EP4713236A1 - Procédé de contrôle d'une trajectoire d'un véhicule automobile le long d'une voie de circulation - Google Patents

Abstract

Procédé de contrôle d'une trajectoire d'un véhicule automobile le long d'une voie de circulation, ledit procédé comprenant une étape (6) de détermination d'un angle (50), dit angle volant, à donner à un système de direction du véhicule pour suivre ladite voie, ladite étape (6) de détermination de l'angle volant (50) comprenant une étape (8) de calcul d'un angle (48), dit de guidage, à l'aide de premières informations (52), ledit procédé comprenant en outre une étape (10) d'acquisition de deuxièmes informations (54), relatives à une orientation de ladite voie, et une étape (12) de définition d'une règle de limitation (56) d'après lesdites deuxièmes informations (54), ladite étape (6) de détermination de l'angle volant (50) comprenant un étape (14) de correction de l'angle de guidage (48) en cas d'un non-respect de ladite règle de limitation (56).

Description

Description

Titre de l'invention : Procédé de contrôle d’une trajectoire d’un véhicule automobile le long d’une voie de circulation

[0001] L’invention concerne un procédé de contrôle d’une trajectoire d’un véhicule automobile le long d’une voie de circulation.

[0002] Dans ce domaine, il est connu des procédés d’aide à la conduite selon lesquels un système de direction du véhicule est piloté pour le garder au centre de la voie à l’aide d’un contrôle latéral de sa trajectoire. Pour des raisons de confort cette commande doit être douce et ne pas donner d’ à-coup qui pourrait gêner/surprendre le conducteur.

[0003] Le contrôle latéral utilise différentes grandeurs pour calculer un angle volant. Dans certaines situations, notamment de marquage de la chaussée et/ou de luminosité, les capteurs impliqués dans l’établissement des grandeurs utilisées dans le contrôle peuvent avoir de mauvaises détections, notamment d’une courbure de la voie. Dans ce contexte des vibrations/à-coups volant peuvent être perçus, et ce même en ligne droite.

[0004] L’invention a pour objectif de pallier au moins en partie les inconvénients précédents et propose à cette fin un procédé de contrôle d’une trajectoire d’un véhicule automobile le long d’une voie de circulation, ledit procédé comprenant une étape de détermination d’un angle, dit angle volant, à donner à un système de direction du véhicule pour suivre ladite voie, ladite étape de détermination de l’angle volant comprenant une étape de calcul d’un angle, dit de guidage, à l’aide de premières informations, ledit procédé comprenant en outre une étape d’acquisition de deuxièmes informations, relatives à une orientation de ladite voie, et une étape de définition d’une règle de limitation d’après lesdites deuxièmes informations, ladite étape de détermination de l’angle volant comprenant un étape de correction de l’angle de guidage en cas d’un non-respect de ladite règle de limitation.

[0005] Grâce à la détermination et l’usage d’une règle de limitation, l’angle utilisé pour guider le véhicule tient compte d’informations supplémentaires, à savoir les deuxièmes informations, différentes des premières informations, ceci non pas pour participer au calcul de l’angle mais uniquement pour le corriger, le cas échéant, ce qui permet de réduire les risques de vibration du volant en cas de premières informations insuffisamment stables ou robustes. De cette façon, le contrôle latéral offert par l’invention sera plus confortable en ligne droite et gardera la même performance en virages.

