FR3062835A1 - Procede et systeme de determination d'un indice de confiance associe a une caracteristique d'une voie de circulation - Google Patents
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Abstract
Un procédé de détermination d'un indice de confiance (I) associé à une caractéristique d'une voie de circulation empruntée par un véhicule comprend les étapes suivantes : - pour chaque capteur (4; 5; 9; 15) d'un ensemble comprenant au moins un capteur, détermination d'une valeur brute (C0 ; C1 ; C2 ; C3) de la caractéristique en fonction de données fournies par le capteur concerné ; - détermination d'une valeur estimée (Ce) de la caractéristique par fusion des valeurs brutes ; - prise en compte de la valeur estimée (Ce) en tant que nouvelle valeur d'un historique de valeurs associé à la caractéristique depuis la première détermination d'une valeur estimée ; - détermination de l'indice de confiance (I) associé à la caractéristique en fonction du temps écoulé (t) depuis ladite première détermination. Un système associé est également proposé.
Description
Titulaire(s) : VALEO SCHALTER UND SENSOREN GMBH Société par actions simplifiée.
Demande(s) d’extension
Mandataire(s) : VALEO COMFORT AND DRIVING ASSISTANCE.
PROCEDE ET SYSTEME DE DETERMINATION D'UN INDICE DE CONFIANCE ASSOCIE A UNE CARACTERISTIQUE D'UNE VOIE DE CIRCULATION.
FR 3 062 835 - A1
©) Un procédé de détermination d'un indice de confiance (I) associé à une caractéristique d'une voie de circulation empruntée par un véhicule comprend les étapes suivantes:
- pour chaque capteur (4; 5; 9; 15) d'un ensemble comprenant au moins un capteur, détermination d'une valeur brute (Co; C-| ; C2 ; C3) de la caractéristique en fonction de données fournies par le capteur concerné;
- détermination d'une valeur estimée (Ce) de la caractéristique par fusion des valeurs brutes;
- prise en compte de la valeur estimée (Ce) en tant que nouvelle valeur d'un historique de valeurs associé à la caractéristique depuis la première détermination d'une valeur estimée;
- détermination de l'indice de confiance (I) associé à la caractéristique en fonction du temps écoulé (t) depuis ladite première détermination.
Un système associé est également proposé.
-|(Ce)
Procédé et système de détermination d’un indice de confiance associé à une caractéristique d’une voie de circulation
Domaine technique auquel se rapporte l'invention
La présente invention concerne la conduite des véhicules sur la base de données acquises par des capteurs.
Elle concerne plus particulièrement un procédé et un système de détermination d’un indice de confiance associé à une caractéristique d’une voie de circulation.
L’invention s’applique particulièrement avantageusement dans le cas où le véhicule est un véhicule autonome.
ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE
Les véhicules (et notamment les véhicules automobiles) comprennent de plus en plus de systèmes visant à aider, voire à remplacer, l’utilisateur dans la conduite du véhicule.
Afin d’assurer de telles fonctionnalités d’aide à la conduite ou de conduite autonome du véhicule, on équipe les véhicules de différents capteurs afin d’appréhender l’environnement du véhicule et de tenir compte de l’environnement ainsi détecté dans la commande des organes de conduite du véhicule.
On utilise en particulier, afin de maintenir le véhicule sur la voie de circulation qu’il emprunte, des capteurs capables de déterminer certaines caractéristiques de cette voie de circulation, telles que la largeur de la voie de circulation, son orientation relativement au véhicule et sa courbure.
Afin de profiter de la présence de plusieurs capteurs dans ce contexte, il a été proposé de combiner les données fournies par les différents capteurs au moyen d’un algorithme de fusion et de commander les organes de conduite sur la base des données issues de cette fusion.
Objet de l’invention
Dans ce contexte, la présente invention propose un procédé de détermination d’un indice de confiance associé à une caractéristique d’une voie de circulation empruntée par un véhicule, comprenant les étapes suivantes :
- pour chaque capteur d’un ensemble comprenant au moins au capteur, détermination d’une valeur brute de la caractéristique en fonction de données fournies par le capteur concerné ;
- détermination d’une valeur estimée de la caractéristique par fusion des valeurs brutes ;
- prise en compte de la valeur estimée en tant que nouvelle valeur d’un historique de valeurs associé à la caractéristique depuis la première détermination d’une valeur estimée ;
caractérisé par une étape de détermination de l’indice de confiance associé à la caractéristique en fonction du temps écoulé depuis ladite première détermination.
On détermine ainsi un indice de confiance qui permet de quantifier le degré de certitude que la valeur estimée représente correctement la caractéristique concernée de la voie de circulation.
