FR3067998B1 - Systeme pour la certification de troncons de route adaptes a la conduite autonome - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé pour la détermination du basculement de la conduite d'un véhicule automobile vers un mode de conduite autonome, consistant à - affecter au moins une unité de bord de route, UBR, (400) à un tronçon de route (201, 202) et à fournir à ladite unité de bord de route un certificat indiquant si ledit tronçon est adapté à une conduite autonome lorsqu'un ensemble de conditions indiquées par ledit certificat sont remplies, - transmettre à un véhicule approchant (300) dudit tronçon des informations associées audit certificat, afin que ledit véhicule détermine ledit basculement en fonction des conditions contenues dans ledit certificat et de paramètres déterminés substantiellement au moment de ladite détermination. L'invention porte également sur un système mettant en œuvre ce procédé.

Description

SYSTEME POUR LA CERTIFICATION DE TRONÇONS DE ROUTE ADAPTES A LA CONDUITE AUTONOME

DOMAINE DE L’INVENTION

La présente invention est relative aux véhicules autonomes. Elle concerne plus particulièrement le basculement d'un véhicule depuis un mode de conduite manuel vers un mode de conduite autonome.

CONTEXTE DE L’INVENTION

Il existe aujourd'hui de nombreuses solutions techniques visant à rendre la conduite des véhicules automobiles autonome, c'est-à-dire entièrement ou partiellement déléguée au véhicule (sans intervention d'un conducteur).

De nombreux dispositifs ont été développés pour permettre aux véhicules d'avoir une connaissance précise et fiable de leur environnement. Cette connaissance de l'environnement, indispensable à une conduite autonome, peut être obtenue par la communication avec les autres véhicules partageant la chaussée (communication véhicule à véhicule ou « V2V ») et avec des stations situées en bord de chaussée (communication véhicule à infrastructure ou « V2I »).

Il est évident que la conduite autonome d'un véhicule ne peut être envisagée qu'après s'être assuré d'un certain nombre de caractéristiques techniques permettant de garantir la sécurité du véhicule, de ses passagers ainsi que celle des autres usagers de la route (autres véhicules autonomes ou non, piétons, ...) avec lesquels il partage la chaussée.

Parmi les conditions qui doivent être réunies avant d'envisager l’activation de la conduite autonome, on peut citer : des conditions météorologiques favorables, des informations fiables sur le trafic, l'équipement et la capacité de l’infrastructure routière à rendre possible la conduite autonome, une bonne réaction des différents capteurs embarqués dans le véhicule, une localisation suffisamment précise du véhicule, une cartographie opérationnelle et disponible en temps réel, etc.

Certaines de ces conditions peuvent être vérifiées par le véhicule lui-même au travers des systèmes embarqués gérant la conduite autonome et des capteurs. Cependant, d’autres nécessitent l’intervention de systèmes extérieurs au véhicule tels que les infrastructures et Γenvironnement véhiculaire. C’est la combinaison de toutes ces informations qui va permettre le basculement de la conduite manuelle à la conduite autonome, en toute sécurité. De plus certaines conditions sont difficilement vérifiables. C'est notamment le cas de la cartographie dans laquelle certaines informations peuvent être omises (du fait d’un défaut de mise à jour par exemple) L'invention vise donc à résoudre ce problème en proposant un procédé et un dispositif pour permettre à un véhicule de s'assurer que, sur un tronçon de route donnée, il peut basculer en conduite autonome en ayant la garantie que les stations de bord de chaussée lui fourniront les informations requises pour valider les conditions d’entrée en mode autonome et ce avec une bonne fiabilité.

RESUME DE L’INVENTION A cette fin, la présente invention propose un procédé pour la détermination du basculement de la conduite d'un véhicule automobile vers un mode de conduite autonome, consistant essentiellement à affecter au moins une unité de bord de route, UBR, à un tronçon de route et à fournir à ladite unité de bord de route un certificat indiquant si ledit tronçon est adapté à une conduite autonome lorsqu'un ensemble de conditions indiquées par ledit certificat sont remplies, transmettre à un véhicule approchant dudit tronçon des informations associées audit certificat, afin que ledit véhicule détermine ledit basculement en fonction des conditions contenues dans ledit certificat et de paramètres déterminés substantiellement au moment de ladite détermination.

