EP4630303A1 - Procédé de détection d'une ligne centrale d'une voie de circulation et de pilotage d'un véhicule automobile - Google Patents

Procédé de détection d'une ligne centrale d'une voie de circulation et de pilotage d'un véhicule automobile

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Publication number
EP4630303A1
EP4630303A1 EP23817768.7A EP23817768A EP4630303A1 EP 4630303 A1 EP4630303 A1 EP 4630303A1 EP 23817768 A EP23817768 A EP 23817768A EP 4630303 A1 EP4630303 A1 EP 4630303A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
lines
acquired
motor vehicle
candidate
line
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.)
Pending
Application number
EP23817768.7A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Federico CAMARDA
Chrysanthi PAPAMICHAIL
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.)
Ampere SAS
Original Assignee
Ampere SAS
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ampere SAS filed Critical Ampere SAS
Publication of EP4630303A1 publication Critical patent/EP4630303A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/10—Path keeping
    • B60W30/12—Lane keeping
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V20/00—Scenes; Scene-specific elements
    • G06V20/50—Context or environment of the image
    • G06V20/56—Context or environment of the image exterior to a vehicle by using sensors mounted on the vehicle
    • G06V20/588—Recognition of the road, e.g. of lane markings; Recognition of the vehicle driving pattern in relation to the road
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2552/00—Input parameters relating to infrastructure
    • B60W2552/50—Barriers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2552/00—Input parameters relating to infrastructure
    • B60W2552/53—Road markings, e.g. lane marker or crosswalk

Definitions

  • the present invention generally relates to piloting aids.
  • the invention relates to a method for controlling a motor vehicle traveling on a road comprising at least one traffic lane, this method comprising steps, implemented in a loop at successive time steps by an electrical unit.
  • electronics and/or IT a) attempt to acquire information characterizing two edge lines delimiting said traffic lane, b) if the information has been acquired, characterization of at least one central line of said lane circulation as a function of said information, and c) determining a control instruction for a steering actuator of the motor vehicle, as a function of said central line.
  • the invention also relates to a motor vehicle adapted to implement such a method.
  • the disadvantage is that in the event of failure to detect at least one of the two lines bordering a traffic lane, the computer will no longer be able to characterize the central line.
  • Another solution consists of determining the position of the center line taking into account the GPS position of the vehicle and an up-to-date map of the locations, so as not to deactivate the driving assistance systems. Unfortunately, this solution turns out to be too imprecise to allow these systems to be implemented as securely as desired.
  • the present invention proposes, in the event of non-detection of at least one of the two lines bordering the traffic lane, to characterize the central line taking into account the information relating to the edge lines which had been obtained earlier.
  • step a at a current time step, the information characterizing the at least one of the two edge lines could not be acquired, in step b), said central line is characterized according to the information acquired at a previous time step.
  • the position of the central line remains available even in the event of temporary non-detection of one or both edge lines delimiting the traffic lane. Therefore, the functions which rely on this position (LCA, LKA function, etc.) can remain activated longer, so that the driver will not have to reactivate them as soon as, for one reason or another, the edge lines could not be detected. If the situation persists, this solution also allows for a more gentle deactivation of these functions, which will notably allow the driver to be warned in advance in order to give him time to absorb his environment before resuming control of driving the vehicle. vehicle.
  • Another advantage of the proposed solution is that it does not involve any additional costs since it relies on data already available for the standard implementation of the detection of the edge lines of a traffic lane. It also does not rely on any third-party data requiring connectivity with other vehicles or road infrastructures.
  • Other advantageous and non-limiting characteristics of the process according to the invention, taken individually or in all technically possible combinations, are as follows:
  • step b) if, in step a), the information characterizing the two edge lines has been acquired, step b) provides sub-steps of:
  • step b) if, during the implementation of step a) at a current time step, the information characterizing only one of the two edge lines has been acquired, namely the edge line delimiting a right or respectively left side of the traffic lane, in step b), the center line is deduced from the candidate central line which was created at the previous time step and which is the one located furthest to the right or respectively furthest to the left of the traffic lane. traffic ;
  • step a) if, during the implementation of step a) at a current time step, no information characterizing the edge lines was acquired and if the information characterizing the two edge lines could be acquired at the previous time step, one of the candidate central lines created at the previous time step is selected and the central line is deduced from the selected candidate central line;
  • the selected candidate central line is the one which has the greater probability of existence
  • step a) at a current time step, no information characterizing the edge lines has been acquired and if, at the previous time step, the information characterizing the at least one of the two edge lines could not be acquired, the candidate central line selected at the previous time step is selected at the current time step;
  • the coefficients characterizing at least part of the candidate central lines are calculated based solely on the information characterizing only one of the two edge lines and a width of the traffic lane;
  • step b) if, during the implementation of step a) at the current time step, the information characterizing at least one of the two edge lines could not be acquired, step b), after the central line has been characterized, sub-steps are provided for: » acquisition of data relating to the movement of the motor vehicle between the previous time step and the current time step,
  • a part of the central line is deleted, said part being that having been passed by the motor vehicle at the current time step.
  • the invention also proposes a motor vehicle comprising means for acquiring information characterizing two edge lines of a traffic lane of a road taken by the motor vehicle and at least one actuator for controlling the motor vehicle, as well as a computer adapted to implement a method such as aforementioned.
  • FIG.l is a schematic view of a motor vehicle adapted to implement a method according to the present invention.
  • FIG.2 is a schematic top view of the motor vehicle of [Fig.l], on which central and edge lines of a traffic lane appear;
  • FIG.3 is a block diagram illustrating the different stages of a process according to the present invention.
  • FIG.4 is a schematic top view of the motor vehicle of [Fig.l], shown in two successive positions along the travel lane of [Fig.2].
  • FIG.l there is shown an automobile vehicle 10 adapted to implement the invention.
  • this vehicle 10 conventionally comprises a passenger compartment in which there are in particular a seat for the driver 20 of the vehicle, a dashboard with a display screen, and a steering wheel 12.
  • This vehicle 10 comprises a powertrain, a braking system and a steering system allowing the vehicle to turn (not visible in the figure).
  • the steering system includes an electronically controllable power steering actuator
  • the powertrain includes an electronically controllable motor control actuator
  • the braking system includes an electronically controllable brake actuator.
  • the vehicle 10 also comprises an electronic and/or computer processing unit (hereinafter called computer 11) comprising at least one microprocessor or microcontroller, at least one memory and input and output interfaces.
  • computer 11 an electronic and/or computer processing unit comprising at least one microprocessor or microcontroller, at least one memory and input and output interfaces.
  • the computer 11 is adapted to receive different input data, which comes from sensors or third-party computers.
  • At least one sensor is provided making it possible to detect the edges of the road, for example:
  • the computer 11 is adapted to control the display screen, the power steering actuator, F engine control actuator, and F braking actuator.
  • the computer 11 is adapted to implement driving assistance functions and/or automated driving functions (in which the vehicle can move in traffic autonomously, without intervention from the driver).
  • the computer 11 stores a computer application, made up of computer programs comprising instructions whose execution by the computer allows the implementation of the method described below.
  • this road is of the “motorway” type.
  • the traffic lane 1 is delimited by two lane edge lines, namely left edge lines IG and right edge lines 1D (here, the terms right and left are used when considering the direction advance of the vehicle).
  • traffic lane 1 widens since the vehicle is at a motorway exit.
  • the left edge lines IG and right edge 1D can be formed by road markings affixed to the road (continuous white line, broken line, etc.), by safety barriers, by raised shoulders or by any other distinctive element.
  • a marker (X, Y) attached to the motor vehicle 10 which will be the one considered for the calculations developed below.
  • This mark includes an abscissa which extends along the longitudinal axis of the vehicle, towards the front, and an ordinate which extends towards the left of the vehicle. Its origin is located for example at the level of the center of gravity of the motor vehicle 10 or at the level of the center of its rear axle.
  • this central line can be defined as a virtual line which is substantially positioned in the center of the traffic lane 1, between the right edge lines 1D and left IG, and which will be taken into account to control the vehicle automobile in an automated manner.
  • this central line will not necessarily be central in the geometric sense of the term. Rather, it will be a line close to this geometric center line.
