FR3097318A1 - Procédé et système pour déterminer un parcours qu’un véhicule automobile doit accomplir au sein d’un espace en fonction d’un objet mobile situé devant lui - Google Patents

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Francois Aioun
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André BENINE-NETO
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Abstract

L’invention porte sur un procédé de détermination d’un parcours qu’un véhicule automobile doit accomplir au sein d’un espace en fonction d’un objet mobile situé devant lui, sur un système mettant en œuvre un tel procédé et sur un véhicule automobile comprenant un tel système. Figure pour l’abrégé : 1

Description

Procédé et système pour déterminer un parcours qu’un véhicule automobile doit accomplir au sein d’un espace en fonction d’un objet mobile situé devant lui
Domaine technique de l’invention
La présente invention concerne le domaine des systèmes d’aide à la conduite pour véhicules automobiles, en particulier les systèmes d’aide à la conduite de véhicules automobiles qui fournissent des fonctionnalités de conduite autonome. L’invention porte notamment sur un procédé de détermination d’un parcours qu’un véhicule automobile doit accomplir au sein d’un espace en fonction d’un objet mobile situé devant lui. L’invention concerne également un système informatique mettant en œuvre un tel procédé. L’invention s’applique notamment aux voitures autonomes et connectées.
État de la technique antérieure
On sait que des systèmes d’aide à la conduite de certains véhicules automobiles, en particulier ceux qui fournissent des fonctionnalités de conduite autonome, exécutent des procédés de planification de parcours qui permettent, en fonction d’un lieu de départ et d’un lieu d’arrivé d’un espace pourvu d’obstacles, de déterminer un parcours à accomplir. On connait notamment des systèmes d’aide à la conduite qui visent à permettre la conduite autonome dans des environnements dits « semi-structurés », comme des parcs de stationnement, et qui, généralement, s’appuient pour ce faire sur des procédés de planification de parcours qui utilisent des grilles d’occupation, i.e. des données qui simulent un espace de conduite environnant en identifiant des lieux de l’espace libres et des lieux de l’espace occupés, et des méthodologies de recherche.
Parmi les méthodologies de recherche utilisées, on sait, par exemple du document US20100299013, que certains systèmes d’aide à la conduite actuels s’appuient sur une reproduction des étapes mises en œuvre par l’algorithme de recherche A* afin de mettre en œuvre des procédés de planification de parcours, notamment en lien avec des environnements dits « semi-structurés » comme des parcs de stationnement. Or, les environnements « semi-structurés » pris en charge par ces systèmes d’aide à la conduite actuels ne forment pas l’entièreté des environnements de conduite. En particulier, ces environnements ne sont généralement pas ceux dans lesquels interviennent des manœuvres de dépassement, i.e. des manœuvres qui, en conduite autonome, imposent au système d’aide à la conduite d’être en mesure de déterminer un parcours à accomplir en fonction d’au moins un objet mobile situé devant lui qui se déplace dans le même sens que le véhicule ou en sens contraire.
Par conséquent, les systèmes d’aide à la conduite actuels ne sont pas en mesure de gérer certaines situations de conduite habituelles, notamment des manœuvres dépassement.
L’invention vise à pallier cet inconvénient. L’invention a en particulier pour but de fournir un procédé et un système qui contribuent pour permettre à un système d’aide à la conduite d’un véhicule automobile de déterminer un parcours à accomplir en fonction d’un objet mobile situé devant lui qui se déplace dans le même sens que le véhicule ou en sens contraire.
Ce but est atteint, selon un premier objet de l’invention, au moyen d’un procédé de détermination, par un système informatique d’un système d’aide à la conduite d’un véhicule automobile, d’un parcours que le véhicule doit accomplir au sein d’un espace en fonction d’un objet mobile situé devant lui, le procédé comprenant les étapes de :
  • déterminer une grille d’occupation de l’espace en utilisant un appareil de détection du véhicule et/ou au moyen d’un appareillage de communication par signaux radiofréquences du véhicule, ladite grille d’occupation de l’espace étant formée de cases qui contiennent une première valeur pour caractériser une case libre, une deuxième valeur pour caractériser une case occupée ou une troisième valeur, distincte de la première et de la deuxième valeur, pour caractériser une case libre qui sera prochainement occupée et
  • déterminer le parcours en mettant en œuvre une méthodologie de recherche qui utilise la grille d’occupation de l’espace.