Suivant des modes de réalisation préférés, le procédé selon l’invention comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes qui peuvent être utilisées séparément ou en combinaison partielle entre elles ou en combinaison totale entre elles : lesdites informations contiennent également des paramètres environnementaux afin que ledit véhicule détermine ledit basculement en fonction également desdits paramètres environnementaux ; lesdits paramètres environnementaux contiennent des informations météorologiques ; lesdits paramètres environnementaux contiennent des informations sur le trafic sur ledit tronçon ; ledit certificat est transmis audit véhicule en réponse à une requête dudit véhicule ; ledit véhicule, une fois basculé en mode de conduite autonome, transmet périodiquement des informations de localisation à ladite unité de bord de route ; des unités de bord de route intermédiaires sont également affectés audit tronçon de route, et en ce que lesdites unités de bord de route intermédiaire transmettent audit véhicule des paramètres environnementaux réactualisés.

La présente invention propose également un système pour la détermination du basculement de la conduite d'un véhicule automobile vers un mode de conduite autonome, comportant : au moins une unité de bord de route, UBR, affectée à un tronçon de route disposant d’un certificat indiquant si ledit tronçon est adapté à une conduite autonome lorsqu'un ensemble de conditions indiquées par ledit certificat sont remplies, un dispositif embarqué sur un véhicule pour recevoir à l’approche dudit tronçon des informations associées audit certificat, et pour déterminer ledit basculement en fonction des conditions contenues dans ledit certificat et de paramètres déterminés substantiellement au moment de ladite détermination.

Suivant des modes de réalisation préférés, ledit système selon l’invention comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes qui peuvent être utilisées séparément ou en combinaison partielle entre elles ou en combinaison totale entre elles, en particulier : un serveur adapté pour transmettre ledit certificat auxdites unités de bord de route ; au moins une unité de bord de route intermédiaire affectée audit tronçon de route, adapté pour la transmission de paramètres environnementaux réactualisés audit véhicule. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit d’un mode de réalisation préféré de l'invention, donnée à titre d'exemple et en référence aux dessins annexés.

BREVE DESCRIPTION DES DESSINS

La figure 1 représente schématiquement un exemple de mise en œuvre de l’invention, selon un de ses modes de réalisation.

DESCRIPTION DETAILLEE DE L’INVENTION

La conduite dite « autonome » peut recouvrir concrètement plusieurs réalités. D'une façon générale, elle consiste à déléguer tout ou partie des actions propres à la conduite du conducteur au véhicule lui-même.

Dans une première étape, des systèmes sont conçus pour réguler la vitesse du véhicule dans un embouteillage notamment, mais le conducteur doit garder ses mains sur le volant et demeurer attentif à la conduite.

Dans une seconde étape, les systèmes offrent la possibilité d'écarter les mains du volant, voire de ne plus être attentif à la conduite, mais dans des situations très limitées telles que les embouteillages.

Enfin, dans une dernière étape la délégation peut être totale, et l'ensemble des fonctions de la conduite peut être déléguée au véhicule qui devient alors complètement autonome. L'invention s'applique à l'ensemble de ces acceptions du terme « autonome », mais prend davantage de sens dans le cadre d'une conduite « totalement autonome », en visant à garantir que le tronçon de route sur lequel s'engage le véhicule est adapté à la conduite autonome, c'est-à-dire qu’il remplit les critères prédéfinis comme indispensables pour une conduite autonome sécurisée.

Sur la figure 1 est représentée une route 100 constituée de 3 voies 101, 102, 103, et un véhicule automobile 300, roulant de droite à gauche sur la figure, et équipé de sorte à mettre en œuvre l’invention. Dans le temps, ce véhicule 300 va successivement occuper les positions géographiques 301, 302, 303 qui seront détaillées plus tard.

Une Unité de Bord de Route (UBR), 400, est en outre représentée et est associée à des tronçons de route 201, 202, adaptés à la conduite autonome. Cette unité peut être un système dédié à l’invention, mais peut aussi être un système existant, notamment répondant à une normalisation, et incorporant les fonctions permettant de mettre en œuvre l’invention.