  • the traffic lane 1 considered will be the lane on which the vehicle 10 is traveling. Of course, it could be another lane, in particular an adjacent lane towards which the vehicle would like to move (for example when changing lanes).
  • the method according to the invention comprises several successive steps, all of these steps being repeated in a loop at regular intervals so as to regularly update the shape and position of this central line when the vehicle moves along the road.
  • the method makes it possible to characterize the central line in a loop, with a regular time step of a few milliseconds, 40 ms for example.
  • the computer 11 attempts to acquire information characterizing the two left edge lines IG and right 1D.
  • This information can be provided directly by a sensor or be pre-processed.
  • the information measured by the vehicle sensors is used here to detect these left edge lines IG and right edge lines 1D.
  • no information received from road infrastructures or third-party vehicles is used.
  • each left IG and right 1D edge line is modeled in analytical form.
  • these lines be modeled under a polynomial form. However, here, they are modeled in the form of a spiral, this form being preferred because it provides better results (for an identical number of coefficients taken into account).
  • Such a spiral is defined as having a curvature c which depends on its length, which can be written:
  • - 1 is the curvilinear abscissa of the arc of the spiral, which varies between 0 included and L included,
  • a spiral can be defined by six coefficients which are:
  • each spiral will be defined by the set C of these six coefficients, which can be noted as follows: C (x 0 , y 0 , Wo, c 0 , c b L) .
  • the spiral characterizing the shape of the left edge line IG will then be defined by the set C g (x Og , y Og , c Og , Ci g , L g ) while the spiral characterizing the shape of the line right edge 1D will be defined by the set Cd (x Od , y Od , T ⁇ d, c Od , c id , L d ).
  • the computer 11 receives the two sets C g , C d from one of the sensors on board the vehicle (for example from the camera if the latter is equipped with a processor adapted to carry out the operations necessary for determining the desired coefficients).
  • the computer 11 could receive the data recorded by several of the vehicle's sensors, merge this data, and deduce the desired coefficients.
  • the calculator could receive coefficients defining the two right edge lines 1D and left IG in polynomial forms (for example in the form of coefficients of polynomials of order 3).
  • step E0 will be followed by a step E2 during which the calculator must transform these coefficients so as to find, by calculation, the values of the six coefficients sought.
  • step E2 Such a calculation is well known to those skilled in the art and will therefore not be provided here.
  • the calculator 11 receives the two variance-covariance matrices (hereinafter called covariance matrices) associated respectively with the coefficients of the two right edge lines 1D and left IG .
  • covariance matrices the two variance-covariance matrices associated respectively with the coefficients of the two right edge lines 1D and left IG .
  • Each covariance matrix makes it possible to take into account the uncertainty in the detection of each track edge line by the sensor(s).
  • These matrices are for example provided by the manufacturer of the sensors used. Alternatively, they can be determined during a sensor test campaign and recorded in the computer memory. The coefficients of these matrices are preferably invariable.
  • step E0 the computer 11 acquires data relating to the posture and/or the kinematics of the motor vehicle 10 in its lane 1. These are kinematic data which are preferably obtained using only the sensors on board the motor vehicle 10.
  • the second step E4 consists, for the calculator 11, of determining the number N of edge line(s) which could be characterized in the form of a spiral(s).
  • N can be equal to 0 or 1 or at least 2.
  • the calculator 11 orders the edge lines by their ordinate (i.e. from the rightmost to the leftmost).
  • edge lines are associated in pair(s) delimiting the traffic lanes, taking into account their ordinates and their lengths, as described for example in document FR3106918.
  • the idea here consists of constructing at least two candidate central lines, so as to then be able to select the best one taking into account the conditions under which the motor vehicle 10 is traveling on its track.
  • left candidate line 2G One of these candidate central lines (called the left candidate line 2G) is created based solely on the left edge line 1G and the width of the lane.
  • this left candidate line 2G is defined by a set of six coefficients whose values are deduced from the values of the coefficients of the spiral representative of the left line 1 G and from the value of the width of the way.
  • Another of these candidate central lines (called the 2D straight candidate line) is created based solely on the 1D straight lane edge line and the width of the lane.
  • intermediate candidate line 2DG is created on the basis of both the straight line 1D and the left line IG.
  • these three lines could be modeled differently. Typically, the three lines could all be calculated based on the shapes of the two track edge lines.
  • the left candidate line 2G is the result of a translation operation of the spiral defining the left edge line IG, over half the width of the track and towards the center of this one.
  • the 2D straight candidate line is the result of a translation operation of the spiral defining the 1D straight edge line, over half the width of the track and towards the center of it.
  • the left candidate line 2G is defined by the set of coefficients C gg (x Og , (y Og +yoa)/2, W Og , Cog, Cig, Lg), and that
  • the 2D straight candidate line is defined by the set of coefficients C dd (x Od , (y Og +yod)/2, ⁇ od> Co d , CM, L d ).
  • the intermediate candidate line 2DG could for its part be obtained in various ways.
  • a barycentric type operation is used.
  • this line is defined by the set of coefficients C dg ((x Og -i-Xo d )/2, (y og+yod)/2, (W Og + W 0d )/2, (c 0g +c 0d )/2, (ci g + Ci d )/2, (L g +L d )/2).
  • the calculator 11 calculates the co-variance matrix of each candidate line.
  • Each covariance matrix is calculated here as a function of the spiral coefficients associated with this candidate line and as a function of the covariance matrix(es) associated with the right 1D and left edge lines IG (depending on whether one or both lines have considered to define the candidate line in question).
  • the calculator therefore seeks to select the candidate line most appropriate to the situation.
  • a preliminary filtering operation could possibly be implemented in order to set aside the unreasonable candidate line(s) (for example a candidate line which would come too close to one of the track edge lines).
  • the calculator calculates a parameter which will make it possible to select the best candidate line, taking into account the data relating to the motor vehicle 10.
  • This parameter is preferably a statistical distance. This is more precisely a Mahalanobis distance d M .
  • the method used then consists, for the calculator 11, of calculating the distance of Mahalanobis d M between each candidate line and the motor vehicle 10 (at the current time, at the level of the motor vehicle 10).
  • the calculator performs the following calculation:
  • u is a first vector relating to the candidate line considered and Su is its covariance matrix.
  • v is a second vector relating to the motor vehicle 10 and Sv is its covariance matrix.
  • the vectors include the same number of coefficients, between two and six.
  • only two coefficients will be used since it was observed that the results remained very reliable with only two coefficients.
  • One of the coefficients of each vector is a heading angle (such an angle in fact giving a good indication of the driver's intention), while the other coefficient is a curvature (the heading angle does not not sufficient to indicate this intention if the road and the trajectory of the vehicle are curved).
  • the first vector u is therefore defined by:
  • the second vector v is defined by:
  • [0107] 0 is the heading angle of the motor vehicle 10 and is equal either to the steering angle of the front wheels, or to the difference between the steering angle of the front wheels and the steering angle of the rear wheels if the latter is non-zero.
  • the covariance matrix Sv will be read (its coefficients are stored in the computer memory and depend on the type of sensor and the method of determining the uncertainty of the sensor(s) used - if several sensors are used in combination). This covariance matrix is therefore determined in a manner analogous to those associated with the two track edge lines. So, here again, if several sensors are used in combination, it is possible to associate the uncertainties linked to each sensor together.
  • the Mahalanobis distance is then calculated for each of the candidate lines, at the current time t.
  • the candidate line for which the Mahalanobis distance thus calculated is the lowest is then selected. [0113] In the example illustrated in [Fig.2], this is the straight 2D candidate line, which appears preferable insofar as the vehicle is traveling in the direction of the motorway exit.
  • step E8 the selected right 2D, intermediate 2DG or left 2G candidate line and its set of coefficients C gg , C dg , C dd are stored in the memory of the calculator 11 during a step E10.
  • the sets of coefficients characterizing all the candidate lines and the edge lines are stored in the memory of the calculator, as well as the data relating to the posture and/or the kinematics of the motor vehicle 10 in its lane 1. They are thus available at a future time, if necessary.