[0006] Selon différentes caractéristiques supplémentaires de l’invention, qui pourront être prises ensemble ou séparément et qui forment autant de modes de réalisation de l’invention : l’étape d’acquisition des deuxièmes informations est effectuée par biais d’un système de positionnement du véhicule et d’une cartographie routière, lesdites deuxièmes informations comprennent une nature de la voie, ladite nature de la voie est choisie parmi voie en ligne droite ou voie présentant un virage. ladite règle de limitation comprend un intervalle de variation d’une vitesse d’évolution dudit angle de guidage en fonction de la nature de la voie, pour une voie en ligne droite, l’intervalle de variation est compris entre 0 et 2° par seconde, pour une voie présentant un virage, l’intervalle de variation est compris entre 0 et 10° par seconde, lesdites deuxièmes informations comprennent une courbure de la voie en avant du véhicule, ladite règle de limitation comprend un intervalle de variation d’une vitesse d’évolution dudit angle en fonction de ladite courbure, un maximum dudit intervalle est fixé par une fonction prenant une valeur de départ pour une courbure nulle et évoluant linéairement jusqu’à une valeur maximum pour une courbure seuil et conservant la même valeur maximum au-delà de ladite courbure seuil, ladite courbure seuil est de 2exp-3, ladite valeur de départ est de 2° par seconde, ladite valeur maximum est de 10° par seconde, ledit procédé comprend en outre une étape de traitement d’images relatives à la voie destinée à être suivie par le véhicule, lesdites premières informations comprennent au moins des données relatives à la voie destinée à être suivie par le véhicule, notamment issues de l’étape de traitement d’images, lesdites données relatives à la voie destinée à être suivie par le véhicule, issues de l’étape de traitement d’images, comprennent une courbure de la voie, la courbure de la voie est déterminée à une distance en avant du véhicule dépendant de la vitesse du véhicule, ladite étape de calcul de l’angle de guidage comprend une régulation par boucle de rétroaction délivrant une valeur d’angle à prendre en compte par le système de direction pour maintenir ou aligner le véhicule par rapport à un centre de la voie, en ligne droite, et/ou une régulation par boucle de réaction délivrant une valeur d’angle à prendre en compte par le système de direction en fonction de la courbure de la voie, ladite étape de calcul de l’angle du guidage exploite une somme de la valeur d’angle obtenue par rétroaction et de la valeur d’angle obtenue par réaction. [0007] L’invention concerne aussi un système de gestion embarqué dans un véhicule automobile comprenant des éléments matériels et/ou logiciels mettant en œuvre le procédé de contrôle décrit plus haut.

[0008] L’invention concerne encore un véhicule automobile comprenant ledit système de gestion.

[0009] L’invention concerne aussi un produit programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme enregistrées sur un support, lisible par ordinateur, pour mettre en œuvre les étapes du procédé de contrôle décrit plus haut, lorsque ledit programme fonctionne sur un ordinateur.

[0010] L’invention concerne aussi un support d’enregistrement de données, lisible par ordinateur, sur lequel est enregistré un programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour mettre en œuvre les étapes du procédé de contrôle décrit plus haut, lorsque ledit programme fonctionne sur un ordinateur.

[0011] L’invention sera mieux comprise, et d’autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative détaillée qui va suivre, d'au moins un mode de réalisation de l’invention donné à titre d’exemple purement illustratif et non limitatif, en référence aux dessins schématiques annexés parmi lesquels :

[0012] [Fig.l] illustre de façon schématique un véhicule automobile dans une configuration d’utilisation du procédé conforme l’invention ;

[0013] [Fig.2] illustre de façon schématique un exemple de mise en œuvre du procédé conforme à l’invention ;

[0014] [Fig.3] illustre de façon schématique une courbe indiquant, en fonction d’une courbure d’une voie, des valeurs prises par un maximum d’un paramètre, utilisé dans une règle de limitation selon le procédé conforme à l’invention ;

[0015] [Fig.4] illustre de façon schématique un mode de réalisation de l’une des étapes du procédé de la [Fig.l].

[0016] Comme illustré à la [Fig.l], l’invention concerne un procédé de contrôle d’une trajectoire d’un véhicule automobile 1 le long d’une voie de circulation 2. Ledit procédé est préférentiellement mis en œuvre par un système de gestion embarqué dans le véhicule automobile notamment un système de gestion numérique de traitement d’informations comprenant des microprocesseurs.

[0017] Préférentiellement, ledit procédé a pour objectif de maintenir le véhicule 1 le long d’une ligne centrale de la voie 2, ladite ligne centrale étant ici repérée par la flèche illustrée 4. En ligne droite, ledit procédé aura donc pour fonction de maintenir le véhicule selon une même direction. Dans un virage, comme illustré, ledit procédé aura au contraire pour fonction de permettre au véhicule de suivre une courbure de la route. Pour cela, un contrôle latéral du véhicule est réalisé. [0018] Plus précisément, ledit procédé comprenant une étape de détermination d’un angle, dit angle volant, à donner à un système de direction du véhicule pour suivre ladite voie 2. Ledit angle est, par exemple, nul si la voie est en ligne droite. Il prend par contre une valeur donnée, non nulle, si la voie tourne. On comprend l’importance d’une bonne détermination d’un tel angle. Une estimation faussée aura pour conséquence la détermination d’un angle volant déviant le véhicule vers l’intérieur du virage, selon la flèche repérée 4’, ou vers l’extérieur du virage, selon la flèche repérée 4”.