Selon d’autres caractéristiques envisageables à titre optionnel (et donc non limitatif) :
- ce procédé de détermination comprend en outre une étape de commande d’un organe de conduite du véhicule en fonction de la valeur estimée si l’indice de confiance déterminé vérifie un critère prédéfini ;
- l’indice de confiance est en outre déterminé en fonction de données descriptives de l’environnement du véhicule ;
- les données descriptives de l’environnement sont produites par un système de navigation ;
- l’indice de confiance est en outre déterminé en fonction d’un niveau de confiance associé à un capteur dudit ensemble ;
- l’indice de confiance est en outre déterminé en fonction d’une valeur variant en fonction d’erreurs antérieures réalisées par au moins un capteur dudit ensemble ;
- la caractéristique est la largeur de la voie de circulation ;
- la caractéristique est relative à la position d’un bord de la voie de circulation relativement au véhicule ;
- la caractéristique est le rayon de courbure moyen de la voie de circulation ;
- la caractéristique est relative à l’orientation de la voie de circulation par rapport au véhicule ;
- l’indice de confiance est déterminé en fonction d’une valeur de croyance augmentant avec le nombre de capteurs dans ledit ensemble.
L’invention propose également un système de détermination d’un indice de confiance associé à une caractéristique d’une voie de circulation emprunté par un véhicule, comprenant un module apte à déterminer, pour chaque capteur parmi un ensemble comprenant au moins un capteur, une valeur brute de la caractéristique en fonction de données fournies par le capteur concerné ; une unité d’estimation d’état conçue pour déterminer une valeur estimée de la caractéristique par fusion des valeurs brutes ; une unité de suivi conçue pour établir un historique de valeurs associé à la caractéristique depuis la première détermination par l’unité d’estimation d’état et pour prendre en compte la valeur estimée en tant que nouvelle valeur dans ledit historique, ce système étant caractérisé par un module de détermination de l’indice de confiance associé à la caractéristique en fonction du temps écoulé depuis ladite première détermination.
Ce système peut comprendre en outre un module de commande conçu pour commander un organe de conduite du véhicule en fonction de la valeur estimée si l’indice de confiance déterminé vérifie un critère prédéfini.
Description detaillee d’un exemple de réalisation
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.
Sur les dessins annexés :
- la figure 1 représente un véhicule équipé d’un système conforme à l’invention ;
- la figure 2 représente schématiquement des paramètres envisageables pour caractériser une voie de circulation empruntée par le véhicule de la figure 1 ; et
- la figure 3 représente un exemple de réalisation d’une unité électronique du système susmentionné.
La figure 1 représente schématiquement un véhicule 1 équipé d’un système embarqué 2 comprenant une unité électronique de commande 3, un système de navigation 8 et une pluralité de capteurs 4, 5, 9.
Cette pluralité de capteurs comprend au moins un capteur d’images (tel qu’une caméra vidéo), ici une caméra frontale 4 et une caméra grand angle 5, et/ou au moins un capteur de temps de vol, ici un lidar 9.
Le lidar 9 est par exemple un lidar latéral conçu pour mesurer la distance séparant (latéralement) le véhicule 1 et la bordure de la route empruntée par ce véhicule 1, lui permettant d’estimer la localisation des lignes.
L’unité électronique de commande 3 est par exemple basée sur une architecture à processeur et comprend alors un processeur (typiquement un microprocesseur) et une mémoire mémorisant des instructions de programme d’ordinateur. Ces instructions de programme d’ordinateur permettent, lorsqu’elles sont exécutées par le processeur, la mise en oeuvre par l’unité électronique 3 de certaines fonctionnalités, notamment celles décrites ci-dessous en référence à la figure 3.
On a représenté sur la figure 2 des paramètres envisageables pour caractériser la voie de circulation V empruntée par le véhicule 1, pour certains relativement au véhicule 1. On peut utiliser par exemple les quatre paramètres suivants :
- la largeur L-ι de la voie de circulation V,
- l’écart latéral L2 entre le milieu du véhicule automobile 1 et l’un des bords de la voie de circulation V, lequel bord est ici considéré comme étant confondu avec la ligne de marquage au sol située à droite du véhicule 1,
- le rayon de courbure Rc de la voie de circulation V, c’est-à-dire le rayon de courbure de la courbe moyenne passant au milieu de la voie de circulation V au niveau du centre du véhicule automobile 1, et
- l’angle d’attaque a du véhicule, formé entre l’axe longitudinal du véhicule automobile 1 et la tangente à la courbe moyenne au niveau du centre du véhicule automobile 1.