Selon ces spécifications, une unité de bord de route est définie comme étant le composant de l’infrastructure de bord de route d’un système STI (Système de Transport Intelligent). Elle est équipée d’antenne G5 et assure un certain nombre de services tels que l’envoi d’information de traffic, d’alertes sur les travaux et les incidents, la transmission d’information sur l’état de la route. Ces informations sont transmises dans des formats de messages bien définis dans les standards ETSI. Le véhicule est équipé d’un émetteur/récepteur qui lui permet de recevoir l’information et de le transmettre à l’unité embarqué véhicule qui va réaliser la transaction du péage électronique (passage d’une route à conduite manuelle à une route à conduite autonome). D’autres propositions d’unités d’infrastructure ont été faites, dans différents contextes de transport « intelligent » et l’invention est susceptible de s’interfacer avec eux, en incorporant dans des unités déjà déployées à d’autres fins, les fonctions nécessaires à la mise en place de l’invention. L’intérêt est alors de tirer profit des équipements déjà en place et de n’effectuer que des modifications mineures, soit matérielles, soit uniquement logicielles, et d’ainsi minimiser les coûts.

Au moins une unité de bord 400 est affectée à un tronçon de route 201, 202, adapté à la conduite automatique. H peut être prévu d’affecter plusieurs unités de bord de route à un tronçon donné. Cela contribuera à augmenter la fiabilité de l’invention, car le véhicule recevra la même information de la part de plusieurs unités et les confrontera.

En particulier, une unité de bord de route peut être disposée substantiellement en début de tronçon 201, 202. Plus précisément, une unité de bord de route 400 est disposée en amont du début du tronçon éligible à la conduite autonome (respectivement 201, 202), à une distance D.

Selon un mode de réalisation de l’invention, une seconde unité de bord de route est disposée substantiellement en fin de tronçon, et optionnellement une ou plusieurs unités de bord de route intermédiaires sont disposées le long du tronçon.

Il est également à noter que d’autres unités de bord de route peuvent exister, mais ne pas présenter les fonctions déployant l’invention.

On peut alors fournir un certificat à au moins une unité de bord de route affectée à un tronçon de route si celui-ci est adapté à la conduite autonome sous certaines conditions précisées dans le certificat.

Ainsi, sur la figure 1 sont représentés deux tronçons de route 201, 202 adaptés à la conduite autonome et affectés à l’unité de bord de route 400. La voie 101 ne comporte pas de tronçon adapté à la conduite automatique.

Remarque : dans l’état de l’art actuel, on considère que dans un tronçon de route compatible à la conduite autonome, toutes les voies sont compatibles à la conduite autonome. Cependant, cette invention prend en compte d’éventuels changements dans cette configuration. L’élection d’un tronçon comme apte à la conduite automatique peut être effectuée de différentes façons.

Selon un mode de réalisation préférentiel, la certification des tronçons est gérée par un organisme spécialisé. Les unités de bord de route 400 aptes à gérer les fonctions de l’invention peuvent également faire l’objet d’un processus de certification, ou d’habilitation, afin de garantir un certain nombre de critères de sécurité et de fiabilité.

Le processus de certification peut se réaliser ainsi : 1 - phase de roulage : différents véhicules autonomes tests effectuent des roulages sur les tronçons de route à certifier ; 2 - en fonction des résultats, certification par un organisme spécialisé si toutes les conditions sont réunies ; 3 - mise en place des certificats sur un serveur 500 4 - transmission des certificats sur l’unité de bord de route 400 respectives. Ainsi, sur une route constituée d’une suite de tronçons, un certificat est attribué à chaque tronçon adapté et chacun de ces certificats est transmis à l’UBR correspondant au tronçon en question.

Une certification ne peut être que temporaire. En effet, un tronçon de route peut être impacté par différents facteurs susceptibles de remettre en question son éligibilité à la conduite autonome. Le serveur 500 peut centraliser les informations globales sur les certifications et la cartographie des routes, et, en fonction des informations et des instructions dont il dispose, il peut annuler, de façon temporaire ou permanente, les certificats précédemment fournis à l’unité de bord de route 400.