  • This loss of detection can occur for example if, taking into account the sampling frequency of the camera, no new line has been calculated since the last sampling instant t-1. It can also happen in the event of a problem with the sensor (here the camera) or with the CAN network allowing the sensor to be connected to the computer. It can also happen if one or the other of the edge lines is not visible, for example because it is hidden by a truck that vehicle 10 would overtake.
  • the computer determines whether the track edge line which has been detected is the left edge line IG or the right edge line 1D.
  • the calculator 11 finds in its memory the set of coefficients characterizing the candidate right central line 2D determined at the previous sampling instant t-1 , and it selects it as the set of coefficients characterizing the new central line.
  • the calculator 11 finds in its memory the set of coefficients characterizing the left central candidate line 2G determined at the previous sampling instant t- 1, and he selects it as the set of coefficients characterizing the new central line.
  • step E14 the calculator proceeds in one of the following two ways.
  • the first case is that where, at the previous sampling time t-1, the two track edge lines could have been detected.
  • the calculator finds in its memory the sets of coefficients characterizing the right and left central candidate lines 2D, 2G determined at the previous sampling instant t-1.
  • This probability of existence Pe is calculated according to at least the covariance matrices of the two central right and left candidate lines 2D, 2G. It quantifies the confidence that one can have in the quality of the determination of this candidate line. For example, it is all the greater the greater the contrast between the road markings and the rest of the road.
  • the second case is that where, at the previous sampling time t-1, none or only one of the two right edge lines 1D and left IG could have been acquired.
  • the calculator finds in its memory the set of coefficients characterizing the candidate central line which was selected at the previous sampling instant t-1, and it selects it as the new central line.
  • Steps E10, E12 and E14 then continue in step E16.
  • This step El 6 consists of checking that the selected central line is indeed expressed in a suitable reference frame.
  • step E16 follows step E10 (since the two edge lines had been detected), it is considered that the coefficients characterizing the central line are indeed expressed in the reference mark of the motor vehicle 10 at l current moment t, and that they are therefore usable.
  • step E16 follows step E12 or E14 (since at least one of the two edge lines could not be detected), it is considered that the coefficients characterizing the central line are expressed in the reference frame of the motor vehicle 10 at the previous sampling time t-1, so that they must be corrected in order to express them in the reference frame of the motor vehicle 10 at the current sampling time t .
  • This displacement is here characterized by three data, namely a longitudinal displacement dx, a lateral displacement dy and a change of heading dW. Note that these data could be expressed in the vehicle's reference frame at the current time t. However, we will consider here that they are expressed in the marker attached to the motor vehicle at the previous sampling time t-1.
  • step E16 the central line of the traffic lane, by means of a set of coefficients characterizing this line in the form of a spiral in the reference frame attached to the motor vehicle at the current time t.
  • the computer 11 can transmit this set of coefficients to the vehicle's CAN network.
  • this set is also stored in the memory of the calculator (which is illustrated in [Fig.3] by the dotted arrow).
  • this process makes it possible to extend the vehicle control functions for a few more moments, but not indefinitely if the right edge lines 1D and left edge lines IG remain undetectable.
  • the idea is essentially to avoid deactivating these steering functions when the edge lines are undetectable for only a few moments.
  • the selected central line can then be used to control the vehicle actuators, for example the LCA function for centering the vehicle in its lane.
  • the coefficients characterizing it can be used to determine a steering instruction for the steering wheels of the motor vehicle (to be transmitted to the power steering actuator), for example according to a method such as that described in document FR3082162 .
  • the selected central line could also be used to implement other vehicle driving assistance functions, for example the LKA functions of keeping the vehicle in its lane, emergency braking, avoidance, overtaking a third party vehicle , adaptive cruise control, collision warning. ...
  • the central line could be displayed on the display screen of the motor vehicle, superimposed on an image already displayed of this vehicle and its environment. This will allow the driver to better understand the reactions of the motor vehicle.
  • the method could be used to determine the shape of the central line of a traffic lane adjacent to that taken by the motor vehicle.
  • the invention also applies to the field of robotics and to any other field in which an object must follow a particular trajectory on a road (this road being understood here in its most general sense, as a traffic zone for the robot).

Landscapes

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Abstract

L'invention concerne un procédé de pilotage d'un véhicule automobile (10) circulant sur une route comprenant au moins une voie de circulation (1), le procédé comprenant des étapes, mises en œuvre en boucle à des pas de temps successifs par une unité électronique et/ou informatique : a) de tentative d'acquisition d'informations caractérisant deux lignes de bord (ID, IG) délimitant ladite voie de circulation, b) si les informations ont été acquises, de caractérisation d'au moins une ligne centrale de ladite voie de circulation en fonction desdites informations, et c) de détermination d'une consigne de pilotage d'un actionneur de direction du véhicule automobile, en fonction de ladite ligne centrale. Selon l'invention, si, lors de la mise en œuvre de l'étape a) à un pas de temps courant, les informations caractérisant l'une au moins des deux lignes de bord n'ont pas pu être acquises, à l'étape b), ladite ligne centrale est caractérisée en fonction des informations acquises à un pas de temps précédent.

Description

Description
Titre de l'invention : Procédé de détection d’une ligne centrale d’une voie de circulation et de pilotage d’un véhicule automobile
Domaine technique de l'invention
[0001] La présente invention concerne de manière générale les aides au pilotage.
[0002] Elle s’applique plus particulièrement aux voitures et autres engins motorisés circulant sur routes, mais s’applique également à d’autres domaines tels que la robotique.
[0003] L’invention concerne un procédé de pilotage d’un véhicule automobile circulant sur une route comprenant au moins une voie de circulation, ce procédé comprenant des étapes, mises en œuvre en boucle à des pas de temps successifs par une unité élec- tronique et/ou informatique : a) de tentative d’acquisition d’informations caractérisant deux lignes de bord dé- limitant ladite voie de circulation, b) si les informations ont été acquises, de caractérisation d’au moins une ligne centrale de ladite voie de circulation en fonction desdites informations, et c) de détermination d’une consigne de pilotage d’un actionneur de direction du véhicule automobile, en fonction de ladite ligne centrale.
[0004] L’invention concerne également un véhicule automobile adapté à mettre en œuvre un tel procédé.
Etat de la technique
[0005] Dans un souci de sécurisation des véhicules automobiles, on équipe actuellement ces derniers de systèmes d’aide à la conduite voire de systèmes de conduite hautement au- tomatisée.
[0006] Il s’agit typiquement de systèmes de maintien au centre de la voie (plus connus sous l’acronyme anglais de LCA pour « Lane Centering Assist »), de systèmes de régulation de vitesse adaptative...
[0007] Nombre de ces systèmes ont besoin, pour fonctionner, de connaître la position de la ligne centrale de la voie de circulation empruntée par le véhicule, voire aussi les positions des lignes centrales d’autres voies de circulation (par exemple celle vers laquelle le véhicule se dirige lorsqu’il change de voie).
[0008] Actuellement, il est connu d’utiliser un capteur, tel qu’une caméra, qui embarque des moyens de traitement d’images afin de déterminer les positions des lignes de bord dé- limitant chaque voie de circulation de la route empruntée par le véhicule. Un cal- culateur peut alors, sur la base de ces positions, déterminer la position de la ligne centrale de chaque voie de circulation.
[0009] L’inconvénient est qu’en cas de défaut de détection de l’une au moins des deux lignes bordant une voie de circulation, le calculateur ne sera plus en mesure de ca- ractériser la ligne centrale.
[0010] Dans cette éventualité, la solution la plus commune consiste à désactiver les systèmes d’aide à la conduite précités afin d’éviter qu’ils ne soient sources d’accidents. On comprend que cette solution s’avère toutefois inconfortable pour le conducteur, puisque ce dernier est alors forcé de reprendre en main le pilotage du véhicule puis de réactiver manuellement, dès que cela est à nouveau possible, les systèmes d’aide à la conduite.
[0011] Une autre solution consiste à déterminer la position de la ligne centrale compte tenu de la position GPS du véhicule et d’une cartographie à jour des lieux, de façon à ne pas désactiver les systèmes d’aide à la conduite. Malheureusement, cette solution s’avère trop imprécise pour permettre de mettre en œuvre ces systèmes de façon aussi sécurisée que souhaité.
