FR3043974A1 - Procede et systeme d'assistance au changement de voie de roulage pour vehicule automobile - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé d'assistance au changement de voie pour un véhicule automobile (2) depuis une voie de roulage initiale (L1) vers une voie de roulage finale (L2) comportant une étape de détection de la voie de roulage finale, une étape de détermination d'une trajectoire centrale (LC) par rapport à la voie de roulage finale détectée et une étape de contrôle du véhicule automobile (2) pour qu'il rejoigne ladite trajectoire centrale (LC). Selon l'invention, le procédé en outre une étape de réception d'une information de détection et de localisation d'un obstacle (3') à proximité de la trajectoire centrale (LC), et l'étape de contrôle du véhicule automobile (2) comporte la détermination d'au moins une première trajectoire (T1) à suivre par le véhicule automobile (2) depuis la voie de roulage initiale pour rejoindre une ligne intermédiaire (Li) sensiblement parallèle à ladite trajectoire centrale (LC) et décalée latéralement sur la voie de roulage finale d'une valeur (Δ) constante de décalage de sécurité fonction de la position de l'obstacle détecté, et d'une deuxième trajectoire (T2) à suivre par le véhicule automobile (2) depuis la ligne intermédiaire (Li) pour rejoindre ladite trajectoire centrale (LC).
Description
PROCEDE ET SYSTEME D’ASSI STANCE AU CHANGEMENT DE VOI E DE ROULAGE POUR VEHICULE AUTOMOBI LE
La présente invention concerne de manière générale les véhicules automobiles équipés de systèmes semi-automatiques, voire automatiques d’assistance à la conduite, et plus précisément de systèmes d’assistance au changement de voie de roulage pour un véhicule automobile.
De tels systèmes de changement de voie, connus sous l’appellation LCC (initiales anglo-saxonnes mises pour Lane Change Control) ont pour but de contrôler, en agissant sur les organes de contrôle de la direction du véhicule voire du système de freinage, la trajectoire suivie par un véhicule automobile lorsqu’il est nécessaire de changer de voie de roulage, par exemple en cas de dépassement d’un autre véhicule ou après dépassement d’un véhicule.
De tels systèmes utilisent généralement les informations provenant d’un détecteur des lignes de marquage routier, tel qu’une caméra embarquée à l’avant du véhicule, pour identifier les limites latérales non seulement de la voie sur laquelle le véhicule roule, mais aussi des voies adjacentes à la voie courante de roulage. Lorsque le véhicule est dans une situation où un changement de voie, depuis une voie de roulage initiale vers une voie de roulage finale, est possible, les systèmes classiques calculent généralement la trajectoire centrale de la voie de roulage finale, et déterminent à partir d’informations provenant d’un système de localisation du véhicule, par exemple un système de navigation, et d’informations de vitesse et/ou d’accélération du véhicule, une trajectoire qui doit être suivie par le véhicule automobile pour lui faire atteindre la trajectoire centrale de la voie de roulage finale. Les systèmes classiques contrôlent alors le véhicule pour qu’il suive automatiquement cette trajectoire jusqu’à atteindre la trajectoire centrale de la voie de roulage finale. A titre d’exemple, on a représenté sur la figure 1 une situation de roulage sur une route 1, par exemple une autoroute, comprenant, à l’intérieur de deux limites latérales extrêmes 10 et 11, trois voies de roulage possibles
Li, l_2 et L3 dans la même direction de roulage, chacune étant délimitée par deux lignes de marquage au sol, telle la ligne de marquage 13. Un véhicule automobile 2 équipé d’un système d’assistance au changement de voie est représenté roulant sur la voie de roulage l_i située ici le plus à droite de la route 1 dans le sens de la circulation. Le véhicule automobile 2 suit dans l’exemple un véhicule tiers 3 qu’il s’apprête à dépasser en utilisant le système d’assistance au changement de voie. Par souci de simplification, on suppose que le système a déjà identifié la voie de roulage initiale, ici la voie Li, la voie de roulage finale, ici la voie L2, et que le changement de voie est effectivement possible (marquage au sol autorisant le changement de voie, aucun véhicule susceptible de survenir à l’arrière du véhicule 2). Dans ce cas de figure, un système classique d’assistance au changement de voie va déterminer la trajectoire centrale Le de la voie de roulage finale L2, puis déterminer la trajectoire T à suivre par le véhicule 2 pour amener ce véhicule sur la trajectoire centrale Le-
De tels systèmes ne donnent néanmoins pas toujours un sentiment de sécurité pour le conducteur. En particulier, dans une situation similaire à celle de la figure 1, en cas d’obstacles présents sur la voie de roulage L3, un automobiliste aurait naturellement le réflexe de rejoindre la ligne centrale Le en deux temps afin de se sentir plus en sécurité dans sa manœuvre de dépassement par rapport à ces obstacles. L’invention a pour but de pallier les inconvénients et limites des systèmes connus en proposant une assistance au changement de voie qui tend à se rapprocher du comportement naturel d’un automobiliste et à augmenter en conséquence son sentiment de sécurité.