Selon un autre mode de réalisation, un ensemble de capteurs est déployé sur les tronçons de route, qui mesurent des informations relatives à des critères auxquels doit répondre un tronçon de route afin de pouvoir être considéré comme adapté à la conduite autonome.

Les informations de mesure de ces capteurs sont rassemblées auprès d’un dispositif associé à l’unité de bord de route associée au tronçon. Si ces informations remplissent les critères de certification, l’unité de bord de route en est informée et un certificat peut être créé ou fourni à cette UBR.

Les capteurs peuvent faire l’objet d’une certification, afin de fiabiliser l’ensemble de ce processus, par exemple par un organisme reconnu tel que l’AENOR (Association Erançaise de NORmalisation).

On suppose dans l’exemple de la figure 1 que l’unité de bord de route 400 dispose d’un, ou deux, certificats relatifs aux tronçons 201, 202, adaptés à la conduite autonome. Dans la suite de la description, il n’est pas important de savoir comment ces certificats ont été établis et fournis à l’unité de bord de route 400.

Comme précédemment évoqué, le certificat contient des données sur des conditions à remplir. A titre d’exemples, ces conditions peuvent concerner :

La météo : par exemple, un tronçon de route peut être adapté à la conduite autonome lorsque les conditions météorologiques sont favorables, mais pas par temps de neige ou de forte pluie, par exemple.

Le trafic : par exemple, un tronçon de route peut être adapté à la conduite autonome uniquement lorsque le trafic répond à certains critères, par exemple lorsqu’il est particulièrement fluide et/ou au contraire en cas d’embouteillages. D’autres conditions peuvent également être prises en compte.

Selon un mode de réalisation, Lunité de bord de route 400 transmet un indicateur (par exemple une simple étiquette, ou « tag ») représentatif du service de certification d’un tronçon adapté à la conduite autonome, aux véhicules 300 approchants.

Cette transmission peut être faite par un message Ml envoyé en diffusion (ou mode «broadcast »). Ce message Ml peut être un message destiné à d’autres usages ou très général, permettant ainsi à Lunité de bord de route de faire connaître son existence aux véhicules environnants, ainsi que les services qu’elle peut proposer.

Lorsqu’il reçoit le message Ml, le véhicule 300 peut déterminer si ce message contient un indicateur représentatif du service de certification d’un tronçon adapté à la conduite autonome, c’est-à-dire si un certificat est disponible pour un tronçon à venir. A ce stade, le véhicule est dans une position 301, encore assez éloignée du tronçon 201, 202.

Pour ce faire, il est bien évidemment nécessaire que le véhicule soit lui-même adapté, notamment en embarquant des équipements permettant de recevoir et comprendre les messages émis par Lunité de bord de route, ainsi que des équipements permettant le cas échéant de basculer le véhicule en mode de conduite autonome. A la réception d’un message Ml indiquant qu’un certificat est disponible sur une unité de bord de route 400, le véhicule peut transmettre à cette unité de bord de route, une requête visant à récupérer ce certificat. La transmission de cette requête peut être automatique, et assujettie à une configuration du véhicule par le conducteur, s’il souhaite pouvoir bénéficier de ce service. A la réception de la requête, l’unité de bord de route 400 transmet au véhicule 300 des informations associées au certificat. Ces informations peuvent consister en tout ou partie des informations contenues dans le certificat stocké dans l’unité de bord de route.

Ces informations peuvent contenir notamment : des données sur les conditions à remplir, telles que précédemment décrites (conditions météorologiques, trafic, etc.) des données sur le tronçon lui-même : sa position, sa longueur ou durée, etc.

Parmi les données sur le tronçon, différentes informations peuvent être transmises visant à apporter au véhicule la connaissance de la position du tronçon 201, 202 et la distance qu’il lui reste à parcourir avant d’y pénétrer.

Cette position peut être fournie par une « barrière » 401, formant un segment qui peut être défini par deux points 402, 403, ainsi que par la distance D séparant la barrière 401 du début du tronçon 201, 202. Cette barrière est localisée préférentiellement au niveau de l’unité de bord de route.