Présentation de l'invention
[0012] Afin de remédier à l’inconvénient précité de l’état de la technique, la présente invention propose, en cas de non-détection de l’une au moins des deux lignes bordant la voie de circulation, de caractériser la ligne centrale compte tenu des informations relatives aux lignes de bord qui avaient été obtenues plus tôt.
[0013] Plus particulièrement, on propose selon l’invention un procédé tel que défini dans l’introduction, dans lequel si, lors de la mise en œuvre de l’étape a) à un pas de temps courant, les informations caractérisant l’une au moins des deux lignes de bord n’ont pas pu être acquises, à l’étape b), ladite ligne centrale est caractérisée en fonction des informations acquises à un pas de temps précédent.
[0014] Ainsi, grâce à l’invention, la position de la ligne centrale reste disponible même en cas de non-détection passagère de l’une ou des deux lignes de bord délimitant la voie de circulation. Dès lors, les fonctions qui s’appuient sur cette position (fonction LCA, LKA...) peuvent rester activées plus longtemps, si bien que le conducteur n’aura pas à les réactiver dès que, pour une raison ou une autre, les lignes de bord n’ont pas pu être détectées. Si la situation perdure, cette solution permet en outre une désactivation plus douce de ces fonctions, ce qui permettra notamment d’avertir le conducteur en avance afin de lui laisser le temps de s’imprégner de son environnement avant de reprendre en main la conduite du véhicule.
[0015] Un autre avantage de la solution proposé est qu’elle n’implique aucun surcoût puisqu’elle s’appuie sur des données déjà disponibles pour la mise œuvre standard de la détection des lignes de bord d’une voie de circulation. Elle ne s’appuie en outre sur aucune donnée tierce nécessitant une connectivité avec d'autres véhicules ou des infra- structures routière. [0016] D’autres caractéristiques avantageuses et non limitatives du procédé conforme à l’invention, prises individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles, sont les suivantes :
- si, à l’étape a), les informations caractérisant les deux lignes de bord ont été acquises, il est prévu à l’étape b) des sous-étapes de :
E acquisition de données relatives à la posture et/ou au déplacement du véhicule au- tomobile sur la route,
Q création d’au moins deux lignes centrales candidates situées entre les deux lignes de bord, au cours de laquelle ladite unité électronique et/ou informatique calcule des coefficients caractérisant lesdites au moins deux lignes centrales candidates en fonction des informations acquises à l’étape a), et o sélection, en tant que ligne centrale, d’une des lignes centrales candidates en fonction des données acquises ;
- si, lors de la mise en œuvre de l’étape a) à un pas de temps courant, les informations caractérisant une seule des deux lignes de bord ont été acquises, à savoir la ligne de bord délimitant un côté droit ou respectivement gauche de la voie de circulation, à l’étape b), la ligne centrale est déduite de la ligne centrale candidate qui a été créée au pas de temps précédent et qui est celle située le plus à droite ou respectivement le plus à gauche de la voie de circulation ;
- si, lors de la mise en œuvre de l’étape a) à un pas de temps courant, aucune in- formation caractérisant les lignes de bord n’a été acquise et si les informations carac- térisant les deux lignes de bord ont pu être acquises au pas de temps précédent, l’une des lignes centrales candidates crées au pas de temps précédent est sélectionnée et la ligne centrale est déduite de la ligne centrale candidate sélectionnée ;
- il est prévu de calculer, pour chacune des lignes centrales candidates créées au pas de temps précédent, une probabilité d’existence en fonction au moins de matrices de covariance associées aux lignes centrales candidates, puis la ligne centrale candidate sélectionnée est celle qui a la plus grande probabilité d’existence ;
- si, lors de la mise en œuvre de l’étape a) à un pas de temps courant, aucune in- formation caractérisant les lignes de bord n’a été acquise et si, au pas de temps précédent, les informations caractérisant l’une au moins des deux lignes de bord n’ont pas pu être acquises, la ligne centrale candidate sélectionnée au pas de temps précédent est sélectionnée au pas de temps courant ;
- les coefficients caractérisant une partie au moins des lignes centrales candidates sont calculés en fonction uniquement des informations caractérisant une seule des deux lignes de bord et d’une largeur de la voie de circulation ;
- si, lors de la mise en œuvre de l’étape a) au pas de temps courant, les informations caractérisant l’une au moins des deux lignes de bord n’ont pas pu être acquises, à l’étape b), après que la ligne centrale a été caractérisée, il est prévu des sous étapes de : » acquisition de données relatives au déplacement du véhicule automobile entre le pas de temps précédent et le pas de temps courant,
H modification de la ligne centrale en exécutant un calcul de changement de repère en fonction des données acquises ;
- lors de la sous-étape de modification, une partie de la ligne centrale est supprimée, ladite partie étant celle ayant été dépassée par le véhicule automobile au pas de temps courant.
[0017] L’invention propose également un véhicule automobile comportant des moyens d’acquisition d’informations caractérisant deux lignes de bord d’une voie de cir- culation d’une route empruntée par le véhicule automobile et au moins un actionneur de pilotage du véhicule automobile, ainsi qu’un calculateur adapté à mettre en œuvre un procédé tel que précité.
[0018] Bien entendu, les différentes caractéristiques, variantes et formes de réalisation de l'invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres. Description détaillée de l'invention
[0019] La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d’exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l’invention et comment elle peut être réalisée.
[0020] Sur les dessins annexés :
[0021] [Fig.l] est une vue schématique d’un véhicule automobile adapté à mettre en œuvre un procédé conforme à la présente invention ;
[0022] [Fig.2] est une vue schématique de dessus du véhicule automobile de la [Fig.l], sur laquelle apparaissent des lignes centrales et de bord d’une voie de circulation ;
[0023] [Fig.3] est un schéma-bloc illustrant les différentes étapes d’un procédé conforme à la présente invention ;
[0024] [Fig.4] est une vue schématique de dessus du véhicule automobile de la [Fig.l], re- présenté en deux positions successives le long de la voie de circulation de la [Fig.2].
[0025] Sur la [Fig.l], on a représenté un véhicule 10 automobile adapté à mettre en œuvre l’invention.
[0026] Il s’agit ici d’une voiture. En variante, il pourrait s’agir d’un autre type de véhicule (camion, moto...).
[0027] Ici, ce véhicule 10 comporte classiquement un habitacle dans lequel se trouvent notamment un siège pour le conducteur 20 du véhicule, une planche de bord avec un écran d’affichage, et un volant 12.
[0028] Ce véhicule 10 comporte un groupe motopropulseur, un système de freinage et un système de direction permettant de faire tourner le véhicule (non visibles sur la figure). Classiquement, le système de direction comporte un actionneur de direction assistée pilotable électroniquement, le groupe motopropulseur comporte un actionneur de commande de moteur pilotable électroniquement, et le système de freinage comporte un actionneur de freinage pilotable électroniquement.
[0029] Le véhicule 10 comporte par ailleurs une unité électronique et/ou informatique de traitement (ci-après appelée calculateur 11) comprenant au moins un microprocesseur ou microcontrôleur, au moins une mémoire et des interfaces d'entrée et de sortie.
[0030] Grâce à ses interfaces d'entrée, le calculateur 11 est adapté à recevoir différentes données d’entrée, qui proviennent de capteurs ou de calculateurs tiers.
[0031] Parmi ces capteurs, il est prévu au moins un capteur permettant de détecter les bords de la route, par exemple :
- une caméra frontale, et/ou
- un télédétecteur RADAR ou LIDAR.
[0032] Grâce à ses interfaces de sortie, le calculateur 11 est adapté à commander l’écran d’affichage, l’ actionneur de direction assistée, F actionneur de commande de moteur, et F actionneur de freinage.
[0033] Ainsi, le calculateur 11 est adapté à mettre en œuvre des fonctions d’aide à la conduite et/ou des fonctions de conduite automatisée (dans lesquelles le véhicule peut évoluer dans la circulation de façon autonome, sans intervention du conducteur).