Pour ce faire, la présente invention a pour objet un procédé d’assistance au changement de voie pour un véhicule automobile depuis une voie de roulage initiale vers une voie de roulage finale comportant une étape de détection de la voie de roulage finale, une étape de détermination d’une trajectoire centrale par rapport à la voie de roulage finale détectée et une étape de contrôle du véhicule automobile pour qu’il rejoigne ladite trajectoire centrale, caractérisé en ce qu’il comporte en outre une étape de réception d’une information de détection et de localisation d’un obstacle à proximité de la trajectoire centrale, et en ce que l’étape de contrôle du véhicule automobile comporte la détermination d’au moins une première trajectoire à suivre par le véhicule automobile depuis la voie de roulage initiale pour rejoindre une ligne intermédiaire sensiblement parallèle à ladite trajectoire centrale et décalée latéralement sur la voie de roulage finale d’une valeur constante de décalage de sécurité fonction de la position de l’obstacle détecté, et d’une deuxième trajectoire à suivre par le véhicule automobile depuis la ligne intermédiaire pour rejoindre ladite trajectoire centrale.
Selon d’autres aspects possibles du procédé : - la première trajectoire et la deuxième trajectoire sont fonction de la vitesse et/ou de l’accélération du véhicule automobile ; - l’étape de détection de la voie de roulage finale comprend de préférence une détection de lignes de marquage routier à l’avant dudit véhicule automobile; - la trajectoire centrale Le est déterminée par exemple à partir de la détection de deux lignes de marquage routier délimitant latéralement la voie de roulage finale. L’invention a également pour objet un système d’assistance au changement de voie pour un véhicule automobile depuis une voie de roulage initiale vers une voie de roulage finale comportant des moyens de détection de la voie de roulage finale, des moyens de détermination d’une trajectoire centrale par rapport à la voie de roulage finale détectée et des moyens de contrôle du véhicule automobile pour qu’il rejoigne ladite trajectoire centrale, caractérisé en ce qu’il est apte à recevoir une information de détection et de localisation d’un obstacle à proximité de la trajectoire centrale, et en ce que lesdits moyens de contrôle sont aptes à déterminer au moins une première trajectoire à suivre par le véhicule automobile depuis la voie de roulage initiale pour rejoindre une ligne intermédiaire sensiblement parallèle à ladite trajectoire centrale et décalée latéralement sur la voie de roulage finale d’une valeur constante de décalage de sécurité fonction de la position de l’obstacle détecté, et une deuxième trajectoire à suivre par le véhicule automobile depuis la ligne intermédiaire pour rejoindre ladite trajectoire centrale.
Dans un mode de réalisation possible, les moyens de détection de la voie de roulage finale sont aptes à recevoir des images captées par une caméra embarquée.
