FR3082164A1

FR3082164A1 - Procede d'aide a la navigation par affichage visuel et dispositif associe

Info

Publication number: FR3082164A1
Application number: FR1855055A
Authority: FR
Inventors: Sabine LANGLOIS; Paul Marti
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 2018-06-11
Filing date: 2018-06-11
Publication date: 2019-12-13
Anticipated expiration: 2038-06-11
Also published as: FR3082164B1

Abstract

L'invention concerne un procédé d'aide à la navigation par affichage visuel indiquant une voie cible sur un pare-brise d'un véhicule (veh), ledit procédé comprenant : - une étape de prédiction de la voie cible en fonction d'une trajectoire prédéterminée, - une étape de détermination d'un besoin imminent de changement de voie déduite de l'étape précédente de prédiction de la voie cible, - une étape de désactivation dudit affichage une fois le véhicule dans la voie cible, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comporte : - une étape de détermination d'une plage angulaire de projection de la voie cible sur le pare-brise, - une étape de détermination d'une forme à projeter associée à la voie cible à afficher en fonction du résultat de l'étape de détermination de la plage de projection, - une étape d'activation de l'affichage visuel par projection sur le pare-brise du type de la forme déterminée.

Description

PROCEDE D’AIDE A LA NAVIGATION PAR AFFICHAGE VISUEL ET DISPOSITIF ASSOCIE

DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION

L’invention concerne un procédé d’aide à la conduite et plus particulièrement d’aide à la navigation. Elle trouve une application avantageuse sous la forme d’un procédé d’aide à la navigation par affichage visuel d’information d’une voie cible sur un pare-brise d’un véhicule et sous la forme du dispositif associé.

ETAT DE LA TECHNIQUE

Le guidage vocal est connu mais il est peu accepté par les conducteurs et peut donner lieu à des doutes quant à la marche à suivre désignée. Les afficheurs tête haute sont également connus et permettent d’afficher la voie à suivre sur une carte virtuelle néanmoins ce système nécessite un effort de corrélation de la part du conducteur entre l’image cartographiée affichée et la réalité et de plus l’image affichée reste très petite comparée à son champ de vision. Il est aussi connu du document FR1552438 d’indiquer au conducteur via une lumière directe la direction à suivre, cependant ce système peut perturber le conducteur car il n’indique pas une voie à suivre mais uniquement un cap à suivre. De plus, avec ce système le conducteur perçoit une lumière directe, ce qui n’est pas toujours confortable.

RESUME DE L’INVENTION

Un des buts de l'invention est de remédier à au moins une partie des inconvénients de la technique antérieure en fournissant un procédé d’aide à la navigation par affichage visuel d’information d’une voie cible sur un pare-brise d’un véhicule ainsi qu’un dispositif associé.

A cette fin, l'invention propose un procédé d’aide à la navigation par affichage visuel indiquant une voie cible sur un pare-brise d’un véhicule, ledit procédé comprenant :

- une étape de prédiction de la voie cible en fonction d’une trajectoire prédéterminée,

- une étape de détermination d’un besoin imminent de changement de voie déduite de l’étape précédente de prédiction de la voie cible,

- une étape de désactivation dudit affichage une fois le véhicule dans la voie cible, ledit procédé étant caractérisé en ce qu’il comporte :

- une étape de détermination d’une plage angulaire de projection de la voie cible sur le pare-brise,

- une étape de détermination d’une forme à projeter associée à la voie cible à afficher en fonction du résultat de l’étape de détermination de la plage de projection,

- une étape d’activation de l’affichage visuel par projection sur le parebrise du type de la forme déterminée.

Grâce à l'invention, le conducteur dispose d’un confort de guidage en temps réel qui prend en compte la réalité du terrain et sans nécessiter de la part du conducteur de dépenser de la charge cognitive pour faire une adaptation entre le guidage proposé et la manœuvre à réaliser. En effet il s’agit d’une réalité augmentée qui superpose l’affichage visuel d’information d’une voie cible sur la voie cible telle qu’elle est vue par le conducteur à travers le pare-brise.

Selon une caractéristique avantageuse, ladite étape de prédiction de la voie cible est fonction de la trajectoire prédéterminée, de la localisation du véhicule et d’un trafic prédéterminé, ce qui permet d’indiquer la voie à suivre à l’avance et en prenant en compte les conditions de circulation en plus des caractéristiques locales de disposition des voies ou encore du code de la route.

Selon une autre caractéristique avantageuse, ladite étape de détermination de la plage angulaire de projection est fonction du résultat d’une étape de détermination de l’angle de lacet du véhicule et/ou de l’angle de braquage appliqué sur un volant du véhicule. Cette caractéristique permet d’indiquer en temps réel la voie à suivre au conducteur tout en suivant l’évolution de sa trajectoire.

Selon une autre caractéristique avantageuse, ladite étape de détermination de la plage angulaire de projection comporte :

- une étape de calcul d’une première extrémité de la plage angulaire de projection en référence à une ligne orientée suivant l’angle de lacet du véhicule et passant par une position de référence,

- une étape de calcul d’une seconde extrémité de la plage angulaire de projection en référence à une ligne orientée suivant l’angle de lacet du véhicule et passant par une position de référence. Cette caractéristique permet un affichage clair de la voie cible superposé à la voie cible dans le champ de vision du conducteur.