[0034] Grâce à sa mémoire, le calculateur 11 mémorise une application informatique, constituée de programmes d’ordinateur comprenant des instructions dont l’exécution par le calculateur permet la mise en œuvre du procédé décrit ci-après.
[0035] Sur la [Fig.2], on a représenté le véhicule automobile 10 vu de dessus, alors qu’il emprunte une voie de circulation 1 d’une route.
[0036] Dans l’exemple ici considéré à titre illustratif, cette route est du type « autoroute ».
Seule une des voies de circulation 1 de cette autoroute est ici représentée, à savoir celle empruntée par le véhicule automobile 10.
[0037] Sur cette figure, on observe que la voie de circulation 1 est délimitée par deux lignes de bord de voie, à savoir des lignes de bord gauche IG et droite 1D (ici, les termes droit et gauche sont utilisés en considérant la direction d’avance du véhicule). Dans cet exemple particulier, la voie de circulation 1 s’élargit puisque le véhicule se trouve au niveau d’une sortie d’autoroute.
[0038] Bien entendu, le procédé décrit ci-après s’appliquera à toute autre situation de cir- culation.
[0039] Les lignes de bord gauche IG et droite 1D peuvent être formées par des marquage routiers apposés sur la route (ligne blanche continue, ligne discontinue. ..), par des barrières de sécurité, par des accotements en relief ou par tout autre élément distinctif. [0040] Sur cette [Fig.2], on a également représenté un repère (X, Y) attaché au véhicule au- tomobile 10, qui sera celui considéré pour les calculs développés ci-après. Ce repère comporte une abscisse qui s’étend selon l’axe longitudinal du véhicule, vers l’avant, et une ordonnée qui s’étend vers la gauche du véhicule. Son origine est située par exemple au niveau du centre de gravité du véhicule automobile 10 ou au niveau du centre de son essieu arrière.
[0041] Sur la [Fig.3], on a illustré le procédé que le calculateur 11 est adapté à mettre en œuvre de façon à caractériser la ligne centrale de la voie de circulation 1.
[0042] On notera que cette ligne centrale peut être définie comme une ligne virtuelle qui est sensiblement positionnée au centre de la voie de circulation 1, entre les lignes de bord droite 1D et gauche IG, et qui sera prise en compte pour piloter le véhicule automobile de façon automatisée.
[0043] Comme cela apparaîtra bien à la suite de la lecture de cet exposé, cette ligne centrale ne sera pas forcément centrale au sens géométrique du terme. Il s’agira plutôt d’une ligne proche de cette ligne centrale géométrique.
[0044] Ici, la voie de circulation 1 considérée sera la voie sur laquelle le véhicule 10 circule. Bien entendu, il pourrait s’agir d’une autre voie, notamment d’une voie adjacente vers laquelle le véhicule souhaiterait se diriger (par exemple lors d’un changement de voie).
[0045] Le procédé selon l’invention comporte plusieurs étapes successives, l’ensemble de ces étapes étant répété en boucle à intervalles réguliers de façon à régulièrement mettre à jour les forme et position de cette ligne centrale lorsque le véhicule évolue le long de la route.
[0046] En d’autres termes, le procédé permet de caractériser la ligne centrale en boucle, avec un pas de temps régulier de quelques millisecondes, 40 ms par exemple.
[0047] Les étapes détaillées de ce procédé sont les suivantes.
[0048] On pourra dans cet exemple considérer que le procédé est mis en œuvre à un instant t, et qu’il était déjà mis en œuvre à des instants précédents (t-1, t-2...).
[0049] Au cours de la première étape E0, le calculateur 11 tente d’acquérir des informations caractérisant les deux lignes de bord gauche IG et droite 1D.
[0050] Ces informations peuvent être fournies directement par un capteur ou être pré- traitées.
[0051] De manière préférentielle, seules les informations mesurées par les capteurs du véhicule sont ici employées pour détecter ces lignes de bord gauche IG et droite 1D. Aucune information reçue d’infrastructures routières ou de véhicules tiers n’est par exemple utilisée.
[0052] Ici, chaque ligne de bord gauche IG et droite 1D est modélisée sous forme analytique.
[0053] A titre d’exemple, on pourrait prévoir que ces lignes soient modélisées sous une forme polynomiale. Toutefois, ici, elles sont modélisées sous forme de clothoïde, cette forme étant privilégiée car fournissant de meilleurs résultats (pour un nombre identique de coefficients pris en compte).
[0054] Une telle clothoïde est définie comme présentant une courbure c qui dépend de sa longueur, ce que l’on peut écrire :
[0055] [Math.l] ( )
[0056] Dans cette équation :
- c est donc l’équation de la clothoïde,
- 1 est l’abscisse curviligne de l’arc de la clothoïde, qui varie entre 0 compris et L compris,
- L est la longueur de l’arc de la clothoïde,
- c0 est la courbure à l’origine de l’arc, et
- Ci est le taux de variation de courbure de l’arc.
[0057] En d’autres termes, une clothoïde peut être définie par six coefficients que sont :
- x0, l’abscisse du point d’origine de la clothoïde dans le repère (X, Y),
- y0 l’ordonnée de ce point d’origine,
- Wo qui est l’angle de cap de la clothoïde à l’origine de l’arc, - L,
- c0, et
- Ci.
[0058] Dans la suite, chaque clothoïde sera définie par l’ensemble C de ces six coefficients, ce que l’on pourra noter de la façon suivante : C (x0, y0, Wo, c0, cb L).
[0059] La clothoïde caractérisant la forme de la ligne de bord gauche IG sera alors définie par l’ensemble Cg (xOg, yOg, cOg, Cig, Lg) tandis que la clothoïde caractérisant la forme de la ligne de bord droite 1D sera définie par l’ensemble Cd (xOd, yOd, T^d, cOd, cid , Ld).
[0060] Pour information, l’angle de cap le long de la clothoïde peut s’écrire de la manière suivante :
[0061] [Math.2] ^
[0062] Les coordonnées cartésiennes (x, y) d’un point situé le long de la clothoïde peuvent s’écrire de la manière suivante :
[0063] [Math.3] [0064] Lors de cette première étape E0, on peut envisager que le calculateur 11 reçoive les deux ensembles Cg, Cd de l’un des capteurs embarqués dans le véhicule (par exemple de la caméra si cette dernière est équipée d’un processeur adapté à réaliser les opérations nécessaires à la détermination des coefficients recherchés).
[0065] En variante, le calculateur 11 pourrait recevoir les données relevées par plusieurs des capteurs du véhicule, fusionner ces données, et en déduire les coefficients recherchés.
[0066] Encore en variante, le calculateur pourrait recevoir des coefficients définissant les deux lignes de bord droite 1D et gauche IG sous formes polynomiales (par exemple sous la forme de coefficients de polynômes d’ordre 3). Dans cette variante, comme cela est représenté en pointillés sur la [Fig.3], l’étape E0 sera suivie d’une étape E2 au cours de laquelle le calculateur devra transformer ces coefficients de façon à trouver, par calcul, les valeurs des six coefficients recherchés. Un tel calcul est bien connu de F Homme du métier et ne sera donc pas ici fourni.
[0067] Lors de l’étape E0, en plus des coefficients précités, le calculateur 11 reçoit les deux matrices de variance-covariance (ci-après appelées matrices de covariance) associées respectivement aux coefficients des deux lignes de bord droite 1D et gauche IG. Chaque matrice de covariance permet de tenir compte de l’incertitude dans la détection de chaque ligne de bord de voie par le ou les capteurs.
[0068] Ces matrices sont par exemple fournies par le constructeur des capteurs employés. En variante, elles peuvent être déterminées lors d’une campagne de test des capteurs et en- registrées dans la mémoire du calculateur. Les coefficients de ces matrices sont de préférence invariables.
[0069] On notera ici que si plusieurs capteurs sont utilisés pour déterminer les coefficients caractérisant une ligne de bord, leurs incertitudes seront associées entre elles afin d’obtenir la matrice de covariance d’une ligne détectée.
[0070] Enfin, lors de l’étape E0, le calculateur 11 acquiert des données relatives à la posture et/ou à la cinématique du véhicule automobile 10 dans sa voie de circulation 1. Il s’agit ici de données cinématiques qui sont préférentiellement obtenues grâce aux seuls capteurs embarqués dans le véhicule automobile 10.