[0019] Comme illustré à la [Fig.2], ladite étape 6 de détermination de l’angle volant 50 comprend une étape 8 de calcul d’un angle 48, dit de guidage, à l’aide de premières informations 52.

[0020] Lesdites premières informations 52 comprennent préférentiellement des informations directes, c’est-à-dire, des informations liées à des conditions de fonctionnement du véhicule telles que, entre autres, une vitesse longitudinale, latérale et/ou de lacet du véhicule, un écart latéral et/ou un angle de cap du véhicule par rapport au centre de la voie, un angle et/ou une vitesse de rotation d’une roue du véhicule par rapport à un axe vertical, un empattement du véhicule, une masse appliquée sur le train avant et/ou arrière du véhicule, une rigidité pneumatique de roues avant et/ou arrière du véhicule. Lesdites premières informations 52 proviennent de ressources, matérielles et/ou logicielles, embarquées dans le véhicule. Il s’agit, par exemple, de différents capteurs délivrant des mesures, destinées à être traitées par ledit système de gestion numérique pour le calcul dudit angle de guidage.

[0021] Lesdites premières informations 52 comprennent en outre des données relatives à la voie destinée à être suivie par le véhicule. Il s’agit en particulier de la courbure de ladite voie. Cette dernière est avantageusement déterminée à une distance, en avant du véhicule, dépendant de la vitesse du véhicule.

[0022] Selon un mode de réalisation préférentielle du procédé conforme à l’invention, lesdites données relatives à la voie destinée à être suivie par le véhicule, en particulier ladite courbure, sont issues d’une étape de traitement d’images relatives à ladite voie. Ladite étape de traitement d’images est effectuée, par exemple, à partir d’images obtenues à l’aide d’une caméra embarquée sur le véhicule.

[0023] Ledit procédé comprend en outre une étape 10 d’acquisition de deuxièmes informations 54, relatives à une orientation de ladite voie.

[0024] Lesdites deuxièmes informations 54 sont préférentiellement des informations indirectes, c’est-à-dire, des informations provenant de ressources, matérielles et/ou logicielles, au moins en partie externes au véhicule, même si des moyens de transmission de données, embarqués dans le véhicule, sont éventuellement impliqués pour communiquer lesdites deuxièmes informations au véhicule afin de permettre leur traitement selon le procédé conforme à l’invention, notamment à l’aide dudit système de gestion numérique du véhicule.

[0025] Préférentiellement, l’étape 10 d’acquisition des deuxièmes informations est effectuée par le biais d’un système de positionnement du véhicule, par exemple par géolocalisation, et d’une cartographie routière 20.

[0026] Ledit procédé comprend encore une étape 12 de définition d’une règle 56 de limitation d’après lesdites deuxièmes informations. Des exemples d’une telle règle 56 seront donnés plus loin. Selon l’invention, ladite règle 56 de limitation permet de fiabiliser le contrôle latéral du véhicule en évitant que le véhicule ne dévie trop vite lorsque cela n’est pas pertinent.

[0027] Pour cela, ladite étape 6 de détermination de l’angle volant 50 comprend une étape 14 de correction de l’angle de guidage en cas d’un non-respect de ladite règle 56 de limitation. Autrement dit, si l’angle de guidage 48 est conforme à ladite règle 56, ledit angle de guidage 50 issu de ladite étape 8 de calcul n’est pas modifié et l’angle volant 50 délivré par le procédé conforme à l’invention pour guider le véhicule est égal audit angle de guidage 48. Par contre, si ledit angle de guidage 48 n’est pas conforme à ladite règle 56, ledit angle de guidage 48 issu de ladite étape 8 de calcul est modifié, selon des prescriptions de ladite règle 56, et l’angle volant délivré par le procédé conforme à l’invention pour guider le véhicule est égal audit angle de guidage 48 ainsi modifié.

[0028] Grâce à la règle 6 de limitation, l’angle 50 utilisé pour guider le véhicule tient compte d’informations supplémentaires, à savoir les deuxièmes informations 54, ceci non pas pour participer au calcul de l’angle mais uniquement pour corriger le résultat délivré par l’étape correspondante, le cas échéant. Ceci permet de réduire des vibrations du volant provenant de premières informations insuffisamment stables ou robustes.