Les points 402, 403 permettent de définir les tronçons 201, 202, dans la direction transversale à la route, c’est-à-dire à indiquer les voies concernées. Dans le cas de la figure 1, les points 402, 403 permettent de définir que le tronçon 201, 202 concerne uniquement les voies 102 et 103, et non pas la voie 101. A la réception de ce message, le véhicule est dans une position 302, sensiblement plus proche du début du tronçon. Le véhicule peut alors comparer sa position 302 et la position des points 402, 403 pour déterminer s’il est concerné par les tronçons de route adaptés à la conduite autonome ; et, si oui, la distance le séparant du début de ce tronçon. Cette distance est la somme de la distance D et de la distance d, séparant la position 302 de la position des points 402, 403, le long de l’axe de la route 100.

Selon un de mode de réalisation de l’invention, les informations transmises au véhicule 300 par l’unité de bord de route 400 dans le message M2 contiennent également des paramètres environnementaux.

Ces paramètres environnementaux peuvent être des informations météorologiques et/ou des informations sur le trafic sur ledit tronçon. Ces paramètres peuvent être acquis à partir de plateformes de service distantes et autorisées à transmettre des informations sur le réseau véhiculaire, pour obtenir ce type de données en temps réel. A la réception du message M2, le véhicule peut recevoir des paramètres déterminés substantiellement au moment de sa réception. H peut également, au même moment, déterminer localement certains de ces paramètres, notamment la position du véhicule (comme évoqué précédemment), mais aussi des informations de trafic, sur la météo, etc.

Ainsi, à la réception du message M2, le véhicule 300 a à disposition : la position de tronçons adaptés à la conduite en mode autonome ; les données sur les conditions à remplir pour pouvoir basculer en mode autonome sur ces tronçons (telles que définies par le certificat associé aux tronçons) ; des paramètres déterminés substantiellement en temps-réel, pouvant notamment inclure des paramètres environnementaux transmis par Γ unité de bord de route.

En fonction de ces différentes données, le véhicule 300 peut déterminer son basculement, ou non, en mode de conduite autonome. Pour ce faire, il peut lui suffire

De comparer sa position par rapport à la localisation du tronçon, comme expliqué précédemment ;

De comparer les conditions à remplir avec les paramètres déterminés en temps-réel.

La décision peut être totalement autonome, ou assujettie à une décision du conducteur. Dans ce dernier cas, la possibilité d’entrer en conduite autonome peut être présentée au conducteur via une IHM (Interface Homme-Machine). Le conducteur disposera ainsi d’un certain temps pour décider de basculer ou non.

Si la décision est prise d’entrer en conduite en mode autonome, le véhicule n’y basculera que lorsqu’il sera en position 303, c’est-à-dire au début du tronçon et ce après validation de toutes les conditions. Comme évoqué précédemment, la position exacte du tronçon aura été communiquée précédemment au véhicule dans le message M2.

Lorsqu’il est en mode de conduite autonome, soit après la position 303, le véhicule 300 peut périodiquement transmettre à l’unité de bord de route des informations de positionnement. Cela permet à celle-ci d’avoir la connaissance de l’évolution des différents véhicules en conduite autonome circulant sur un tronçon et d’en déduire des données de gestion.

Ces informations peuvent être transmises à des unités de bord de route intermédiaires. Celles-ci peuvent également transmettre des messages aux véhicules afin de rappeler périodiquement les conditions requises pour la conduite en mode autonome ou pour fournir des informations supplémentaires contenant notamment des paramètres environnementaux réactualisés. Ces paramètres environnementaux peuvent être de même nature que ceux transmis dans le message M2, mais peuvent être actualisés en fonction des conditions établies en temps réel (changement de conditions météorologiques ou du trafic, par exemple). Le véhicule peut alors décider que ces informations reçues ne correspondent pas aux conditions requises et sortir du mode de conduite autonome (après alerte au conducteur).