Selon une autre caractéristique avantageuse, ledit procédé comporte une étape initiale de réglage en hauteur de la projection sur le pare-brise, ce qui permet au conducteur une personnalisation de la hauteur de projection afin que cette dernière lui soit adaptée.

L'invention concerne également un dispositif d'aide à la navigation par affichage visuel indiquant une voie cible sur un pare-brise d’un véhicule, ledit procédé comprenant :

- un moyen de prédiction de la voie cible en fonction d’une trajectoire prédéterminée,

- un moyen de détermination d’un besoin imminent de changement de voie utilisant la sortie du moyen précédent de prédiction de la voie cible,

- un moyen de désactivation dudit affichage une fois le véhicule dans la voie cible, ledit dispositif étant caractérisé en ce qu’il comporte :

- un moyen de détermination d’une plage angulaire de projection de la voie cible sur le pare-brise utilisant la sortie d’un moyen de détermination de l’angle de braquage au volant ou de l’angle de lacet,

- un moyen de détermination d’une forme à projeter associée à la voie cible à afficher utilisant la sortie du moyen de détermination de la plage angulaire de projection,

- un moyen d’affichage visuel de la forme déterminée par projection de reflet lumineux sur le pare-brise. Ce dispositif présente des avantages analogues à ceux du procédé et permet au conducteur de jouir d’un affichage indirect adapté à de longs trajets.

Selon une autre caractéristique avantageuse, ledit besoin imminent est déterminé en fonction des sorties :

- d’un moyen de cartographie de l’environnement dynamique du véhicule, notamment une caméra de détection de ligne, une cartographie terrestre haute résolution, apte à identifier et anticiper les voies de circulation sur la trajectoire du véhicule,

- d’un moyen de localisation instantanée apte à déterminer la position instantanée du véhicule,

- d’un moyen de détermination du trafic apte à évaluer la présence des obstacles mobiles aux alentours du véhicule. L’avantage procuré par cette caractéristique est double, car ces moyens permettent de sécuriser le guidage et d’utiliser des composants déjà présents sur les véhicules.

Selon une autre caractéristique avantageuse, ledit moyen d’affichage visuel par projection de reflet lumineux sur le pare-brise comporte une source de lumière apte à émettre une bande lumineuse de dimension transversale variable, notamment au moyen d’un bandeau comportant au moins quatre diodes électro luminescentes indépendantes les unes des autres. L’avantage de cette caractéristique est d’être économe en énergie et de pouvoir présenter des couleurs différentes puisque les diodes se règlent en rouge, vert, bleu.

Selon une autre caractéristique avantageuse, ledit bandeau de diodes électro luminescentes est inséré dans une planche de bord dudit véhicule, perpendiculairement au vecteur d’avancement du véhicule et mesure presque toute la largeur de la planche du bord et comporte :

• de multiples diodes électro luminescentes alignées horizontalement, formant ledit bandeau, aptes à projeter un trait coloré d’une épaisseur de 2° sur le pare-brise en superposition sur la voie cible vue depuis la position du conducteur, • une diode électro luminescente formant triangle à chaque extrémité droite et gauche dudit bandeau, aptes à projeter une flèche colorée en bordure du pare-brise quand la voie cible est en dehors du champ du pare-brise.

L’avantage de cette caractéristique est d’afficher une information visuelle claire adaptée à la largeur du pare-brise.

Selon une autre caractéristique avantageuse, ledit dispositif comporte également :

- un moyen de détermination de la position du ou des yeux du conducteur

Et/ou

- un moyen d’orientation de la projection lumineuse du bandeau de diodes électro luminescentes sur le pare-brise.

L’avantage de cette caractéristique est de personnaliser l’affichage en hauteur, soit de manière automatique avec un suivi des yeux du conducteur et un moteur permettant une rotation du bandeau lumineux ou encore de manière manuelle avec une molette manipulate, à distance par exemple, par le conducteur.

BREVE DESCRIPTION DES FIGURES

D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront à la lecture d'un mode de réalisation préféré décrit en référence aux figures dans lesquelles:

la figure 1 représente un organigramme du procédé selon l’invention ; et, la figure 2 est une vue du dessus du véhicule sur une chaussée à plusieurs voies représentant la mise en œuvre de l’invention dans le cas d’un véhicule roulant en ligne droite, avant que le conducteur n’ait amorcé le changement de voie indiqué ; et la figure 3 est une vue du dessus du véhicule sur la même chaussée à plusieurs voies représentant la mise en œuvre de l’invention dans le cas du même véhicule, une fois que le conducteur a amorcé le changement de voie indiqué ; et la figure 4 est une vue de l’intérieur du véhicule indiquant par le reflet sur le pare-brise d’un trait lumineux un changement de voie cible dans le cas d’un roulage sur une chaussée à plusieurs voies avec marquage au sol, conformément à l’invention ; et la figure 5 est une vue de l’intérieur du véhicule indiquant par le reflet sur le pare-brise d’une flèche lumineuse un changement de voie cible dans le cas où la voie cible se trouve en dehors du pare-brise conformément à l’invention.