Les moyens de contrôle du véhicule automobile sont par exemple aptes à agir sur un système de contrôle de la colonne de direction dudit véhicule automobile, voire sur un système de freinage, pour le suivi de ladite première trajectoire et de ladite deuxième trajectoire. L’invention et les différents avantages qu’elle procure seront mieux compris au vu de la description suivante, faite en référence aux figures annexées, dans lesquelles : - la figure 1, déjà décrite ci-avant, décrit un exemple de situation de roulage faisant intervenir un changement de voie effectué avec un système connu d’assistance au changement de voie ; - la figure 2 représente, sous forme de synoptique simplifié, une architecture générale possible d’un système d’assistance au changement de voie susceptible d’implémenter le procédé selon l’invention ; - la figure 3 montre un premier exemple d’une situation de roulage faisant intervenir un changement de voie selon les principes de l’invention ; - la figure 4 montre un deuxième exemple d’une situation de roulage faisant intervenir un changement de voie selon les principes de l’invention ; - la figure 5 illustre schématiquement des étapes d’un procédé d’assistance au changement de voie.
Dans la suite de la description, et à moins qu’il n’en soit disposé autrement, les éléments communs à l’ensemble des figures portent les mêmes références.
La figure 2 illustre de façon simplifiée un système 4 embarqué d’assistance au changement de voie pour un véhicule automobile depuis une voie de roulage initiale vers une voie de roulage finale. Dans l’exemple non limitatif représenté sur cette figure, le système 4 coopère avec d’autres éléments présents sur le véhicule, notamment, avec un détecteur 5 de lignes de marquage routier, par exemple une caméra située à l’avant du véhicule automobile, un système 6 de localisation du véhicule automobile, par exemple un récepteur de navigation du type GPS, et différents capteurs 7 permettant de déterminer la vitesse courante et/ou l’accélération du véhicule automobile. Le système 4 coopère également avec un système 8 de contrôle de la colonne de direction du véhicule, voire avec un système de freinage (non représenté). Il convient de noter que le détecteur 5 pourrait être également intégré dans le système 4 sans départir du cadre de la présente invention.
La référence 40 de la figure 1 représente des moyens de détection des voies de roulage possibles à l’avant du véhicule, et en particulier de la voie de roulage initiale et de la voie de roulage finale. Ces moyens 10, par exemple sous forme d’un module dédié de traitement, reçoivent les informations du détecteur 5, ici les images captées par la caméra, et extraient de ces informations les lignes de marquage routier des différentes voies situées à l’avant du véhicule, dont la voie de roulage finale pour le changement de voie délimitée latéralement par deux lignes de marquage. Différents algorithmes de traitement existent pour permettre la détection des voie de roulage possibles, et ne nécessitent pas d’être détaillés plus avant car sans incidence sur le procédé selon l’invention.
Le système 4 comporte également classiquement des moyens 41 de détermination d’une trajectoire centrale Le par rapport à la voie de roulage finale qui a été détectée ainsi que des moyens 42 de contrôle du véhicule automobile pour qu’il rejoigne la trajectoire centrale Lq. La trajectoire centrale Le est par exemple déterminée à partir de la détection de deux lignes de marquage routier délimitant latéralement la voie de roulage finale détectée.
On rappelle que, dans un système classique d’assistance au changement de voie, on détermine une unique trajectoire que doit suivre le véhicule automobile pour aller de la voie de roulage initiale à la voie de roulage finale en rejoignant directement la trajectoire centrale Le (trajectoire T sur la figure 1 ).
De manière différente, et conformément à l’invention, le système 4 va utiliser une information relative à la détection et la localisation d’un obstacle à proximité de la trajectoire centrale Le pour décider alors que le changement de voie doit s’effectuer en au moins deux temps. L’information relative à la détection et la localisation d’un obstacle est reçu d’un système 9 de détection d’obstacles, comportant un ou plusieurs détecteurs d’obstacles tels que des radars ou des lidars. Le système 9 de détection d’obstacle est ici représenté comme un système distinct du système d’assistance au changement de voie, utilisé par exemple pour un autre système d’assistance à la conduite. En variante, il pourrait être intégré au système 4 d’assistance au changement de voie.