[0071] Ici, ces données comprennent des valeurs de :
- vitesse V du véhicule automobile par rapport au sol, exprimée en m/s,
- accélération longitudinale ax du véhicule automobile selon l’axe X, exprimée en m/s 2
- accélération latérale ay du véhicule automobile selon l’axe Y, exprimée en m/s2,
- vitesse de lacet du véhicule automobile, exprimée en rad/s,
- accélération en lacet du véhicule automobile, exprimée en rad/s2,
- angle de la roue avant du véhicule automobile, exprimée en rad,
- angle de la roue arrière du véhicule automobile, exprimée en rad, et - courbure instantanée c0,ego de la trajectoire du véhicule automobile (cette courbure étant ici définie par l’inverse du rayon de courbure, exprimé en nr1).
[0072] La seconde étape E4 consiste, pour le calculateur 11, à déterminer le nombre N de ligne(s) de bord ayant pu être caractérisée(s) sous forme de clothoïde(s).
[0073] Ici, on considérera que ce nombre N peut être égal à 0 ou 1 ou au moins 2.
[0074] Si ce nombre N est au moins égal à 2, ce qui signifie que la ligne de bord droite 1D et la ligne de bord gauche 1 G ont a priori toutes deux été détectées, le procédé se poursuit en une étape E6.
[0075] Si ce nombre N est égal à 1, ce qui signifie que seule la ligne de bord droite 1D ou la ligne de bord gauche IG a été détectée, le procédé se poursuit en une étape E12.
[0076] Enfin, si ce nombre N est égal à 0, ce qui signifie qu’aucune des lignes de bord droite 1D et gauche IG n’a pu être détectée, le procédé se poursuit en une étape E14.
[0077] Considérons tout d’abord le cas dans lequel les deux lignes de bord ont été détectées, ce qui sera en pratique le cas le plus fréquent.
[0078] Alors, au cours d’une étape E6, le calculateur 11 ordonne les lignes de bord par leur ordonnée (i.e. de la plus à droite à la plus à gauche).
[0079] Ces lignes de bord sont associées par paire(s) délimitant les voies de circulation, compte tenu de leurs ordonnées et de leurs longueurs, comme cela est décrit par exemple dans le document FR3106918.
[0080] Puis, au cours d’une étape E10, le calculateur poursuit le procédé en construisant plusieurs lignes centrales candidates (voir [Fig.2]).
[0081] L’idée ici consiste à construire au moins deux lignes centrales candidates, de façon à pouvoir ensuite sélectionner la meilleure compte-tenu des conditions selon lesquelles le véhicule automobile 10 circule sur sa voie.
[0082] Ici, trois lignes centrales candidates sont construites. En variante, ce nombre pourrait être plus restreint (égal à deux) ou plus grand.
[0083] Chacune de ces lignes est modélisée par une clothoïde.
[0084] L’une de ces lignes centrales candidates (dite ligne candidate gauche 2G) est créée sur la base uniquement de la ligne de bord gauche 1 G et de la largeur de la voie. En d’autres termes, cette ligne candidate gauche 2G est définie par un ensemble de six co- efficients dont les valeurs sont déduites des valeurs des coefficients de la clothoïde re- présentative de la ligne gauche 1 G et de la valeur de la largeur de la voie.
[0085] Une autre de ces lignes centrales candidates (dite ligne candidate droite 2D) est créée sur la base uniquement de la ligne de bord de voie droite 1D et de la largeur de la voie.
[0086] Enfin, la troisième de ces lignes centrales candidates (dite ligne candidate inter- médiaire 2DG) est créée sur la base tant de la ligne droite 1D que de la ligne gauche IG.
[0087] En variante, ces trois lignes pourraient être modélisées autrement. Typiquement, les trois lignes pourraient toutes être calculées en fonction des formes des deux lignes de bord de voie.
[0088] Dans le mode de réalisation ici considéré, la ligne candidate gauche 2G est le résultat d’une opération de translation de la clothoïde définissant la ligne de bord gauche IG, sur la moitié de la largueur de la voie et vers le centre de celle-ci. De la même manière, la ligne candidate droite 2D est le résultat d’une opération de translation de la clothoïde définissant la ligne de bord droite 1D, sur la moitié de la largueur de la voie et vers le centre de celle-ci.
[0089] Ainsi peut-on écrire que :
- la ligne candidate gauche 2G est définie par l’ensemble de coefficients Cgg (xOg, (yOg +yoa)/2, WOg, Cog, Cig, Lg), et que
- la ligne candidate droite 2D est définie par l’ensemble de coefficients Cdd (xOd, (yOg +yod)/2, ^od> Cod, CM, Ld).
[0090] La ligne candidate intermédiaire 2DG pourrait quant à elle être obtenue de diverses manières. Ici, une opération de type barycentrique est employée. Ainsi, on peut considérer que cette ligne est définie par l’ensemble de coefficients Cdg ((xOg-i-Xod)/2, (y og+yod)/2, (WOg+ W0d)/2, (c0g+c0d)/2, (cig+ Cid)/2, (Lg+Ld)/2).
[0091] Ces trois lignes candidates étant définie, le calculateur 11 calcule la matrice de co- variance de chaque ligne candidate. Chaque matrice de covariance est ici calculée en fonction des coefficients de la clothoïde associés à cette ligne candidate et en fonction de la ou des matrices de covariance associées aux lignes de bord droite 1D et gauche IG (selon que l’une ou les deux lignes ont été considérées pour définir la ligne candidate en question).
[0092] Dans l’exemple illustré sur la [Fig.2] où le véhicule automobile 10 se trouve au niveau d’une sortie d’autoroute, la ligne candidate gauche 2G semble la plus ap- propriée si le véhicule reste sur l’autoroute alors que la ligne candidate droite 2D semble la plus appropriée si le véhicule sort de l’autoroute.
[0093] A ce stade, le calculateur cherche donc à sélectionner la ligne candidate la plus ap- propriée à la situation.
[0094] Pour cela, une opération préliminaire de filtrage pourrait éventuellement être mise en œuvre afin de mettre de côté la ou les lignes candidates absurdes (par exemple une ligne candidate qui se rapprocherait trop de l’une des lignes de bord de voie).
[0095] Ensuite, le calculateur calcule un paramètre qui permettra de sélectionner la meilleure ligne candidate, compte tenu des données relatives au véhicule automobile 10.
[0096] Ce paramètre est de préférence une distance statistique. Il s’agit plus précisément ici d’une distance de Mahalanobis dM.
[0097] La méthode utilisée consiste alors, pour le calculateur 11, à calculer la distance de Mahalanobis dM entre chaque ligne candidate et le véhicule automobile 10 (à l’instant t o courant, au niveau du véhicule automobile 10).
[0098] Pour cela, le calculateur réalise le calcul suivant :
[0100] Dans cette équation, u est un premier vecteur relatif à la ligne candidate considérée et Su est sa matrice de covariance. De la même manière, v est un second vecteur relatif au véhicule automobile 10 et Sv est sa matrice de covariance.
[0101] Préférentiellement, les vecteurs comportent un même nombre de coefficients, compris entre deux et six. Ici, seuls deux coefficients seront employés puisqu’il a été observé que les résultats demeuraient très fiables avec deux coefficients seulement.
[0102] L’un des coefficients de chaque vecteur est un angle de cap (un tel angle donnant en effet une bonne indication de l’intention du conducteur), tandis que l’autre coefficient est une courbure (l’angle de cap ne suffisant pas à indiquer cette intention si la route et la trajectoire du véhicule sont courbés).
[0103] Ici, le premier vecteur u est donc défini par :
[0104] u= [^o, c0]T
[0105] Le second vecteur v est défini par :
[0106] v= [0, c0,ego]T.
[0107] 0 est l’angle de cap du véhicule automobile 10 et est égal soit à l’angle de braquage des roues avant, soit à la différence entre l’angle de braquage des roues avant et l’angle de braquage des roues arrière si ce dernier est non nul.
[0108] On notera que le premier vecteur u présentera des valeurs différentes d’une ligne candidate à l’autre.