Dans l’ensemble du texte les directions et orientations sont désignées en référence à un repère orthonormé direct XYZ classiquement utilisé en conception automobile, dans lequel X désigne la direction longitudinale du véhicule, dirigé vers l’avant, Y est la direction transversale au véhicule, dirigé vers la gauche et Z est la direction verticale dirigée vers le haut. Les notions « avant » et « arrière » sont indiquées en référence au sens de marche normal vers l’avant du véhicule. Dans l’ensemble de la description le terme « sensiblement » signifie qu’un léger écart peut être admis par rapport à une position ou orientation nominale déterminée, par exemple « sensiblement vertical » signifie qu’un écart de l’ordre de 1° par rapport à une orientation strictement verticale est admis dans le cadre de l’invention. Pour plus de clarté, les éléments identiques ou similaires sont repérés par des signes de référence identiques sur l’ensemble des figures.

DESCRIPTION DETAILLEE DES FIGURES

La figure 1 illustre les différentes étapes du procédé d’aide à la navigation par affichage visuel indiquant une voie cible sur un pare-brise d’un véhicule. Ainsi, l’étape E0 consiste en une étape de prédétermination de la trajectoire, qui utilise des méthodes et des moyens connus que nous ne décrirons donc pas en détail. Cette étape E0 de prédétermination de la trajectoire utilise en entrée des informations du conducteur sur le lieu où il se trouve et sur le lieu de destination où il veut se rendre, c’est-à-dire sur son itinéraire, une trajectoire est alors calculée par un calculateur de navigation en fonction d’éventuelles autres informations telles que le trafic en temps-réel par exemple. Pour ce faire, cette étape E0 de prédétermination de la trajectoire comporte une sous-étape de détermination de la position du véhicule sur la voie et une sous-étape de calcul de trajectoire. En sortie de cette étape sont alors obtenus à partir d’une carte haute-résolution une position en temps réel du véhicule sur la voie ainsi qu’une trajectoire. L’étape suivante est l’étape E1 de prédiction de la voie cible, cette étape utilise le résultat de l’étape E0 précédente, notamment la position du véhicule dans sa voie. Cette étape E1 de prédiction complète l’étape E0 précédente en précisant la voie sur laquelle doit venir se placer le véhicule dans les secondes à venir pour pouvoir suivre la trajectoire prédéterminée. En effet, pour suivre une trajectoire donnée, le véhicule doit se positionner d’une certaine façon sur la chaussée, de manière à prendre la bonne sortie par exemple, mais aussi pour respecter le code de la route par exemple, et/ou encore pour éviter une voie fermée à la circulation pour cause d’un accident ou autre. Ainsi l’étape E1 de prédiction de la voie cible va utiliser des données issues d’une cartographie haute résolution, mais elle peut aussi utiliser des données dynamiques liées à des données de géolocalisation par satellites (au moyen du système GPS, acronyme anglais de Global Positioning System, qu’il soit différentiel (DGPS pour l’acronyme anglais de Differential GPS) ou non, ou encore du système GLONASS, ou GALILEO) et à des caméras analysant les panneaux routiers, mais également des informations échangées entre les véhicules (connu sous l’acronyme V2V de l’anglais « vehicle to vehicle ») ou encore des informations échangées entre les infrastructures routières et le véhicule (connu sous l’acronyme I2V de l’anglais « infrastructure to vehicle »).

L’étape suivante est l’étape E2 de détermination d’un besoin imminent de changement de voie, basée sur la sortie de l’étape précédente et utilisant en donnée d’entrée :

- un moyen de localisation instantanée apte à déterminer la position instantanée du véhicule, par données GPS ou DGPS par exemple

- un moyen de cartographie de l’environnement dynamique du véhicule, notamment une caméra de détection de ligne, une cartographie terrestre haute résolution, apte à identifier et anticiper les voies de circulation sur la trajectoire du véhicule, mais aussi par exemple

- un moyen de détermination du trafic, par exemple, radar, lidar, caméras, capteur de distance inter-véhicules, apte à évaluer la présence des obstacles mobiles aux alentours du véhicule.

Ainsi, en comparant la voie cible prédite et la voie cible sur laquelle est situé le véhicule, il en résulte un besoin ou non de changement de voie dans les secondes à venir. Le délai d’anticipation dans un premier mode de réalisation préférentiel est fixe valant trois secondes, néanmoins cette valeur temporelle peut être personnalisée par le conducteur et/ou encore être dépendante de la vitesse mesurée. De même, dans un mode de réalisation préférentiel ce délai d’anticipation du besoin imminent de changement de voie est allongé de manière à y inclure un délai de préparation du conducteur. En effet, en prévoyant une anticipation plus longue, par exemple le maximum entre dix secondes et 400 mètres avant la manœuvre, personnalisable, cela permet de préparer le conducteur à agir. Ainsi pendant le temps entre l’anticipation de 400m et l’anticipation de 3s la voie cible reste la voie actuelle du conducteur puis 3s avant le besoin de manœuvre la voie cible change, ce qui a déjà permis au conducteur de se préparer à la manœuvre car un affichage aura commencé.