Ces informations peuvent également permettre une mise à jour dynamique de la cartographie des UBR ;

En effet, chaque UBR peut transmettre au serveur 500 la liste (et tous les détails associés) de tous les tronçons éligibles à la conduite autonome dont elle dispose des informations, au travers un message M4. Après la collecte de toutes ces données, elles sont alors ajoutées à la cartographie qui est ainsi mise à jour de manière dynamique. Ces données sont transmises au travers du message M5 (entre le serveur 500 et la carte haute définition 600).

Ainsi, dans l’hypothèse où une fois qu’un tronçon est certifié pour la conduite autonome, il le reste (tout comme une autoroute reste une autoroute). Dans les zones pour lesquelles les informations sur les tronçons de route éligibles ont déjà été remontées, même si les liens de connectivité sont perdus pendant une période de temps, le conducteur sera en mesure de se renseigner sur la certification ou non d’une route ou d’une autre et l’autorisation d’entrer en mode autonome sera également régie par les conditions météorologiques du moment.

En outre, chaque UBR pouvant fournir des informations sur au moins deux portions de route certifiées à la conduite autonome, un mécanisme de filtrage est mis en place du niveau du serveur. Pour faire en sorte que la carte ne soit pas surchargée d’informations en doublon (quand elles sont les mêmes).

Le système selon l’invention peut également comporter un calculateur, un émetteur et récepteur aptes à communiquer avec les UBR. Ces éléments ne sont pas représentés sur les dessins.

Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux exemples et au mode de réalisation décrits et représentés, mais elle est susceptible de nombreuses variantes. En particulier, cette invention ne traite l’aspect sécurité des transactions, mais bien évidemment, on se place dans l’hypothèse que toute la chaîne de communication est sécurisée contre les intrusions malveillantes.

Claims (3)

1. REVENDICATIONS

   1. Procédé pour la détermination du basculement de la conduite d'un véhicule automobile vers un mode de conduite autonome, consistant essentiellement à - affecter au moins une unité de bord de route, UBR, (400) à un tronçon de route (201, 202) et à fournir à ladite unité de bord de route un certificat indiquant si ledit tronçon est adapté à une conduite autonome lorsqu'un ensemble de conditions indiquées par ledit certificat sont remplies, - transmettre à un véhicule approchant (300) dudit tronçon des informations associées audit certificat, afin que ledit véhicule détermine ledit basculement en fonction des conditions contenues dans ledit certificat et de paramètres déterminés substantiellement au moment de ladite détermination.
2. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel lesdites informations contiennent également des paramètres environnementaux afin que ledit véhicule détermine ledit basculement en fonction également desdits paramètres environnementaux. 3. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel lesdits paramètres environnementaux contiennent des informations météorologiques. 4. Procédé selon l'une des revendications 2 ou 3, dans lequel lesdits paramètres environnementaux contiennent des informations sur le trafic sur ledit tronçon. 5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ledit certificat est transmis audit véhicule en réponse à une requête dudit véhicule. 6. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel ledit véhicule, une fois basculé en mode de conduite autonome, transmet périodiquement des informations de localisation à ladite unité de bord de route. 7. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel des unités de bord de route intermédiaires sont également affectés audit tronçon de route, et en ce que lesdites unités de bord de route intermédiaire transmettent audit véhicule des paramètres environnementaux réactualisés. 8. Système pour la détermination du basculement de la conduite d'un véhicule automobile vers un mode de conduite autonome, comportant : - au moins une unité de bord de route, UBR, (400) affectée à un tronçon de route (201, 202) disposant d’un certificat indiquant si ledit tronçon est adapté à une conduite autonome lorsqu'un ensemble de conditions indiquées par ledit certificat sont remplies, - un dispositif embarqué sur un véhicule (300) pour recevoir à l’approche (301) dudit tronçon des informations associées audit certificat, et pour déterminer ledit basculement en fonction des conditions contenues dans ledit certificat et de paramètres déterminés substantiellement au moment de ladite détermination.
3. 9. Système selon la revendication précédente, comportant en outre un serveur (500) adapté pour transmettre ledit certificat auxdites unités de bord de route (400). 10 Système selon l’une des revendications 8 ou 9 comportant au moins une unité de bord de route intermédiaire affectée audit tronçon de route, adapté pour la transmission de paramètres environnementaux réactualisés audit véhicule.