vf = VQ + Yitf ³ 0
Après une telle vérification, le procédé passe à l’étape 208. A l’étape 208, le dispositif de contrôle compare le temps de franchissement tf avec une valeur seuil prédéterminée shoid.
Dans le cas où le temps de franchissement tf est inférieur à la valeur seuil prédéterminée tthreshoidj le dispositif de contrôle 111 génère une commande d’adaptation de la signalisation à une étape 209 à l’intention du système de signalisation 120, la commande ayant pour objet de requérir la régulation de la circulation sur la deuxième voie (passage au feu rouge notamment) afin d’assurer le franchissement de l’égo-véhicule 100 sans risque. La commande est transmise au système de signalisation 120 via l’interface 112. En complément, dans le cas où le système de signalisation 120 comprend en outre une entité de signalisation (un feu tricolore par exemple) régulant la circulation sur la première voie de circulation, le système de signalisation 120 peut commander, de manière complémentaire à la signalisation sur la deuxième voie de circulation, le passage au vert sur la première voie de circulation, durant une durée supérieure au temps de franchissement tf déterminé.
Dans le cas contraire, le procédé est directement achevé à une étape 210 sans envoi de commande au système de signalisation 120, et le système de signalisation conserve ainsi son fonctionnement nominal, sans être perturbé par l’égo-véhicule 100.
De manière optionnelle, durant l’étape 208, le dispositif de contrôle 111 peut vérifier que le temps de franchissement tf est supérieur à une valeur minimale n prédéfinie permettant au système de signalisation 120 d’afficher une couleur de transition (feu orange) pendant une durée prédéfinie (typiquement de l’ordre de 3 à 5 secondes). L’étape 209 est ainsi mise en œuvre uniquement si le temps de franchissement tf est compris entre la valeur minimale prédéfinie et la valeur seuil eshoid. Ainsi, le procédé, et notamment les étapes 202 à 210, peut être répété plusieurs fois à l’approche du système de signalisation 120, de manière à trouver éventuellement une fenêtre d’opportunité pour la génération d’une commande d’adaptation de la signalisation. La Figure 3 illustre une première configuration selon un premier mode de réalisation de l’invention.
Selon la première configuration, une route (sens de circulation de la gauche vers la droite sur la figure) comprend une première voie de circulation 301 , sur laquelle peut circuler un égo- véhicule 100, et une deuxième voie de circulation 302. La première configuration comprend en outre un système de signalisation, apte à réguler la circulation sur la deuxième voie de circulation 302 (ou sur la première voie de circulation 301 et sur la deuxième voie de circulation 302).
Après franchissement du système de signalisation, la route comprend une voie supplémentaire 303 qui peut être empruntée par les véhicules des deux autres voies 301 et 302. Ainsi, un véhicule passant de la deuxième voie de circulation 302 à la troisième voie de circulation 303 emprunte partiellement, ou croise, la première voie de circulation 301.
Une telle première configuration peut se présenter dans le cas d’un dépose-minute, devant une gare ou un aéroport par exemple. La première voie de circulation 301 peut être dédiée aux véhicules professionnels (taxis, bus, par exemple) et aux égo-véhicules, tandis que la deuxième voie de circulation 302 peut être dédiée aux véhicules de particuliers (non autonomes).
La troisième voie de circulation 303 peut être une voie d’évacuation, afin qu’un véhicule puisse quitter l’une des files des voies de circulation 301 et 302 sur laquelle il circule. Ainsi, par la mise en œuvre du procédé selon l’invention décrit en référence à la Figure 2, l’égo- véhicule 100 circulant sur la première voie de circulation 301 peut déclencher la régulation de la deuxième voie de circulation 302 (par exemple en déclenchant le passage au feu rouge). La Figure 4 illustre une deuxième configuration selon un deuxième mode de réalisation de l’invention.