En cas sortie positive à l’issue de l’étape E2 de détermination d’un besoin imminent de changement de voie, il s’ensuit l’étape E3 de détermination d’une plage angulaire de projection de la voie cible sur le pare-brise. La plage angulaire de projection de la voie cible sur le pare-brise définit une zone délimitée par l’écart entre deux angles, les deux angles étant pris par rapport à un axe de référence. Dans un mode de réalisation préférentiel l’axe de référence est l’axe passant par une position de référence du conducteur, et plus spécifiquement par le point médian entre les yeux du conducteur et orienté parallèlement au déplacement du véhicule. Bien que l’étape de détermination de l’angle de lacet du véhicule et/ou de l’angle de braquage appliqué sur un volant du véhicule ne soit pas représentée pour plus de clarté, cette étape est essentielle pour prendre en compte le vecteur déplacement du véhicule. En effet, l’angle de lacet devient non nul quand le conducteur a commencé sa manœuvre puisqu’il s’oriente alors différemment dans sa voie en vue de rouler vers la voie cible. Le résultat de cette étape, que ce soit l’angle de braquage au volant ou l’angle de lacet, sert d’entrée à l’étape E3 de détermination d’une plage angulaire. En effet, la mesure de l’angle de braquage exercé par le conducteur sert préférentiellement de donnée d’entrée à l’étape E3 de détermination d’une plage angulaire car un capteur d’angle de braquage est aujourd’hui couramment disponible sur tout véhicule et cette valeur permet ensuite d’estimer l’angle de lacet induit. Néanmoins une autre alternative est d’utiliser directement l’angle de lacet qui est induit par l’angle de braquage au volant, l’angle de lacet peut être mesuré au moyen d’une centrale inertielle. Cette étape E3 de détermination d’une plage angulaire de projection de la voie cible sur le pare-brise sera décrite plus en détail au moyen des figures 2 et 3 suivantes.

Une fois la plage angulaire déterminée, a lieu l’étape E4 de détermination d’une forme à projeter associée à la voie cible à afficher en fonction du résultat de l’étape E3 de détermination de la plage de projection. En effet, si la plage angulaire obtenue est incluse dans la zone angulaire délimitée par les rebords du pare-brise alors la forme à afficher retenue pour indiquer la voie à suivre sera un trait en superposition de la voie cible, et sinon, c’est à dire dans le cas d’une sortie d’autoroute, d’une rue à angle droit ou encore d’une sortie de rond-point par exemple, ce sera une forme triangulaire en extrémité de pare brise du côté où se trouve la voie cible afin d’indiquer le changement de voie attendu.

A l’issue de ces étapes, qui se déroulent en temps réel, a alors lieu l’étape E5 d’activation de l’affichage visuel par projection sur le pare-brise du type de la forme déterminée à l’étape E4 précédente. Cet affichage visuel se fait par projection de reflet lumineux sur le pare-brise, plus précisément, la source de lumière préférentielle est un bandeau comportant au moins quatre diodes électro luminescentes (acronyme LEDs issu de l’anglais « light-emitting diode ») indépendantes les unes des autres. Ce bandeau est ainsi apte à émettre un reflet lumineux de dimension transversale variable sur le pare-brise. Préférentiellement, ce bandeau est inséré dans, ce qui inclut aussi le bandeau posé sur, la planche de bord dudit véhicule et comporte :

• De multiples LEDs alignées horizontalement, formant ledit bandeau, aptes à projeter un trait coloré d’une épaisseur de 2° sur le pare-brise en superposition sur la voie cible vue depuis la position du conducteur, c’est-à-dire en superposition sur la voie cible telle qu’elle est vue par le conducteur • Une, ou plusieurs, LED formant triangle à chaque extrémité droite et gauche dudit bandeau, aptes à projeter une flèche colorée en bordure du pare-brise quand la voie cible est en dehors du champ du pare-brise.

Dans un mode de réalisation préférentiel, le bandeau est constitué de LEDs alignées sur presque toute la largeur (en Y) de la planche de bord et espacées entre elles de cinq centimètres par exemple. Ce bandeau comporte préférentiellement mais non limitativement une ligne de LEDs, le diffuseur placé au-dessus permettant de créer une épaisseur du trait reflété sur le parebrise d’environ 2° (par rapport à la position des yeux du conducteur) sur le pare-brise, en superposition sur la voie cible. Cette épaisseur permet ainsi de rendre l’affichage visuel suffisamment détectable. Ce bandeau de LEDs comporte donc trois pièces à savoir la boite à lumière qui forme le contour et donne la forme reflétée sur le pare-brise, les LEDs et le diffuseur placé au11 dessus des LEDs qui permet de lisser le halo, c’est à dire de transformer le point lumineux d’une LED en surface lumineuse. Le reflet doit apparaître dans le champ de vision du conducteur tout en étant localisé en bas du pare-brise pour ne pas gêner le conducteur. Pour ce faire, une étape initiale (non représentée pour plus de clarté) de réglage en hauteur de la projection du reflet lumineux sur le pare-brise est réalisée :

- soit manuellement par le conducteur au moyen d’une molette par exemple, qui peut par exemple être à distance afin de permettre au conducteur de personnaliser la hauteur du reflet sans avoir à faire des aller-retours entre la position de réglage et la position de roulage ,

- soit automatiquement par un moyen de détermination de la position du ou des yeux du conducteur, connu de l’état de la technique, et un moteur électrique associé pour orienter la projection lumineuse du bandeau de diodes électro luminescentes sur le pare-brise en fonction de la position du ou des yeux du conducteur.

Enfin, une fois qu’il n’y a plus de changement de voie imminent (que le changement de voie ait été effectué ou non : si le recalcul de l’itinéraire ne nécessite pas de changer de voie dans les secondes à venir), l’affichage cesse donc, cette étape de désactivation de l’affichage une fois le véhicule dans la voie cible n’a pas été ajoutée à l’organigramme pour plus de clarté. La réalité augmentée n’apparaît ainsi qu’au moment opportun et l’utilisation de LEDs permet une maîtrise économique de la consommation électrique.