On décrit à présent de manière fonctionnelle, en référence à la figure 3, l’unité électronique 3, en ce qu’elle permet d’évaluer un paramètre (ou caractéristique) particulier (particulière) parmi ces différents paramètres envisageables. En pratique, un traitement tel que celui décrit ci-dessous en référence à la figure 3 est effectué par l’unité électronique 3 pour chacun des paramètres (i.e. chacune des caractéristiques) caractérisant la voie V utilisé(e)s dans le système concerné.
Les éléments fonctionnels représentés sur la figure 3 peuvent en pratique être mis en œuvre par une même entité physique, ici le processeur de l’unité électronique 3, sur lequel s’exécutent des instructions de programme mémorisées dans la mémoire associé au processeur comme déjà indiqué ci3062835 dessus (chaque élément fonctionnel étant alors dans ce cas mis en œuvre par l’exécution d’un jeu particulier d’instructions mémorisées dans cette mémoire).
L’unité électronique de commande 3 comprend ainsi un module de traitement 10 qui reçoit les données produites par les différents capteurs 4, 5, 9 (éventuellement après prétraitement) et détermine, pour chaque capteur 4, 5, 9, une valeur brute Ci, C2, C3 de la caractéristique de la voie V sur la base des données produites par le capteur concerné.
Pour certains capteurs au moins (notamment pour les capteurs d’image 5, 6), ce traitement implique la détection d’au moins une ligne À, À’ délimitant la voie V (i.e. la détection d’au moins un marquage au sol À, À’ délimitant cette voie V) et l’estimation d’état (ou évaluation) de la valeur brute Ci, C2 en fonction du lieu de détection de cette ligne À, À’.
L’unité électronique de commande 3 peut également comprendre un capteur virtuel 15 qui délivre lui aussi une valeur brute Co de la caractéristique de la voie V en fonction d’informations fournies par un module de traitement annexe 12 des données produites par certains capteurs 4, 5.
Dans l’exemple décrit ici, le module de traitement annexe 12 est conçu pour détecter des véhicules tiers situés dans l’environnement du véhicule 1 sur la base des données produites par les capteurs d’image 4, 5. Le capteur virtuel 15 est quant à lui conçu pour évaluer la valeur brute Co de la caractéristique de la voie V en fonction des positions des véhicules tiers (supposés situés soit sur la voie V, soit sur une voie voisine) fournies par le module de traitement annexe 12.
On remarque que le module de traitement annexe 12 et le capteur virtuel 15 font ici partie de l’unité électronique de commande 3. Le module de traitement annexe 12 et/ou le capteur virtuel 15 pourraient toutefois en variante être situés dans un autre élément du système embarqué 2.
L’unité électronique de commande 3 comprend également un module de fusion 20 qui reçoit les valeurs brutes Co, Ci, C2, C3 déterminées respectivement sur la base des données fournies par les différents capteurs 4, 5, 9, 15 et traite ces valeurs brutes comme décrit à présent.
Le module de fusion 20 comprend une unité d’estimation d’état 24 et une unité de suivi 26.
L’unité d’estimation d’état 24 reçoit en entrée les valeurs brutes Co, Ci,
C2, C3 et détermine une valeur estimée C® de la caractéristique par fusion des différentes valeurs brutes Co, Ci, C2, C3.
La valeur estimée C® produite par l’unité d’estimation d’état 24 est transmise d’une part à l’unité de suivi 26 et d’autre part à un module de confirmation 30 décrit plus bas.
L’unité de suivi 26 mémorise un historique de la valeur estimée C® de la caractéristique à partir du moment où au moins un capteur 4, 5, 9, 15 a permis d’évaluer cette caractéristique (c’est-à-dire, pour certains capteurs au moins, à partir du moment où ce capteur a détecté au moins une ligne À, À’ délimitant la voie V).
L’unité de suivi 26 est ainsi apte à déterminer la durée d’évaluation t de la valeur estimée C®, c’est-à-dire le temps écoulé depuis sa première détermination par l’unité d’estimation d’état 24.
L’unité électronique de commande 3 comprend un module de gestion d’erreur 60 capable de détecter par exemple une incohérence dans les valeurs brutes Co, Ci, C2, C3 fournies par chacun des capteurs 4, 5, 9, 15.
Par exemple, si pour un capteur donné, la valeur brute C, déterminée pour la largeur Li de la voie V est incohérente avec l’espacement des voies voisines (déterminé par exemple par le module de traitement annexe 12), on considère cette valeur brute C, comme erronée.