Selon une variante, la méthodologie de recherche peut établir un cout d’un déplacement entre une première case et une deuxième case adjacente de la grille d’occupation de l’espace en utilisant, si l’objet mobile se déplace dans le même sens que le véhicule, une valeur préétablie positive pour pondérer un terme qui varie en fonction d’une valeur contenue dans la deuxième case.
Selon une autre variante, la méthodologie de recherche peut établir un cout d’un déplacement entre une première case et une deuxième case adjacente de la grille d’occupation de l’espace en utilisant, si l’objet mobile se déplace dans un sens opposé à celui du véhicule, une valeur préétablie négative pour pondérer un terme qui varie en fonction d’une valeur contenue dans la deuxième case.
Selon une autre variante, le terme peut varier en fonction d’une différence entre la valeur contenue dans la deuxième case et une durée écoulée avant que le véhicule n’atteigne la deuxième case.
Selon une autre variante, la méthodologie de recherche peut évaluer périodiquement une distance qui sépare une case courante de la grille d’occupation d’un lieu de référence du parcours ainsi qu’une distance parcourue pour parvenir à la case courante.
L’invention a en outre pour objet un système de détermination qui peut être embarqué à bord d’un véhicule automobile et déterminer un parcours que le véhicule doit accomplir au sein d’un espace en fonction d’un objet mobile situé devant lui, le système de détermination comprenant au moins une unité de traitement d’informations, comprenant au moins un processeur, et un support de stockage de données configurés pour mettre en œuvre un procédé tel que décrit ci-dessus.
L’invention a en outre pour objet un programme pour l’exécution des étapes d’un procédé tel que décrit ci-dessus lorsque ledit programme est exécuté sur un ordinateur.
L’invention a en outre pour objet un support utilisable dans un ordinateur sur lequel un programme tel que décrit ci-dessus est enregistré.
L’invention a enfin pour objet un véhicule automobile comprenant un système tel que décrit ci-dessus.
Brève description des figures
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels :
est un schéma fonctionnel d’un système de détermination selon l’invention et
est un organigramme illustrant certaines étapes d’un procédé de détermination selon l’invention.
Description détaillée de l’invention
Selon l’invention, un système de détermination 100 permettant de déterminer un parcours qu’un véhicule automobile doit accomplir au sein d’un espace en fonction d’un objet mobile situé devant lui est un système informatique, représenté à la figure 1, qui comprend une unité de traitement d’informations 101, comprenant un ou plusieurs processeurs, un support de stockage de données 102, au moins une interface d’entrée et sortie 103, permettant la réception de données (ou signaux) et l’émission de données (ou signaux), et, éventuellement, un processeur de signal numérique 104 apte à recevoir des données, les démoduler, les amplifier, et ce conformément aux connaissances générales de l’homme du métier.
Selon certains modes de réalisation, le système de détermination 100 est embarqué dans un véhicule automobile et il est hébergé sur un ou plusieurs des calculateurs, unités de commande électroniques et autres boitiers télématiques du véhicule. Selon d’autres modes de réalisation, le système de détermination 100 est hébergé sur un calculateur indépendant d’un véhicule automobile et il interagit par le biais de son interface d’entrée et sortie 103 avec un calculateur d’un système d’aide à la conduite du véhicule. Selon le mode de réalisation préféré, le système de détermination 100 fait partie intégrante d’un calculateur d’un système d’aide à la conduite d’un véhicule automobile. Par conséquent, quel que soit le mode de réalisation de l’invention, le système de détermination 100 est toujours en mesure d’interagir, par le biais de son interface d’entrée et sortie 103, non seulement avec le système d’aide à la conduite du véhicule mais également avec tout autre système et/ou appareillage du véhicule qui, ponctuellement, périodiquement et/ou continuellement, est appelé à agir conjointement avec le système d’aide à la conduite du véhicule.