Ce mode de réalisation peut aussi être complété par une prise en compte du risque lié à l’environnement dynamique du véhicule en utilisant plusieurs couleurs d’affichage pour les LEDs. En effet, les LEDs se commandent en rouge, bleu, vert, ainsi la couleur utilisée par défaut peut être le vert ou le bleu et en cas de risque ou d’urgence la couleur peut virer au rouge. Le changement de couleur est donc soit fonction du temps restant possible pour réaliser la manœuvre de changement de voie, et/ ou fonction du niveau de risque prédéterminé lié au trafic et notamment aux obstacles dans la voie cible afin de rappeler au conducteur les risques liés à l’environnement dans lequel il évolue. L’évaluation du niveau de risque prédéterminé est faite en temps réel au moyen d’informations issues par exemple de capteur de distance inter-véhicules, et/ou d’informations de trafic issues de caméra et/ou radar et/ou lidar et/ou de communication inter-véhicules (V2V) ou infrastructure-véhicule (I2V).

En variante, en fonction de l’évaluation du niveau de risque prédéterminé, le trajet prédéterminé proposé peut aussi être modifié afin de ne pas proposer un changement de voie qui serait dangereux.

Une autre variante à l’utilisation de la couleur des LEDs pour indiquer l’urgence de la manœuvre est aussi la fréquence d’affichage du bandeau, notamment en affichant un bandeau « filant », c’est-à-dire que les LEDs s’allument les unes après les autres dans le sens de la direction du changement de voie et de plus en plus vite avec la diminution du temps restant pour effectuer la manœuvre de changement de voie.

De plus, l’intensité lumineuse des LEDs est également automatiquement réglable en fonction de l’information de la luminosité extérieure afin de ne pas éblouir le conducteur de nuit. Par exemple, la luminance peut varier entre 1cd/m2 de nuit et 5000cd/m2 de jour. En effet, l’information de luminosité extérieure est connue par le système global de gestion du véhicule puisqu’elle est déjà consommée par le calculateur des feux ainsi que par les outils de navigation pour passer du mode jour au mode nuit et inversement.

Le procédé décrit est préférentiellement hébergé dans un module de calculateur sous forme d’un boîtier de commande dédié intégré au bandeau de LEDs et connecté par différents réseaux de communication (filaire et/ou réseau interconnecté local, connu aussi sous le terme de bus LIN, , initiales anglosaxonnes pour Local Interconnect Network, et/ou réseau CAN, initiales anglosaxonnes pour Controller Area Network) aux autres calculateurs du véhicule, notamment le calculateur principal et le calculateur de navigation.

Sur la figure 2 est représentée une vue du dessus du véhicule veh, matérialisé par un rectangle, sur une chaussée à plusieurs voies, chacune étant de largeur Lv, et matérialisées par des lignes trait-point. La délimitation des voies est obtenue en cas de marquage au sol au moyen de caméra de détection de ligne, et l’information de référence considérée qui est alors le nombre de voie peut être confirmée par une comparaison avec l’information issue du moyen de cartographie haute résolution, et en cas de divergence sur le nombre de voie entre le résultat déterminé sur la base des images de la caméra et le résultat déterminé sur la base de la cartographie, il peut être utilisé une mesure de la chaussée (au moyen de lidar ou en utilisant les images des caméra) divisée par la largeur standard d’une voie dans le pays considéré. Dans le cas de voies non matérialisées par des marques au sol on détermine des bordures virtuelles de voies, pour ce faire le moyen de détection de ligne au sol est alors essentiellement remplacé par la cartographie haute résolution en la confirmant éventuellement en comparant le nombre de voies attendu d’après la cartographie avec une mesure de la chaussée divisée par la largeur standard d’une voie dans le pays considéré. Cette vue représente la mise en œuvre de l’invention dans le cas d’un véhicule veh roulant en ligne droite, avant que le conducteur n’ait amorcé le changement de voie indiqué. En effet, on constate que les lignes pointillées :

Y0_veh qui matérialise la trajectoire du point de référence lié au centre du véhicule, il s’agit de la position du véhicule dans sa voie issue de l’étape E0 de prédétermination de la trajectoire ; et

Y0_v qui matérialise le centre de la voie ; et

Y0_cond qui matérialise la trajectoire de la position de référence du conducteur, définie par le point médian des yeux du conducteur cond matérialisé lui-même par une forme noire ; Y0_cond et Y0_veh sont parallèles entre eux et une distance d’environ 0,3 à 0,4 m les sépare en fonction des véhicules ; l’un peut donc se déduire de l’autre, nous utilisons préférentiellement Y0_cond dans les calculs présentés mais ce choix n’est pas limitatif ;

sont parallèles entre elles.