Le module de gestion d’erreur 60 gère ainsi, pour chaque capteur 4, 5, 9, 15, un indicateur E d’erreurs antérieures. Un tel indicateur E est par exemple mémorisé par le module de gestion d’erreur 60 et modifié en fonction de la présence ou de l’absence d’erreurs ou d’incohérences détecté(e)s par le module de gestion d’erreur 60 (comme indiqué ci-dessus) pour le capteur concerné (typiquement sur un laps de temps donné).
L’unité électronique de commande 3 comprend également un module de dénombrement 70 qui détermine à chaque instant le nombre n de capteurs 4, 5, 9, 15 qui délivrent effectivement une valeur brute C, de la caractéristique évaluée. En effet, dans certaines situations, les données délivrées par certains capteurs ne permettent pas de déterminer la valeur brute Cj normalement délivrée par ce capteur. L’origine de ces situations est bien sûr variable (défaillance du capteur, obstruction au moins partielle du champ de vision du capteur, absence de ligne de marquage au sol, etc.).
L’unité électronique de commande 3 comprend en outre un module de détermination 50 d’un indice de confiance I associé à la caractéristique évaluée.
Ce module de détermination 50 reçoit différentes informations en provenance d’autres parties du système embarqué 2 ; le module de détermination 50 peut ainsi recevoir une ou plusieurs des informations suivantes :
- la durée d’évaluation t en provenance de l’unité de suivi 26 ;
- le nombre n de capteurs délivrant effectivement une valeur brute Cj pour la caractéristique évaluée, ce nombre n étant reçu en provenance du module de dénombrement 70 ;
- un niveau de confiance L associé à un capteur et reçu en provenance de ce capteur (ceci pouvant s’appliquer à un ou plusieurs des capteurs 4, 5, 9, 15), ainsi qu’éventuellement un niveau de confiance de ligne déterminé par ce capteur et indicatif d’un niveau de confiance associé à la caractéristique mesurée ;
- l’indicateur E d’erreurs antérieures réalisées par un capteur (ceci pouvant s’appliquer à un ou plusieurs des capteurs 4, 5, 9, 15), information reçue en provenance du module de gestion d’erreur 60 ;
- des données D descriptives de l’environnement dans lequel évolue le véhicule.
Le niveau de confiance L associé au capteur concerné peut par exemple être déterminé au sein du capteur par un processus d’autodiagnostic.
Les données D descriptives de l’environnement sont ici reçues par le module de détermination 50 en provenance du système de navigation 8. Ces données D peuvent par exemple être indicatives de la présence d’un tunnel.
En variante, les données D descriptives de l’environnement peuvent être produites par un autre système embarqué du véhicule. Il peut s’agir par exemple de données indicatives d’une situation de pluie, produites par un détecteur de pluie (tel qu’utilisé pour la commande automatique d’un essuie-glace).
Le module de détermination 50 est conçu pour déterminer l’indice de confiance I associé la caractéristique évaluée en fonction d’une partie au moins des différentes informations susmentionnées.
Dans l’exemple décrit ici, l’indice de confiance I est déterminé sur la base d’un modèle de Verhulst comme suit :
=--1 + A(t)exp(-a* X) où :
- K peut dépendre par exemple des données D descriptives de l’environnement (de mauvaises conditions telles que celles rencontrées dans un tunnel ou en situation de pluie entraînant une baisse du coefficient K et donc de l’indice de confiance I) ;
- β dépend de la durée d’évaluation t, β étant par exemple négatif, décroissant avec la durée d’évaluation t et supérieur à -1 tant que t < 1 s, et égal à -1 pour t > 1 s ;
- a est un paramètre qui est fixe dans l’exemple décrit mais qui pourrait en variante varier en fonction de certains des autres paramètres susmentionnés ;
- X peut dépendre par exemple d’une valeur de croyance augmentant avec le nombre n de capteurs utilisés dans la fusion et/ou X peut dépendre des valeurs de niveau de confiance L et d’indicateur d’erreurs antérieures E éventuellement disponibles pour les capteurs qui ont fourni une valeur brute 0,.
D’autres modèles pourraient toutefois être utilisés en variante pour déterminer l’indice de confiance I sur la base des informations susmentionnées.
L’unité électronique de commande 3 comprend un module de confirmation 30 qui reçoit en entrée la valeur estimée C® délivrée par l’unité d’estimation d’état 24 et transmet cette valeur en sortie (à destination notamment d’un module de commande 40) seulement si l’indice de confiance I vérifie un critère prédéfini, par exemple seulement si l’indice de confiance I est supérieur à un seuil prédéterminé.
Comme déjà indiqué, ce traitement est réalisé pour chacun des différents paramètres caractéristiques de la voie V.