[0109] On notera ici que la matrice de covariance Su sera déduite de la matrice de co- variance attachée à la ligne candidate considérée.
[0110] La matrice de covariance Sv sera quant à elle lue (ses coefficients sont stockés dans la mémoire du calculateur et dépendent du type du capteur et de la méthode de déter- mination de l’incertitude du ou des capteurs utilisés - si plusieurs capteurs sont utilisés en combinaison). Cette matrice de covariance est donc déterminée de manière analogue à celles associées aux deux lignes de bord de voie. Ainsi, ici encore, si plusieurs capteurs sont utilisés en combinaison, il est possible d’associer entre elles les incertitudes liées à chaque capteur.
[0111] Lors de cette opération, la distance de Mahalanobis est alors calculée pour chacune des lignes candidates, à l’instant courant t.
[0112] La ligne candidate pour laquelle la distance de Mahalanobis ainsi calculée est la plus faible est ensuite sélectionnée. [0113] Dans l’exemple illustré sur la [Fig.2], il s’agit de la ligne candidate droite 2D, ce qui apparait préférable dans la mesure où le véhicule roule en direction de la sortie d’autoroute.
[0114] A l’issue de cette étape E8, la ligne candidate droite 2D, intermédiaire 2DG ou gauche 2G sélectionnée et son ensemble de coefficients Cgg, Cdg, Cdd sont stockées dans la mémoire du calculateur 11 au cours d’une étape E10.
[0115] En pratique, au cours de ces étape E10, les ensembles de coefficients caractérisant toutes les lignes candidates et les lignes de bord sont stockées dans la mémoire du cal- culateur, ainsi que les données relatives à la posture et/ou à la cinématique du véhicule automobile 10 dans sa voie de circulation 1. Elles sont ainsi disponibles à un instant futur, en cas de besoin.
[0116] On peut maintenant envisager le cas où une, voire les deux ligne(s) de bord de la voie de circulation 1 n’a ou n’ont pas pu être détectée(s).
[0117] Cette perte de détection peut arriver par exemple si, compte tenu de la fréquence d’échantillonnage de la caméra, aucune nouvelle ligne n’a été calculée depuis le dernier instant t-1 d’échantillonnage. Elle peut également arriver en cas de problème sur le capteur (ici la caméra) ou sur le réseau CAN permettant de connecter le capteur au calculateur. Elle peut aussi arriver si l’une et/ou l’autre des lignes de bord n’est pas visible, par exemple car elle est cachée par un camion que le véhicule 10 doublerait.
[0118] Pour commencer, on peut considérer le cas où exactement une des deux lignes de bord droite 1D ou gauche IG a été détectée.
[0119] Dans cette éventualité, au cours d’une étape E12, le calculateur détermine si la ligne de bord de voie qui a été détectée est la ligne de bord gauche IG ou droite 1D.
[0120] S’il s’agit de la ligne de bord droite 1D, le calculateur 11 retrouve dans sa mémoire l’ensemble de coefficients caractérisant la ligne centrale candidate droite 2D dé- terminée à l’instant d’échantillonnage précédent t-1, et il le sélectionne comme ensemble de coefficients caractérisant la nouvelle ligne centrale.
[0121] A contrario, s’il s’agit de la ligne de bord gauche IG, le calculateur 11 retrouve dans sa mémoire l’ensemble de coefficients caractérisant la ligne centrale candidate gauche 2G déterminée à l’instant d’échantillonnage précédent t-1, et il le sélectionne comme ensemble de coefficients caractérisant la nouvelle ligne centrale.
[0122] On peut maintenant considérer le cas où aucune des deux lignes de bord droite 1D et gauche IG n’a pu être détectée depuis l’instant d’échantillonnage précédent t-1.
[0123] Alors, à l’étape E14, le calculateur procède de l’une ou l’autre des deux façons suivantes.
[0124] Le premier cas est celui où, à l’instant d’échantillonnage précédent t-1, les deux lignes de bord de voie avaient pu être détectées.
[0125] Dans ce cas, le calculateur retrouve dans sa mémoire les ensembles de coefficients caractérisant les lignes centrales candidates droite et gauche 2D, 2G déterminées à l’instant d’échantillonnage précédent t-1.
[0126] Il sélectionne alors l’un ou l’autre de ces lignes pour caractériser la nouvelle ligne centrale. Il pourrait typiquement sélectionner la même que celle qui avait été sé- lectionnée à l’instant d’échantillonnage précédent t-1.
[0127] Toutefois, de préférence, il sélectionne celle qui a la meilleure probabilité d’existence Pe. Cette probabilité d’existence Pe est calculée en fonction au moins des matrices de covariance des deux lignes centrales candidates droite et gauche 2D, 2G. Elle quantifie la confiance que l’on peut avoir dans la qualité de la détermination de cette ligne candidate. Elle est par exemple d’autant plus grande que le contraste entre le marquage au sol et le reste de la route est grand.
[0128] Le second cas est celui où, à l’instant d’échantillonnage précédent t-1, aucune ou une seule des deux lignes de bord droite 1D et gauche IG avait pu être acquise.
[0129] Dans ce cas, le calculateur retrouve dans sa mémoire l’ensemble de coefficients ca- ractérisant la ligne centrale candidate qui a été sélectionnée à l’instant d’échantillonnage précédent t-1, et il la sélectionne comme nouvelle ligne centrale.
[0130] Les étapes E10, E12 et E14 se poursuivent ensuite en une étape E16.
[0131] Cette étape El 6 consiste à contrôler que la ligne centrale sélectionnée est bien exprimée dans un repère convenable.
[0132] En pratique, lorsque l’étape E16 suit l’étape E10 (puisque les deux lignes de bord avaient bien été détectées), on considère que les coefficients caractérisant la ligne centrale sont bien exprimés dans le repère du véhicule automobile 10 à l’instant courant t, et qu’ils sont donc utilisables.
[0133] En revanche, lorsque l’étape E16 suit l’étape E12 ou E14 (puisque l’une au moins des deux lignes de bord n’a pas pu être détectée), on considère que les coefficients ca- ractérisant la ligne centrale sont exprimés dans le repère du véhicule automobile 10 à l’instant d’échantillonnage précédent t-1, si bien qu’il convient de les corriger afin de les exprimer dans le repère du véhicule automobile 10 à l’instant d’échantillonnage courant t.
[0134] En effet, entre l’instant d’échantillonnage précédent t-1 et l’instant courant t, le véhicule automobile 10 s'est déplacé, ce qui est illustré sur la [Fig.4].
[0135] Ce déplacement est ici caractérisé par trois données, à savoir un déplacement lon- gitudinal dx, un déplacement latéral dy et un changement de cap dW. On notera que ces données pourraient s’exprimer dans le repère du véhicule à l’instant courant t. On considérera toutefois ici qu’elles sont exprimées dans le repère attaché au véhicule au- tomobile à l’instant d’échantillonnage précédent t-1.
[0136] Lors de cette étape E16, il est ici proposé d’adapter la position et l’orientation de la ligne centrale en fonction du déplacement du véhicule. [0137] L’expression de la ligne centrale sous la forme d’une clothoïde permet de simplifier ces calculs. On peut en effet effectuer ce changement de repère en exécutant les calculs suivants :
[0138]
[0139]
[0140]
[0141]
[0142]
[0143] Enfin, lors de cette étape E16, il est également prévu de supprimer la partie de la ligne centrale sélectionnée qui a été dépassée par le véhicule (sa longueur L s’en trouve donc modifiée).
[0144] Ainsi, quelle que soit la situation, le procédé permet de caractériser à l’étape E16 la ligne centrale de la voie de circulation, au moyen d’un ensemble de coefficients carac- térisant cette ligne sous forme de clothoïde dans le repère attaché au véhicule au- tomobile à l’instant courant t.
[0145] Par conséquent, au cours d’une ultime étape El 8, le calculateur 11 peut émettre sur le réseau CAN du véhicule cet ensemble de coefficients.
[0146] Lors de cette étape, cet ensemble est également stocké dans la mémoire du cal- culateur (ce qui est illustré sur la [Fig.3] par la flèche en pointillés).