Le repère relatif au véhicule a classiquement son origine au centre de l’essieu arrière du véhicule veh. La vitesse du véhicule veh considérée ici est de 50km/h, l’anticipation à 3 secondes pour l’indication du changement de voie, porte donc la distance d’anticipation à 42 m, ce qui correspond à la distance D de la figure. Ce délai d’anticipation est ici le même que ce soit pour l’affichage d’un trait lumineux ou d’une flèche, mais ces valeurs peuvent aussi être différenciées et personnalisables. Sur cette figure est également matérialisée la plage angulaire de projection de la voie cible sur le pare-brise. Cette figure et la suivante permettent ainsi d’expliciter l’étape de détermination de la plage angulaire de projection qui comporte :

- une étape de calcul de la première extrémité Alpha_g de la plage angulaire de projection en référence à un axe défini par une ligne orientée suivant l’angle de lacet du véhicule, ici nul, et passant par une position de référence, qui est le point médian entre les yeux du conducteur, cette ligne étant matérialisée par la ligne continue Y0_cond et correspondant à l’axe que suit le véhicule à l’instant présent

- une étape de calcul de la seconde extrémité Alpha_d de la plage angulaire de projection en référence à une ligne orientée suivant l’angle de lacet du véhicule, ici nul, et passant par une position de référence, qui est le point médian entre les yeux du conducteur, cette ligne étant matérialisée par la ligne continue Y0_cond et correspondant à l’axe que suit le véhicule à l’instant présent.

Ainsi, la première extrémité Alpha_g de la plage angulaire de projection correspond à l’angle entre :

- la ligne pointillée passant par la position de référence et le point lnt_g_v appartenant à la bordure gauche de la voie cible et situé à 3 secondes, c’est-àdire à la distance D de 42 mètres du conducteur cond

- et la ligne continue Y0_cond et correspondant à l’axe que suit le véhicule à l’instant présent.

De la même façon, la seconde extrémité Alpha_d de la plage angulaire de projection correspond à l’angle entre :

- la ligne pointillée passant par la position de référence et le point lnt_d_v appartenant à la bordure droite de la voie cible et situé à 3 secondes, c’est-àdire à la distance D de 42 mètres du conducteur cond et

- la ligne continue Y0_cond et correspondant à l’axe que suit le véhicule à l’instant présent.

Ces première Alpha_g et seconde Alpha_d extrémités de la plage angulaire de projection sont signées et ont pour référence la ligne orientée suivant l’angle de lacet du véhicule, ici nul, et passant par une position de référence, qui est le point médian entre les yeux du conducteur, cette ligne étant matérialisée par la ligne continue Y0_cond et correspondant à l’axe que suit le véhicule à l’instant présent. Dans l’exemple de la figure 2 les deux angles Alpha_g et Alpha_d ont donc le même signe. Pour déterminer ensuite quelles colonnes de LEDs allumer sur le bandeau, il suffit alors de déterminer les intersections de chaque ligne pointillée, celle passant par la position de référence et le point lnt_g_v et celle passant par la position de référence et le point lnt_d_v, délimitant la plage angulaire de projection avec le pare-brise du véhicule veh (ou encore avec le bandeau de LEDs, ce qui revient sensiblement au même résultat en première approximation puisque le reflet sur le pare-brise est proche du bandeau), on obtient alors les points Yg et Yd dont on calcule les coordonnées suivant l’axe Y par trigonométrie comme explicité avec la figure suivante.

Dans le cas d’une route qui n’est pas en ligne droite, c’est-à-dire dans le cas d’une route présentant un rayon de courbure non proche de zéro, tant que le véhicule veh reste orienté dans sa voie l’angle de lacet est nul, la logique reste donc la même.

De la même manière, sur la figure 3 est représentée une vue du dessus du véhicule veh sur la même chaussée de largeur à plusieurs voies, chacune étant de largeur Lv, et matérialisées par des lignes trait-point. Il s’agit ici de représenter la mise en œuvre de l’invention dans le cas du même véhicule veh, une fois que le conducteur a amorcé le changement de voie indiqué. En effet, le conducteur cond a commencé à appliquer un angle de braquage au volant, ce qui se manifeste par un angle de lacet Alpha, qui est soit déduit de l’angle de l’angle au volant, couramment mesuré, soit mesuré directement au moyen d’une centrale inertielle. Cet angle de lacet Alpha correspond à l’angle entre la ligne pointillée Y0_v qui matérialise le centre de la voie et la ligne continue Y0_cond, correspondant à l’axe que suit le véhicule à l’instant présent et passant par le point médian entre les yeux du conducteur. Les première Alpha_g et seconde Alpha_d extrémités de la plage angulaire de projection, n’ont désormais plus le même signe, comme on le constate sur la figure 3, mais restent obtenues de la même façon que précédemment. De même, le mode de calcul des points intermédiaires de tracé, à 3 secondes du point courant que sont le point lnt_g_v appartenant à la bordure gauche de la voie cible et le point lnt_d_v appartenant à la bordure gauche de la voie cible, reste inchangé par rapport à la description donnée dans le cadre de la figure précédente. Pour déterminer ensuite quelles colonnes de LEDs allumer sur le bandeau, il suffit alors de déterminer les intersections de chaque ligne pointillée, celle passant par la position de référence et le point lnt_g_v et celle passant par la position de référence et le point lnt_d_v, délimitant la plage angulaire de projection avec le pare-brise du véhicule veh (ou encore avec le bandeau de LEDs, ce qui revient sensiblement au même résultat en première approximation puisque le reflet sur le pare-brise est proche du bandeau), on obtient alors les points Yg et Yd dont on calcule les coordonnées suivant l’axe Y par trigonométrie. Pour ce faire on considère que les LEDs sont situées sur un plan perpendiculaire à l’axe d’avancement du véhicule et confondues avec le pare-brise, on utilise donc l’hypothèse simplificatrice selon laquelle les LEDs appartiennent au plan passant par Yg-Yd. Soit le point T d’intersection, l’intersection entre la trajectoire de la position de référence du conducteur, définie par le point médian des yeux du conducteur cond dont l’axe est matérialisé par la ligne continue Y0_cond, et le plan des LED, matérialisé par une ligne pointillée passant par les point Yg et Yd. Soit le point O d’intersection, l’intersection entre l’axe de la voie Yo_v dans laquelle se trouve le véhicule veh et le plan du bandeau de LEDs. Les points Yg, Yd, T et O appartiennent donc au plan du bandeau de LEDs. La sous-étape de détermination de la position du véhicule veh sur la voie permet de connaître la distance K entre le bord vers lequel tourne le véhicule veh, donc ici le bord gauche, de la voie dans laquelle se trouve le véhicule veh, et l’axe parallèle à celui du centre de la voie et passant par le point médian entre les yeux du conducteur. Soit la distance E la distance entre le point médian entre les yeux du conducteur et le plan du bandeau des LEDs.