De manière conventionnelle, le système d’aide à la conduite du véhicule s’appuie sur une pluralité d’appareils de détection agencés dans le véhicule et sur un ou plusieurs calculateurs, ordinateurs et/ou processeurs dédiés qui, selon des rôles préétablis et en fonction de signaux et/ou de données généré(e)s par les appareils de détection, peuvent contrôler le fonctionnement de certains organes du véhicule pour contribuer à la fourniture de diverses fonctionnalités d’aide à la conduite (e.g. aide au freinage d’urgence, assistance pour l’évitement d’obstacle, aide au maintien dans la voie, aide au stationnement, etc.). Par exemple, le système d’aide à la conduite comprend au moins un appareil de télédétection par laser, un appareil de radiodétection, une caméra, un capteur à ultrasons et/ou une centrale inertielle, chacun de ces appareils de détection comprenant de préférence un module de traitement de signaux apte à générer des données sur la base de signaux reçus. Alternativement, ou cumulativement, le système d’aide à la conduite comprend un module de traitement de signaux central apte à générer des données sur la base de signaux émis par chacun des appareils de détection.
En outre, pour mettre en œuvre certaines tâches relatives à certaines étapes du procédé selon l’invention décrit ci-dessous, le système d’aide à la conduite comprend des moyens matériels et logiciels dédiés pour lui permettre d’assumer de manière autonome le guidage du véhicule. Par ces moyens, le système d’aide à la conduite peut ainsi contrôler les organes de direction du véhicule et commander une accélération ou une décélération du véhicule. Le système d’aide à la conduite, et donc le système de détermination 100 qui interagit avec lui ou en fait partie intégrante, est donc en mesure d’effectuer toutes les opérations lui permettant de conduire de manière autonome le véhicule.
Par ailleurs, pour mettre en œuvre d’autres tâches relatives à d’autres étapes du procédé selon l’invention décrit ci-dessous, le système d’aide à la conduite est aussi pourvu d’interfaces et autres éléments matériels et logiciels dédiés qui lui permettent d’interagir avec d’autres équipements du véhicule qui sont utilisés pour interagir au sein de systèmes de transport intelligents. De tels équipements comprennent notamment un appareillage de communication par signaux radiofréquences agencé dans le véhicule avec lequel le système d’aide à la conduite peut interagir pour échanger des données avec d’autres composants d’un système de transport intelligent (e.g. infrastructure routière, sources de données distantes, autres véhicules, appareils électroniques portés par des piétons, etc.). Par ces moyens, le système d’aide à la conduite, et donc le système de détermination 100 qui interagit avec lui ou en fait partie intégrante, est en mesure d’obtenir des signaux et/ou des données transmis(es) par des entités communicantes et reçu(e)s en utilisant l’appareillage de communication par signaux radiofréquences.
Selon l’invention, tous les éléments décrits ci-dessus contribuent pour permettre au système de détermination 100 de mettre en œuvre un procédé de détermination d’un parcours qu’un véhicule automobile doit accomplir au sein d’un espace en fonction d’un objet mobile situé devant lui, tel que décrit ci-dessous en lien avec la figure 2. Sur la base de la mise en œuvre de ce procédé, le système de détermination 100, et donc le système d’aide à la conduite dont il fait partie intégrante, est en mesure de contrôler le guidage du véhicule le long du parcours.
Selon une première étape 201 du procédé selon l’invention, le système de détermination 100 détermine une grille d’occupation de l’espace en utilisant un appareil de détection du véhicule et/ou au moyen d’un appareillage de communication par signaux radiofréquences du véhicule. Pour ce faire, le système de détermination acquiert de préférence d’abord des données générées en utilisant les appareils de détection du système d’aide à la conduite (e.g. radar, lidar, caméra, etc.) afin de détecter les objets se situant au sein de l’espace, en particulier l’objet mobile situé devant le véhicule. Alternativement, ou cumulativement, le système de détermination 100 acquiert des données transmises par des entités communicantes d’un système de transport intelligent (e.g. infrastructure, véhicule distant, etc.) et reçues au moyen de l’appareillage de communication par signaux radiofréquences.