Selon la deuxième configuration, deux routes se croisent et un système de signalisation 120 comprenant plusieurs entités de signalisation 120a, 120b, 120c et 120d sont en charge de réguler la circulation sur les quatre voies 311 , 312, 312 et 314 des deux routes. Lorsque l’égo-véhicule 100 circule sur la première voie de circulation 311 , il peut déclencher, conformément au procédé décrit ci-avant, le passage au feu rouge de certaines au moins des entités de signalisation 120b, 120c et 120d.
Deux configurations ont été présentées ci-dessus, à titre illustratif uniquement. On comprendra que l’invention s’applique à toute configuration incluant une première voie de circulation sur laquelle circule l’égo-véhicule et une deuxième voie de circulation sur ou à partir de laquelle des véhicules peuvent croiser ou partiellement emprunter la première voie de circulation.
La Figure 5 illustre la structure d’un dispositif de contrôle 111 selon un mode de réalisation de l’invention. Le dispositif de contrôle 111 comprend un processeur 402 configuré pour communiquer de manière unidirectionnelle ou bidirectionnelle, via un ou des bus, avec une mémoire 403 telle qu’une mémoire de type « Random Access Memory », RAM, ou une mémoire de type « Read Only Memory », ROM, ou tout autre type de mémoire (Flash, EEPROM, etc). En variante, la mémoire 403 comprend plusieurs mémoires des types précités.
La mémoire 403 est apte à stocker, de manière permanente ou temporaire, au moins certaines des données utilisées et/ou issues de la mise en œuvre du procédé selon l’invention. En particulier, la mémoire 403 est apte à stocker des données propres à l’égo- véhicules, des instructions à exécuter, et les données acquises du ou des capteurs 110.
Le processeur 402 est apte à exécuter des instructions, stockées dans la mémoire 403, pour la mise en œuvre des étapes du procédé selon l’invention, illustré en référence à la Figure 2. De manière alternative, le processeur 402 peut être remplacé par un microcontrôleur conçu et configuré pour réaliser les opérations de la Figure 2.
Le dispositif de contrôle 111 peut en outre comprendre une interface d’entrée 400 et une interface de sortie 401 afin de communiquer avec d’autres éléments de l’égo-véhicule 100. En particulier, l’interface d’entrée 400 est apte à recevoir les données de capteur 110 et l’interface de sortie 402 est apte à transmettre des commandes à l’interface de sortie 401, pour transmission au système de signalisation 120.
La présente invention ne se limite pas aux formes de réalisation décrites ci-avant à titre d’exemples ; elle s’étend à d’autres variantes.
Des équations et calculs ont en outre été détaillés. L’invention n’est pas limitée à la forme de ces équations et calcul, et s’étend à tout type d’autre forme mathématiquement équivalente.

Claims

Revendications î. Procédé d’optimisation du franchissement d’un système de signalisation (120) par un véhicule comprenant un dispositif de contrôle autonome, le véhicule étant appelé égo- véhicule (100) et circulant sur une première voie de circulation (301 ;311 ), le procédé étant mis en œuvre par l’égo-véhicule et comprenant les étapes suivantes :
• détection (201 ) du système de signalisation à franchir sur la première voie de circulation, et d’une deuxième voie de circulation (302 ; 312-314) à partir de laquelle d’autres véhicules peuvent croiser ou partiellement emprunter la première voie de circulation, le système de signalisation étant au moins apte à réguler la circulation sur la deuxième voie de circulation;
• détermination (203 ; 206 ; 207) d’un temps de franchissement tf du système de signalisation par l’égo-véhicule, au moins en fonction d’une vitesse Vo de l’égo- véhicule et d’une distance df entre l’égo-véhicule et le système de signalisation ; · comparaison (208) du temps de franchissement tf avec une valeur seuil prédéterminée eshoid ;
• génération (209) d’une commande d’adaptation de la signalisation pour envoi au système de signalisation afin de réguler la circulation sur la deuxième voie lors du franchissement par l’égo-véhicule, seulement si le temps de franchissement tf est inférieur à la valeur seuil eshoid-
2. Procédé selon la revendication 1 , dans lequel la détermination du temps de franchissement tf dépend de la détermination de la présence ou non d’un autre véhicule (130) sur la première voie de circulation (301 ; 311).