Le module de commande 40 ne reçoit ainsi des valeurs estimées C® que pour les caractéristiques (ou paramètres) pour lesquelles l’indice de confiance I vérifie le critère précité et peut commander un organe de conduite du véhicule 1 (tel que par exemple un groupe motopropulseur et/ou un système de freinage et/ou un système de commande de direction) en fonction de ces valeurs estimées C®.
En pratique, le module de commande 40 peut notamment commander l’organe de conduite du véhicule 1 (en particulier le système de commande de direction) afin que le véhicule 1 suive (i.e. se maintienne dans) la voie de circulation V.
Grâce à l’utilisation de l’indice de confiance I, le module de commande ne tient pas compte en revanche des valeurs estimées C® pour lesquels l’indice de confiance I ne vérifie pas le critère (/.e. ici est inférieur au seuil prédéterminé) de sorte que la conduite autonome du véhicule n’est pas perturbée par des valeurs incertaines.
Claims (13)
- REVENDICATIONS1. Procédé de détermination d’un indice de confiance (I) associé à une caractéristique d’une voie de circulation (V) empruntée par un véhicule (1), comprenant les étapes suivantes :- pour chaque capteur (4; 5; 9; 15) d’un ensemble comprenant au moins un capteur, détermination d’une valeur brute (Co ; Ci ; C2 ; C3) de la caractéristique en fonction de données fournies par le capteur concerné ;- détermination d’une valeur estimée (Ce) de la caractéristique par fusion des valeurs brutes ;- prise en compte de la valeur estimée (Ce) en tant que nouvelle valeur d’un historique de valeurs associé à la caractéristique depuis la première détermination d’une valeur estimée ;caractérisé par une étape de détermination de l’indice de confiance (I) associé à la caractéristique en fonction du temps écoulé (t) depuis ladite première détermination.
- 2. Procédé de détermination selon la revendication 1, comprenant en outre une étape de commande d’un organe de conduite du véhicule (1) en fonction de la valeur estimée (Ce) si l’indice de confiance déterminé (I) vérifie un critère prédéfini.
- 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l’indice de confiance (I) est en outre déterminé en fonction de données (D) descriptives de l’environnement du véhicule.
- 4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel les données (D) descriptives de l’environnement sont produites par un système de navigation (8).
- 5. Procédé selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel l’indice de confiance (I) est en outre déterminé en fonction d’un niveau de confiance (L) associé à un capteur (4 ; 5 ; 9 ; 15) dudit ensemble.
- 6. Procédé selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel l’indice de confiance (I) est en outre déterminé en fonction d’une valeur (E) variant en fonction d’erreurs antérieures réalisées par au moins un capteur (4 ; 5 ; 9 ; 15) dudit ensemble.
- 7. Procédé selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel la caractéristique (LJ est la largeur de la voie de circulation (V).
- 8. Procédé selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel la caractéristique (L2) est relative à la position d’un bord de la voie de circulation (V) relativement au véhicule (1).
- 9. Procédé selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel la caractéristique (Rc) est le rayon de courbure moyen de la voie de circulation (V).
- 10. Procédé selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel la caractéristique (a) est relative à l’orientation de la voie de circulation (V) par rapport au véhicule (1).
- 11. Procédé selon l’une des revendications 1 à 10, dans lequel l’indice de confiance (I) est déterminé en fonction d’une valeur de croyance augmentant avec le nombre (n) de capteurs dans ledit ensemble.
- 12. Système de détermination d’un indice de confiance (I) associé à une caractéristique d’une voie de circulation (V) emprunté par un véhicule (1), comprenant :- un module apte à déterminer, pour chaque capteur parmi un ensemble comprenant au moins un capteur, une valeur brute (Co ; Ci ; C2 ; C3) de la caractéristique en fonction de données fournies par le capteur concerné ;- une unité d’estimation d’état (24) conçue pour déterminer une valeur estimée (Ce) de la caractéristique par fusion des valeurs brutes ;- une unité de suivi (26) conçue pour établir un historique de valeurs associé à la caractéristique depuis la première détermination par l’unité d’estimation d’état (24) et pour prendre en compte la valeur estimée (Ce) en tant que nouvelle valeur dans ledit historique, caractérisé par un module (50) de détermination de l’indice de confiance (I) associé à la caractéristique en fonction du temps écoulé (t) depuis ladite première détermination.5
- 13. Système de détermination selon la revendication 12, comprenant un module de commande (40) conçu pour commander un organe de conduite du véhicule (1) en fonction de la valeur estimée (Ce) si l’indice de confiance déterminé (I) vérifie un critère prédéfini.1/1Fïg.3
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR3062835B1 (fr) | 2019-04-26 |
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