[0029] Préférentiellement, ladite règle 6 de limitation donne une valeur maximum d’une vitesse de variation de l’angle volant 50. Dans un tel cas, ladite vitesse de variation de l’angle volant 50 est mesurée et enregistrée pour être comparée aux critères fixés par ladite règle.

[0030] Selon une première variante du procédé conforme à l’invention, lesdites deuxièmes informations 54 comprennent une nature de la voie, par exemple obtenue par le biais de la cartographie routière 20 et à partir d’un positionnement du véhicule. Ladite nature de la voie est choisie, par exemple, parmi voie en ligne droite ou voie présentant un virage. Une telle variante correspond avantageusement à l’emploi d’une cartographie basse définition.

[0031] Ladite règle 6 de limitation comprend alors un intervalle de variation d’une vitesse d’évolution dudit angle de guidage 50 en fonction de la nature de la voie. Pour une voie en ligne droite, l’intervalle de variation est compris, par exemple, entre 0 et 2° par seconde. Pour une voie présentant un virage, l’intervalle de variation est compris, par exemple, entre 0 et 10° par seconde.

[0032] Autrement dit, à titre d’exemple, si la nature de la voie issue de l’étape 10 d’acquisition des deuxièmes informations est voie en ligne droite, la règle 6 de limitation générée aura pour effet d’empêcher des variations de l’angle volant 50 supérieures à 2° par seconde. De la sorte, si l’angle de guidage 48 issu de l’étape 8 de calcul varie trop rapidement, la valeur de l’angle volant 50 ne correspondra pas à la valeur de l’angle de guidage 48 mais à une valeur permettant de respecter cette limite de variation. Encore autrement dit, toujours à titre d’exemple et dans les mêmes conditions, si l’angle volant 50 dans la seconde qui précède un instant t est en moyenne de 3°, l’angle volant à utiliser à l’instant t sera compris entre 1 et 5°. De la sorte, si l’angle de guidage 48 est inférieur à 1°, l’angle volant 50 sera alors ramené à 1°. Si l’angle de guidage 48 est supérieur à 5°, l’angle volant 50 sera ramené à 5°. Si l’angle de guidage 48 est compris entre 1° et 5°, l’angle volant 50 sera égal à l’angle de guidage 48 calculé.

[0033] Selon une autre variante du procédé conforme à l’invention, lesdites deuxièmes informations 54 comprennent la courbure de la voie en avant du véhicule. Il ne s’agit alors pas de la courbure de la voie selon les données des premières informations mais selon des données différentes, par exemple obtenues par le biais de la cartographie routière 20, prévue suffisamment détaillée, et à partir du positionnement du véhicule, prévu suffisamment précis. Une telle variante correspond avantageusement à l’emploi d’une cartographie haute définition.

[0034] Ladite règle de limitation comprend alors un intervalle de variation d’une vitesse d’évolution dudit angle volant en fonction de ladite courbure.

[0035] Comme illustré à la [Fig.3], un maximum dudit intervalle est fixé par une fonction prenant une valeur de départ pour une courbure nulle, évoluant linéairement jusqu’à une valeur maximum pour une courbure seuil et conservant la même valeur maximum au-delà ladite courbure seuil. A la [Fig.3], les courbures sont illustrées en abscisses, en mètre , et la valeur maximum de la variation d’angle volant est illustrée en ordonnées, en degré/seconde.

[0036] Ladite courbure seuil est de 2exp-3, ce qui correspond à un virage d’un rayon d’environ 500 mètres, ladite valeur de départ est de 2° par seconde. Ladite valeur maximum est de 10° par seconde.

[0037] Comme illustré à la [Fig.4], ladite étape 8 de calcul de l’angle de guidage 48 comprend une régulation par une boucle de rétroaction 22. Ladite boucle de rétroaction 22 délivre une valeur d’angle 24 à prendre en compte par le système de direction pour maintenir ou aligner le véhicule par rapport à un centre de la voie, en ligne droite.

[0038] Ladite boucle de rétroaction 22 comprend, par exemple, un module véhicule 30, muni des capteurs et/ou actionneurs en cause, un module observateur 32, exploitant en entrée des mesures 34 fournies par le module véhicule 30 pour délivrer une sortie 36, sous la forme d’un vecteur d’état, un premier module de calcul 38, opérant une soustraction entre une valeur de référence 40 et la sortie 36 du module observateur 32, et un module d’amplification 43 d’un résultat 42 de ladite soustraction.