Pour illustrer le fonctionnement, on a représenté sur la figure 3 une situation similaire à celle de la figure 1 pour un changement de voie depuis la voie initiale Li vers une voie finale L2, dans le cadre d’un dépassement par le véhicule 2 d’un véhicule tiers 3 présent sur la voie L-ι, à ceci près qu’un deuxième véhicule tiers 3’, illustré sur la figure dans trois positions successives se déplace également sur la troisième voie L3. Ce véhicule tiers 3’ sera dans ce cas détecté par le système 9 et sa position estimée de sorte qu’il est possible de déterminer si la distance séparant sa position de la trajectoire centrale Le est inférieure à une marge de sécurité prédéfinie. Dans ce cas, les moyens 42 de contrôle vont déterminer au moins une première trajectoire Ή à suivre par le véhicule automobile 2 depuis la voie de roulage initiale pour rejoindre une ligne intermédiaire L, sensiblement parallèle à la trajectoire centrale Le et décalée latéralement sur la voie de roulage finale d’une valeur Δ constante de décalage de sécurité fonction de la position de l’obstacle détecté, et une deuxième trajectoire T2 à suivre par le véhicule automobile 2 depuis la ligne intermédiaire L, pour rejoindre la trajectoire centrale Le.
Une fois les deux trajectoires à suivre Ti et T2 déterminées, les moyens 42 de contrôle agissent classiquement sur le système 8 de contrôle de la colonne de direction, voire également sur le système de freinage.
La figure 4 illustre une autre situation de conduite dans laquelle le changement de voie s’opère en deux temps : Ici, le véhicule automobile 2 équipé du système 4 d’assistance au changement de voie roule sur la voie centrale l_2 et s’apprête à dépasser un véhicule tiers 3 en allant sur la voie de roulage finale L3 de trajectoire centrale Le. La voie de roulage finale L3 est ici bordée latéralement à sa gauche par une barrière de sécurité dont la présence et la position relative au véhicule 2 va être détectée par le système 9 de détection d’obstacles. Là encore, il est possible d’estimer si la distance séparant la barrière 10 de la trajectoire centrale Le visée est inférieure à la marge de sécurité prédéfinie. Dans ce cas, les moyens 42 de contrôle vont déterminer au moins une première trajectoire "Π à suivre par le véhicule automobile 2 depuis la voie de roulage initiale pour rejoindre une ligne intermédiaire L, sensiblement parallèle à la trajectoire centrale Le et décalée latéralement sur la voie de roulage finale d'une valeur Δ constante de décalage de sécurité fonction de la position de l’obstacle détecté, et une deuxième trajectoire T2 à suivre par le véhicule automobile 2 depuis la ligne intermédiaire L, pour rejoindre la trajectoire centrale Le.
La figure 5 résume les étapes d’un procédé d’assistance au changement de voie pour un véhicule automobile depuis une voie de roulage initiale vers une voie de roulage finale:
Le procédé débute par une étape 100 de détection de la voie de roulage finale, par exemple par le traitement des images captées par une caméra 2 permettant d’extraire les lignes de marquage routier situées à l’avant du véhicule.
Le procédé se poursuit alors par une étape 110 de détermination d’une trajectoire centrale Le par rapport à la voie de roulage finale détectée.
Sur réception (étape 120) d’une information de détection et de localisation d’un obstacle à proximité de la trajectoire centrale Le, le procédé estime (étape 130) une ligne intermédiaire L, sensiblement parallèle à la trajectoire centrale Le et décalée latéralement sur la voie de roulage finale d’une valeur Δ constante de décalage de sécurité fonction de la position de l’obstacle détecté.