[0147] On comprend ainsi que grâce à ce procédé, les coefficients caractérisant la ligne centrale (sa forme et sa position) restent disponibles quelques instants supplémentaires après que les coefficients caractérisant l’une au moins des deux lignes de bord droite 1D et gauche IG n’ont pas pu être acquis.
[0148] Dès lors, ce procédé permet de prolonger les fonctions de pilotage du véhicule quelques instants de plus, mais pas indéfiniment si les lignes de bord droite 1D et gauche IG restent indétectables. L’idée est essentiellement d’éviter de désactiver ces fonctions de pilotage lorsque les lignes de bord sont indétectables quelques instants seulement.
[0149] A ce sujet, il est possible d’utiliser une temporisation afin de limiter la durée pendant laquelle la ligne centrale est reconstruite.
[0150] Quoi qu’il en soit, la ligne centrale sélectionnée peut ensuite être utilisée de façon à piloter les actionneurs du véhicule, par exemple la fonction LCA de centrage du véhicule dans sa voie de circulation.
[0151] Pour cela, les coefficients la caractérisant peuvent être utilisés pour déterminer une consigne de braquage des roues directrices du véhicule automobile (à transmettre à l’actionneur de direction assistée), par exemple selon une méthode telle que celle décrite dans le document FR3082162.
[0152] En variante ou en complément, la ligne centrale sélectionnée pourrait également être utilisée pour mettre en œuvre d’autres fonctions d’aide à la conduite du véhicule, par exemple les fonctions LKA de maintien du véhicule dans sa voie de circulation, de freinage d’urgence, d’évitement, de dépassement d’un véhicule tiers, de régulateur de vitesse adaptatif, d’avertissement de collision. ...
[0153] En outre, la ligne centrale pourra être affichée sur l’écran d’affichage du véhicule au- tomobile, en superposition d’une image déjà affiché de ce véhicule et de son envi- ronnement. Cela permettra au conducteur de mieux appréhender les réactions du véhicule automobile.
[0154] La présente invention n’est nullement limitée au mode de réalisation décrit et re- présenté, mais l’homme du métier saura y apporter toute variante conforme à l’invention.
[0155] A titre d’exemple, le procédé pourrait être employé pour déterminer la forme de la ligne centrale d’une voie de circulation adjacente à celle empruntée par le véhicule au- tomobile.
[0156] L’invention s’applique également au domaine de la robotique et à tout autre domaine dans lequel un objet doit suivre une trajectoire particulière sur une route (cette route étant ici entendue dans son acception la plus générale, comme une zone de circulation pour le robot).

Claims

Revendications
[Revendication 1] Procédé de pilotage d’un véhicule automobile (10) circulant sur une route comprenant au moins une voie de circulation (1), le procédé comprenant des étapes, mises en œuvre en boucle à des pas de temps (t-1, t) successifs par une unité électronique et/ou informatique (11) : a) de tentative d’acquisition d’informations caractérisant deux lignes de bord (ID, IG) délimitant ladite voie de circulation (1), b) si les informations ont été acquises, de caractérisation d’au moins une ligne centrale de ladite voie de circulation (1) en fonction desdites in- formations, et c) de détermination d’une consigne de pilotage d’un actionneur de direction du véhicule automobile (10), en fonction de ladite ligne centrale, caractérisé en ce que si, lors de la mise en œuvre de l’étape a) à un pas de temps (t) courant, les informations caractérisant l’une au moins des deux lignes de bord (ID, IG) n’ont pas pu être acquises, à l’étape b), ladite ligne centrale est caractérisée en fonction des informations acquises à un pas de temps (t-1) précédent.
[Revendication 2] Procédé de pilotage selon la revendication 1, dans lequel si, à l’étape a), les informations caractérisant les deux lignes de bord (ID, IG) ont été acquises, il est prévu à l’étape b) des sous-étapes de :
- acquisition de données relatives à la posture et/ou au déplacement du véhicule automobile (10) sur la route,
- création d’au moins deux lignes centrales candidates (2D, 2G, 2DG) situées entre les deux lignes de bord (ID, IG), au cours de laquelle ladite unité électronique et/ou informatique (11) calcule des coefficients caractérisant lesdites au moins deux lignes centrales candidates (2D, 2G, 2DG) en fonction des informations acquises à l’étape a), et
- sélection, en tant que ligne centrale, d’une des lignes centrales candidates (2D, 2G, 2DG) en fonction des données acquises.
[Revendication 3] Procédé de pilotage selon la revendication 2, dans lequel si, lors de la mise en œuvre de l’étape a) à un pas de temps (t) courant, les in- formations caractérisant une seule des deux lignes de bord (ID, IG) ont été acquises, à savoir la ligne de bord délimitant un côté droit ou respec- tivement gauche de la voie de circulation (1), à l’étape b), la ligne centrale est déduite de la ligne centrale candidate (2D, 2G, 2DG) qui a été créée au pas de temps (t-1) précédent et qui est celle située le plus à droite ou respectivement le plus à gauche de la voie de circulation (1).
[Revendication 4] Procédé de pilotage selon l’une des revendications 2 et 3, dans lequel si, lors de la mise en œuvre de l’étape a) à un pas de temps (t) courant, aucune information caractérisant les lignes de bord (ID, IG) n’a été acquise et si les informations caractérisant les deux lignes de bord (1D, IG) ont pu être acquises au pas de temps (t-1) précédent, l’une des lignes centrales candidates (2D, 2G, 2DG) crées au pas de temps (t-1) précédent est sélectionnée et la ligne centrale est déduite de la ligne centrale candidate (2D, 2G, 2DG) sélectionnée.
[Revendication 5] Procédé de pilotage selon la revendication 4, dans lequel il est prévu de calculer, pour chacune des lignes centrales candidates (2D, 2G, 2DG) créées au pas de temps (t-1) précédent, une probabilité d’existence (Pe) en fonction au moins de matrices de covariance associées aux lignes centrales candidates (2D, 2G, 2DG), et dans lequel la ligne centrale candidate (2D, 2G, 2DG) sélectionnée est celle qui a la plus grande pro- babilité d’existence (Pe).
[Revendication 6] Procédé de pilotage selon l’une des revendications 4 et 5, dans lequel si, lors de la mise en œuvre de l’étape a) à un pas de temps (t) courant, aucune information caractérisant les lignes de bord (ID, IG) n’a été acquise et si, au pas de temps (t-1) précédent, les informations carac- térisant l’une au moins des deux lignes de bord (ID, IG) n’ont pas pu être acquises, la ligne centrale candidate sélectionnée au pas de temps (t-1) précédent est sélectionnée au pas de temps (t) courant.
[Revendication 7] Procédé de pilotage selon l’une des revendications 2 à 6, dans lequel les coefficients caractérisant une partie au moins des lignes centrales candidates (2D, 2G) sont calculés en fonction uniquement des in- formations caractérisant une seule des deux lignes de bord (ID, IG) et d’une largeur de la voie de circulation (1).
[Revendication 8] Procédé de pilotage selon l’une des revendications 1 à 7, dans lequel si, lors de la mise en œuvre de l’étape a) au pas de temps (t) courant, les in- formations caractérisant l’une au moins des deux lignes de bord (1D, IG) n’ont pas pu être acquises, à l’étape b), après que la ligne centrale a été caractérisée, il est prévu des sous étapes de :
- acquisition de données relatives au déplacement du véhicule au- tomobile (10) entre le pas de temps (t-1) précédent et le pas de temps (t) courant,
- modification de la ligne centrale en exécutant un calcul de changement de repère en fonction des données acquises.
[Revendication 9] Procédé de pilotage selon la revendication 8, dans lequel, lors de la sous-étape de modification, une partie de la ligne centrale est supprimée, ladite partie étant celle ayant été dépassée par le véhicule automobile (10) au pas de temps (t) courant.
[Revendication 10] Véhicule automobile (10) comportant des moyens d’acquisition d’informations caractérisant deux lignes de bord (ID, IG) d’une voie de circulation d’une route empruntée par le véhicule automobile (10) et au moins un actionneur de pilotage du véhicule automobile (10), ca- ractérisé en ce qu’il comporte un calculateur (11) adapté à mettre en œuvre un procédé conforme à l’une des revendications 1 à 9.
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