[0039] Ladite étape 8 du calcul de l’angle de guidage 48 comprend en outre, alternativement ou combinaison, une régulation par boucle de réaction 26. Ladite boucle de réaction 26 délivre une valeur d’angle 28 à prendre en compte par le procédé conforme à l’invention en fonction de la courbure de la voie.

[0040] Ladite boucle de réaction 26 comprend, par exemple, le module véhicule 30 et un module de réaction 44 délivrant ladite valeur d’angle 28 à prendre en compte pour tenir compte de la courbure de la voie.

[0041] Ladite étape 8 de calcul exploite une somme d’une valeur d’angle 24 obtenue par rétroaction et de la valeur d’angle 28 obtenue par réaction pour déterminer ledit angle de guidage 48. Lesdites boucles 24, 26 de rétroaction et de réaction comprennent ici pour cela un deuxième module de calcul 46 opérant ladite somme.

Claims

Revendications

[Revendication 1] Procédé de contrôle d’une trajectoire d’un véhicule automobile le long d’une voie de circulation (1), ledit procédé comprenant une étape (6) de détermination d’un angle (50), dit angle volant, à donner à un système de direction du véhicule pour suivre ladite voie (1), ladite étape (6) de détermination de l’angle volant (50) comprenant une étape (8) de calcul d’un angle (48), dit de guidage, à l’aide de premières informations (52), ledit procédé comprenant en outre une étape (10) d’acquisition de deuxièmes informations (54), relatives à une orientation de ladite voie (1), et une étape (12) de définition d’une règle de limitation (56) d’après lesdites deuxièmes informations (54), ladite étape (6) de détermination de l’angle volant (50) comprenant un étape (14) de correction de l’angle de guidage (48) en cas d’un non-respect de ladite règle de limitation (56).

[Revendication 2] Procédé selon la revendication 1 dans lequel l’étape (10) d’acquisition des deuxièmes informations (54) est effectuée par biais d’un système de positionnement du véhicule et d’une cartographie routière (20).

[Revendication 3] Procédé selon la revendication précédente dans lequel lesdites deuxièmes informations (54) comprennent une nature de la voie.

[Revendication 4] Procédé selon la revendication précédente dans lequel ladite nature de la voie est choisie parmi voie en ligne droite ou voie présentant un virage, ladite règle de limitation (56) comprenant un intervalle de variation d’une vitesse d’évolution dudit angle de guidage (50) en fonction de la nature de la voie.

[Revendication 5] Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2 dans lequel lesdites deuxièmes informations (54) comprennent une courbure de la voie en avant du véhicule.

[Revendication 6] Procédé selon la revendication précédente dans lequel ladite règle de limitation (56) comprend un intervalle de variation d’une vitesse d’évolution dudit angle en fonction de ladite courbure.

[Revendication 7] Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel ladite étape (8) de calcul de l’angle de guidage (48) comprend une régulation par boucle de rétroaction (22) délivrant une valeur d’angle (36) à prendre en compte par le système de direction pour maintenir ou aligner le véhicule par rapport à un centre de la voie, en ligne droite, et/ou une régulation par boucle de réaction (26) délivrant une valeur d’angle (28) à prendre en compte par le système de direction en fonction de la courbure de la voie.

[Revendication 8] Procédé selon la revendication précédente dans lequel ladite étape (8) de calcul de l’angle du guidage (48) exploite une somme de la valeur d’angle (24) obtenue par rétroaction et de la valeur d’angle (28) obtenue par réaction.

[Revendication 9] Système de gestion embarqué dans un véhicule automobile comprenant des éléments matériels et/ou logiciels mettant en œuvre le procédé de contrôle selon l’une quelconque des revendications précédentes.

[Revendication 10] Véhicule automobile selon la revendication précédente comprenant ledit système de gestion.

[Revendication 11] Produit programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme enregistrées sur un support, lisible par ordinateur, pour mettre en œuvre les étapes du procédé de contrôle selon l’une quelconque des revendications là 8, lorsque ledit programme fonctionne sur un ordinateur.

[Revendication 12] Support d’enregistrement de données, lisible par ordinateur, sur lequel est enregistré un programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour mettre en œuvre les étapes du procédé de contrôle selon l’une quelconque des revendications 1 à 8.