3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel si aucun véhicule n’est détecté sur la première voie de circulation (301 ; 311), le temps de franchissement tf est déterminé comme étant égal au rapport de la distance df et de la vitesse Vo de l’égo-véhicule (100). 4. Procédé selon la revendication 2 ou 3, dans lequel, en cas de détection d’un autre véhicule (130) sur la première voie de circulation (301 ; 311), le temps de franchissement tf est en outre déterminé en fonction d’une accélération gi de régulation de la vitesse de l’égo-véhicule (100), l’accélération gi étant déterminée en fonction d’une distance dtar entre l’égo-véhicule et l’autre véhicule (130), et de la vitesse relative Vr entre la vitesse Vo l’égo-véhicule et une vitesse Vtar l’autre véhicule.
5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel le temps de franchissement tf est déterminé comme étant la plus petite racine positive du polynôme :
[Math. 15] df = VQtf + -Yitf .
6. Procédé selon la revendication 4 ou 5, dans lequel, préalablement à la détermination du temps de franchissement tf, le procédé comprend en outre :
• détermination d’un temps d’arrêt du véhicule tstop de l’égo-véhicule (100) : [Math. 16]
-Vb stop —
Yi
• détermination d’une distance d’arrêt dstoP de l’égo-véhicule :
[Math. 17] dans lequel : • si dstop est inférieur ou égal à dr, le temps de franchissement tf est déterminé comme étant une valeur infinie ;
• sinon, le temps de franchissement tf est déterminé en fonction d’une accélération gi de régulation de la vitesse de l’égo-véhicule, l’accélération étant déterminée gi en fonction d’une distance dtar entre l’égo-véhicule et l’autre véhicule, et de la vitesse relative Vr entre l’égo-véhicule et l’autre véhicule (130).
7. Procédé selon l’une des revendications précédentes, comprenant en outre la comparaison du temps de franchissement tf avec une valeur minimale Un, et dans lequel la commande d’adaptation est générée seulement si le temps de franchissement tf est compris entre la valeur minimale Un et la valeur seuil shoid-
Programme informatique comportant des instructions pour la mise en œuvre du procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, lorsque ces instructions sont exécutées par un processeur (402).
9. Dispositif de contrôle autonome d’un véhicule, appelé égo-véhicule, optimisation du franchissement d’un système de signalisation par un véhicule autonome, appelé égo- véhicule (100), apte à circuler sur une première voie de circulation, le dispositif comprenant un processeur (402) configuré pour :
° détecter le système de signalisation à franchir sur la première voie de circulation, et d’une deuxième voie de circulation à partir de laquelle d’autres véhicules peuvent croiser ou partiellement emprunter la première voie de circulation, le système de signalisation étant au moins apte à réguler la circulation sur la deuxième voie de circulation; ° déterminer le temps de franchissement tf du système de signalisation par l’égo- véhicule, au moins en fonction d’une vitesse Vo de l’égo-véhicule et d’une distance df entre l’égo-véhicule et le système de signalisation;
° comparer le temps de franchissement tf avec une valeur seuil prédéterminée tthreshold j
° générer une commande d’adaptation de la signalisation pour envoi au système de signalisation afin de réguler la circulation sur la deuxième voie lors du franchissement par l’égo-véhicule, seulement si le temps de franchissement tf est inférieur à la valeur seuil eshoid-
10. Véhicule comportant le dispositif selon la revendication 9, un ou plusieurs capteurs (110) pour acquérir des données et une interface de communication (112) configurée pour transmettre la commande au système de franchissement.
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