Sur la base de ces données, le système de détermination 100 détermine une grille d’occupation qui, de manière avantageuse, est formée de cases qui contiennent une première valeur pour caractériser une case libre (i.e. un lieu de l’espace libre), une deuxième valeur pour caractériser une case occupée (i.e. un lieu de l’espace où se trouve un obstacle) ou une troisième valeur, distincte de la première et de la deuxième valeur, pour caractériser une case libre qui sera prochainement occupée. Selon un exemple, la première valeur est la valeur nulle, la deuxième valeur est la valeur « -1 » et la troisième valeur est égale àt, oùtquantifie une durée avant que la case ne devienne occupée. En d’autres termes, au cours de cette étape, le procédé selon l’invention impose la création d’une grille d’occupation qui n’identifie plus seulement des cases libres et des cases occupées mais, de manière avantageuse, relativement à certaines cases, une durée avant qu’elles ne deviennent occupées. Pour ce faire, le système de détermination 100 procède, par exemple, en utilisant les données acquises pour établir la trajectoire de l’objet mobile et en déduire son déplacement futur.
Ensuite, selon une deuxième étape 202 du procédé selon l’invention, le système de détermination 100 détermine le parcours en mettant en œuvre une méthodologie de recherche qui utilise la grille d’occupation de l’espace établie au cours de l’étape précédente.
Selon un premier exemple, la méthodologie de recherche établit un cout d’un déplacement entre une première case et une deuxième case adjacente de la grille d’occupation de l’espace en utilisant, si l’objet mobile se déplace dans le même sens que le véhicule, une valeur préétablie positive pour pondérer un terme qui varie en fonction d’une valeur contenue dans la deuxième case. Au contraire, la méthodologie de recherche établit un cout d’un déplacement entre une première case et une deuxième case adjacente de la grille d’occupation de l’espace en utilisant, si l’objet mobile se déplace dans un sens opposé à celui du véhicule, une valeur préétablie négative pour pondérer un terme qui varie en fonction d’une valeur contenue dans la deuxième case. En outre, selon un autre exemple, le terme pondéré varie en fonction d’une différence entre la valeur contenue dans la deuxième case et une durée écoulée avant que le véhicule n’atteigne la deuxième case. Ainsi, selon un mode de réalisation particulier, le terme est défini par la formule1 / |t 1 – t 2 |, out 1 est la valeur contenue dans la deuxième case ett 2 est la durée écoulée avant que le véhicule n’atteigne la deuxième case. Comme on le comprend, plus|t 1 – t 2 |est petit (i.e. la trajectoire du véhicule se rapproche de celle de l’objet mobile), plus le terme est important. Au contraire, plus|t 1 – t 2 |est petit (i.e. la trajectoire du véhicule s’éloigne de celle de l’objet mobile), plus le terme est faible.
Alternativement, ou cumulativement, la méthodologie de recherche évalue périodiquement une distance qui sépare une case courante de la grille d’occupation d’un lieu de référence du parcours ainsi qu’une distance parcourue pour parvenir à la case courante. Ainsi, selon un mode de réalisation particulier, le système de détermination 100 selon l’invention établit un cout,C(P), à un déplacement entre une première case et une deuxième case adjacente de la grille d’occupation de l’espace en utilisant la formuleC(P) = h(P) + arcCost (P) + timeCost (P), oùh(P)est la distance euclidienne entre la deuxième case et un lieu de référence du parcours (e.g. un lieu d’arrivée préétabli),arcCost (P)est la distance parcoure pour parvenir à la deuxième case ettimeCost (P)varie en fonction du terme pondéré décrit ci-dessus et/ou de la vitesse instantanée de déplacement du véhicule .