K alpha + alpha_d = tan (—) = ta»^-1 — alpha

TFd TO ord taii(aip-fca_d ) = = — + —

Ê β £

OYd

OYd = E * ta.n(afpi fta._d ) — TO = E » tan(afpfca._d ) + OT

Soit = E * tan( tan ¹ — αίρή-α) + OT

Par analogie

OYg = E * tant tan. ¹1-------) — alfjfco.) + OT \ D /

Dans ce calcul n’apparaît pas la hauteur de projection sur le pare-brise car la projection sera limitée en partie basse du pare-brise et n’influera donc pas en première approximation le calcul des coordonnées en Y des points Yg et Yd, indiquant quelles colonnes de LEDs allumer sur le bandeau. Dans ce calcul n’apparaît pas la hauteur de projection sur le pare-brise car la projection sera limitée en partie basse du pare-brise et n’influera donc pas en première approximation le calcul des coordonnées en Y des points Yg et Yd, indiquant quelles LEDs, ou colonnes de LEDS (si le bandeau comporte plusieurs lignes parallèles de LEDs), allumer sur le bandeau.

Dans le cas d’une route qui n’est pas en ligne droite, c’est-à-dire dans le cas d’une route présentant un rayon de courbure non proche de zéro, dès que le véhicule veh initie son changement de voie et n’est donc plus parallèle à sa voie, l’angle de lacet devient non nul, la logique reste donc la même.

Sur la figure 4 est représentée une vue de l’intérieur du véhicule et plus précisément une vue vers le pare-brise à partir de la position des yeux du conducteur. Le reflet sur le pare-brise d’un trait lumineux lnd_v_t indique un changement de voie cible dans le cas d’un roulage sur une chaussée à plusieurs voies avec marquage au sol, conformément à l’invention. En effet, la voie cible se trouve dans le champ de vision du pare-brise, la forme utilisée pour matérialiser la voie cible au conducteur est donc un trait lumineux lnd_v_t. La couleur préférentielle est le vert mais comme il a déjà été précisé précédemment des variantes de réalisation sont possibles. Les extrémités du trait lumineux lnd_v_t correspondent donc en première approximation aux points Yg et Yd précédemment décrits et la longueur du trait lumineux lnd_v_t correspond en première approximation à la distance en Y entre Yg et Yd. En effet, on estime alors que le bandeau de LED est très peu éloigné en X du pare-brise et plus précisément de la projection sur le pare-brise. En l’absence de marquage au sol, le trait lumineux serait positionné sensiblement au même endroit comme expliqué précédemment, garantissant un marquage relatif par rapport au véhicule cohérent.

Sur la figure 5 est représentée une vue de l’intérieur du véhicule et plus précisément une vue vers le pare-brise à partir de la position des yeux du conducteur. Le reflet sur le pare-brise d’une flèche lumineuse indique un changement de voie cible dans le cas où la voie cible se trouve en dehors du pare-brise conformément à l’invention. En effet, la voie cible se trouve en dehors du champ du pare-brise car dans trois secondes, après le feu, le conducteur devra avoir tourné et se situer dans la rue perpendiculaire à la voie dans laquelle il se trouve actuellement. La forme utilisée pour matérialiser la voie cible au conducteur est donc le triangle équilatéral lnd_v_f en forme de flèche positionné au bord du pare-brise. Comme la voie cible se situe à gauche du pare-brise, ce sont les LEDs formant triangle à l’extrémité gauche du bandeau qui forment la flèche vers la gauche. Cet affichage permet aussi d’indiquer la sortie dans un rondpoint. Dans le cas d’un rond-point sans marquage au sol, un mode de réalisation alternatif consiste à afficher le trait lumineux à gauche du conducteur tant que le conducteur doit rester à l’intérieur du rond-point et de déplacer le trait lumineux à droite du conducteur pour lui indiquer qu’il doit dans les trois secondes se placer dans la voie extérieure du rond-point et enfin afficher la flèche pour lui indiquer de prendre la sortie. Dans un mode préférentiel de réalisation, l’affichage de cette flèche est clignotant pour alerter davantage le conducteur du type d’action à réaliser car cette action est alors une manœuvre « de sortie ».