La dernière étape 140 représentée correspond à l’étape de contrôle du véhicule automobile pour qu’il rejoigne la trajectoire centrale, cette étape comportant la détermination d’au moins une première trajectoire Ή à suivre par le véhicule automobile 2 depuis la voie de roulage initiale pour rejoindre la ligne intermédiaire L,, et d’une deuxième trajectoire T2 à suivre par le véhicule automobile 2 depuis la ligne intermédiaire L, jusqu’à la trajectoire centrale Le-
Claims (7)
- REVENDICATIONS1. Procédé d’assistance au changement de voie pour un véhicule automobile (2) depuis une voie de roulage initiale vers une voie de roulage finale comportant une étape (100) de détection de la voie de roulage finale, une étape (110) de détermination d’une trajectoire centrale (Le) par rapport à la voie de roulage finale détectée et une étape (130, 140) de contrôle du véhicule automobile (2) pour qu’il rejoigne ladite trajectoire centrale (Le), caractérisé en ce qu’il comporte en outre une étape (120) de réception d’une information de détection et de localisation d’un obstacle (3’ ; 10) à proximité de la trajectoire centrale (Le), et en ce que l’étape (130, 140) de contrôle du véhicule automobile (2) comporte la détermination d’au moins une première trajectoire (T^ à suivre par le véhicule automobile (2) depuis la voie de roulage initiale pour rejoindre une ligne intermédiaire (Li) sensiblement parallèle à ladite trajectoire centrale (Le) et décalée latéralement sur la voie de roulage finale d'une valeur (Δ) constante de décalage de sécurité fonction de la position de l’obstacle détecté, et d’une deuxième trajectoire (T2) à suivre par le véhicule automobile (2) depuis la ligne intermédiaire (L,) pour rejoindre ladite trajectoire centrale (Le).
- 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite première trajectoire (T^ et ladite deuxième trajectoire (T2) sont fonction de la vitesse et/ou de l’accélération du véhicule automobile (2).
- 3. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’étape (100) de détection de la voie de roulage finale comprend une détection de lignes de marquage routier à l’avant dudit véhicule automobile (2).
- 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la trajectoire centrale (Le) est déterminée à partir de la détection de deux lignes de marquage routier délimitant latéralement la voie de roulage finale.
- 5. Système d’assistance au changement de voie pour un véhicule automobile (2) depuis une voie de roulage initiale vers une voie de roulage finale comportant des moyens (40) de détection de la voie de roulage finale, des moyens (41) de détermination d’une trajectoire centrale (Lc) par rapport à la voie de roulage finale détectée et des moyens (42) de contrôle du véhicule automobile (2) pour qu’il rejoigne ladite trajectoire centrale (Le), caractérisé en ce qu’il est apte à recevoir une information de détection et de localisation d’un obstacle (3’ ; 10) à proximité de la trajectoire centrale (Lc), et en ce que lesdits moyens (42) de contrôle sont aptes à déterminer au moins une première trajectoire ("Π) à suivre par le véhicule automobile (2) depuis la voie de roulage initiale pour rejoindre une ligne intermédiaire (L,) sensiblement parallèle à ladite trajectoire centrale (Le) et décalée latéralement sur la voie de roulage finale d'une valeur (Δ) constante de décalage de sécurité fonction de la position de l’obstacle détecté, et une deuxième trajectoire (T2) à suivre par le véhicule automobile (2) depuis la ligne intermédiaire (L,) pour rejoindre ladite trajectoire centrale (Le)·
- 6. Système selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens (40) de détection de la voie de roulage finale sont aptes à recevoir des images captées par une caméra (5) embarquée.
- 7. Système selon l’une quelconque des revendications 5 à 6, caractérisé en ce que les moyens (42) de contrôle du véhicule automobile (2) sont aptes à agir sur un système (8) de contrôle de la colonne de direction dudit véhicule automobile (7), voire sur un système de freinage, pour le suivi de ladite première trajectoire (ΊΊ) et de ladite deuxième trajectoire (T2).
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