Enfin, selon un autre exemple, la méthodologie de recherche reproduit certaines étapes mises en œuvre par l’algorithme de recherche A*. Par exemple, le système de détermination 100 met en œuvre une méthodologie de recherche qui comprend une étape consistant à, lorsqu’une case courante n’est pas la case de référence (i.e. le lieu de référence), analyser des cases adjacentes atteignables et, pour chaque case analysée, calculer son coût à partir du coût affecté à son ancêtre (e.g. la distance parcourue pour l’atteindre) et du coût pour atteindre la case d’arrivée (e.g. distance euclidienne entre la position courante et le lieu d’arrivée).
Par conséquent, aux termes du procédé et du système selon l’invention décrits ci-dessus, les briques fonctionnelles sont fournies pour permettre de minimiser le temps nécessaire à un système d’aide à la conduite d’un véhicule automobile pour déterminer un parcours à accomplir en fonction d’un objet mobile situé devant lui qui circule dans le même sens que le véhicule ou en sens contraire.

Claims (10)

  1. Procédé de détermination, par un système informatique (100) d’un système d’aide à la conduite d’un véhicule automobile, d’un parcours que le véhicule doit accomplir au sein d’un espace en fonction d’un objet mobile situé devant lui,caractérisé en ce quele procédé comprend les étapes de :
    • déterminer une grille d’occupation de l’espace en utilisant un appareil de détection du véhicule et/ou au moyen d’un appareillage de communication par signaux radiofréquences du véhicule, ladite grille d’occupation de l’espace étant formée de cases qui contiennent une première valeur pour caractériser une case libre, une deuxième valeur pour caractériser une case occupée ou une troisième valeur, distincte de la première et de la deuxième valeur, pour caractériser une case libre qui sera prochainement occupée et
    • déterminer le parcours en mettant en œuvre une méthodologie de recherche qui utilise la grille d’occupation de l’espace.
  2. Procédé selon la revendication 1,caractérisé en ce que la méthodologie de recherche établit un cout d’un déplacement entre une première case et une deuxième case adjacente de la grille d’occupation de l’espace en utilisant, si l’objet mobile se déplace dans le même sens que le véhicule, une valeur préétablie positive pour pondérer un terme qui varie en fonction d’une valeur contenue dans la deuxième case.
  3. Procédé selon l’une des revendications précédentes,caractérisé en ce quela méthodologie de recherche établit un cout d’un déplacement entre une première case et une deuxième case adjacente de la grille d’occupation de l’espace en utilisant, si l’objet mobile se déplace dans un sens opposé à celui du véhicule, une valeur préétablie négative pour pondérer un terme qui varie en fonction d’une valeur contenue dans la deuxième case.
  4. Procédé selon l’une des revendications précédentes 2 ou 3,caractérisé en ce quele terme varie en fonction d’une différence entre la valeur contenue dans la deuxième case et une durée écoulée avant que le véhicule n’atteigne la deuxième case.
  5. Procédé selon l’une des revendications précédentes,caractérisé en ce quela méthodologie de recherche évalue périodiquement une distance qui sépare une case courante de la grille d’occupation d’un lieu de référence du parcours ainsi qu’une distance parcourue pour parvenir à la case courante.
  6. Procédé selon l’une des revendications précédentes,caractérisé en ce quela méthodologie de recherche reproduit certaines étapes mises en œuvre par l’algorithme de recherche A*.
  7. Système de détermination (100) qui peut être embarqué à bord d’un véhicule automobile et déterminer un parcours que le véhicule doit accomplir au sein d’un espace en fonction d’un objet mobile situé devant lui,caractérisé en ce qu ele système comprend au moins une unité de traitement d’informations (101), comprenant au moins un processeur, et un support de stockage de données (102) configurés pour mettre en œuvre un procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes.
  8. Programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l’exécution des étapes d’un procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 6 lorsque ledit programme est exécuté sur un ordinateur.
  9. Support utilisable dans un ordinateur,caractérisé en ce qu’un programme selon la revendication 8 y est enregistré.
  10. Véhicule automobile,caractérisé en ce qu’il comprend un système selon la revendication 7.
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