Dans un mode préférentiel la voie cible prédite est la prochaine voie dans laquelle doit se situer le véhicule dans les trois prochaines secondes, ainsi quand un véhicule doit changer deux fois de voies par exemple pour passer d’une voie extrême à une autre d’une trois voies par exemple, on affiche une première puis une seconde voie cible en considérant le code de la route et en doublant le temps d’anticipation, néanmoins en variante, on pourrait aussi directement afficher la voie cible finale, c’est-à-dire la deuxième voie cible de l’exemple précédent six secondes avant.

Ce mode d’affichage d’information visuelle en réalité virtuelle sur un pare-brise a ici été décrit dans le cadre d’un véhicule automobile mais ce mode de réalisation n’est pas limitatif.

Claims

REVENDICATIONS

1. Procédé d’aide à la navigation par affichage visuel indiquant une voie cible sur un pare-brise d’un véhicule (veh), ledit procédé comprenant :

- une étape (E1) de prédiction de la voie cible en fonction d’une trajectoire prédéterminée,

- une étape (E2) de détermination d’un besoin imminent de changement de voie déduite de l’étape précédente (E1) de prédiction de la voie cible,

- une étape de désactivation dudit affichage une fois le véhicule dans la voie cible, ledit procédé étant caractérisé en ce qu’il comporte :

- une étape (E3) de détermination d’une plage angulaire de projection de la voie cible sur le pare-brise,

- une étape (E4) de détermination d’une forme à projeter associée à la voie cible à afficher en fonction du résultat de l’étape (E3) de détermination de la plage de projection,

- une étape d’activation (E5) de l’affichage visuel par projection sur le parebrise du type de la forme déterminée.
2. Procédé selon la revendication précédente caractérisé en ce que ladite étape (E1) de prédiction de la voie cible est fonction de la trajectoire prédéterminée, de la localisation du véhicule et d’un trafic prédéterminé.
3. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que ladite étape (E3) de détermination de la plage angulaire de projection est fonction du résultat d’une étape de détermination de l’angle de lacet (Alpha) du véhicule et/ou de l’angle de braquage appliqué sur un volant du véhicule (veh).
4. Procédé selon la revendication précédente caractérisé en ce que ladite étape (E3) de détermination de la plage angulaire de projection comporte :

- une étape de calcul d’une première extrémité (Alpha_g) de la plage angulaire de projection en référence à une ligne orientée suivant l’angle de lacet (Alpha) du véhicule (veh) et passant par une position de référence,

- une étape de calcul d’une seconde extrémité (Alpha_d) de la plage angulaire de projection en référence à une ligne orientée suivant l’angle de lacet (Alpha) du véhicule (veh) et passant par une position de référence.
5. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit procédé comporte une étape initiale de réglage en hauteur de la projection sur le pare-brise.
6. Dispositif d'aide à la navigation par affichage visuel indiquant une voie cible sur un pare-brise d’un véhicule (veh), ledit procédé comprenant :

- un moyen de prédiction de la voie cible en fonction d’une trajectoire prédéterminée,

- un moyen de détermination d’un besoin imminent de changement de voie utilisant la sortie du moyen précédent de prédiction de la voie cible,

- un moyen de désactivation dudit affichage une fois le véhicule dans la voie cible, ledit dispositif étant caractérisé en ce qu’il comporte :

- un moyen de détermination d’une plage angulaire de projection de la voie cible sur le pare-brise utilisant la sortie d’un moyen de détermination de l’angle de braquage au volant ou de l’angle de lacet (Alpha),

- un moyen de détermination d’une forme à projeter associée à la voie cible à afficher utilisant la sortie du moyen de détermination de la plage angulaire de projection,

- un moyen d’affichage visuel de la forme déterminée par projection de reflet lumineux sur le pare-brise.
7. Dispositif selon la revendication précédente caractérisé en ce que ledit besoin imminent est déterminé en fonction des sorties :

- d’un moyen de cartographie de l’environnement dynamique du véhicule, notamment une caméra de détection de ligne, une cartographie terrestre haute résolution, apte à identifier et anticiper les voies de circulation sur la trajectoire du véhicule (veh),

- d’un moyen de localisation instantanée apte à déterminer la position instantanée du véhicule (veh),

- d’un moyen de détermination du trafic apte à évaluer la présence des obstacles mobiles aux alentours du véhicule (veh).
8. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 6 ou 7 caractérisé en ce que ledit moyen d’affichage visuel par projection de reflet lumineux sur le pare-brise comporte une source de lumière apte à émettre une bande lumineuse de dimension transversale variable, notamment au moyen d’un bandeau comportant au moins quatre diodes électro luminescentes indépendantes les unes des autres.
9. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ledit bandeau de diodes électro luminescentes est inséré dans une planche de bord dudit véhicule (veh) et comporte :

• De multiples diodes électro luminescentes alignées horizontalement, formant ledit bandeau, aptes à projeter un trait (lnd_v_t) coloré d’une épaisseur de 2° sur le pare-brise en superposition sur la voie cible vue depuis la position du conducteur, • une diode électro luminescente formant triangle à chaque extrémité droite et gauche dudit bandeau, aptes à projeter une flèche (lnd_v_f) colorée en bordure du pare-brise quand la voie cible est en dehors du champ du parebrise.
10. Dispositif selon la revendication précédente caractérisé en ce que ledit dispositif comporte également :

- un moyen de détermination de la position du ou des yeux du conducteur

Et/ou

- un moyen d’orientation de la projection lumineuse du bandeau de diodes électro luminescentes sur le pare-brise.