FR3114787A1 - Procédé et dispositif de conduite autonome d’un véhicule afin de maintenir le véhicule au centre d’une voie de circulation. - Google Patents

Procédé et dispositif de conduite autonome d’un véhicule afin de maintenir le véhicule au centre d’une voie de circulation. Download PDF

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Abstract

L’invention concerne un procédé et un dispositif de conduite autonome d’un véhicule afin de maintenir le véhicule au centre d’une voie de circulation. Ledit procédé comporte les étapes de : réception d’une consigne de positionnement dans la voie, provenant du conducteur du véhicule ; maintient dudit véhicule dans la voie selon la consigne de positionnement. Le procédé étant caractérisé en ce qu’il comporte en outre les étapes de : détermination d’une trajectoire pour atteindre le centre de la voie ; déclenchement d’une temporisation, et, à l’issue de la temporisation, guidage dudit véhicule le long de la trajectoire de sorte que ledit véhicule rejoigne le centre de la voie. Figure pour l’abrégé : Figure 2

Description

Procédé et dispositif de conduite autonome d’un véhicule afin de maintenir le véhicule au centre d’une voie de circulation.
L’invention concerne les véhicules à conduite autonome, et plus précisément les assistances qui sont destinées à aider les conducteurs de tels véhicules à conduire ces derniers.
On entend par « véhicule » tout type de véhicule tel qu’un véhicule automobile, un cyclomoteur, une motocyclette, un robot de stockage dans un entrepôt, etc. On entend par « conduite autonome » d’un « véhicule autonome » tout procédé apte à assister la conduite du véhicule. Le procédé peut ainsi consister à diriger partiellement ou totalement le véhicule ou à apporter tout type d’aide à une personne physique conduisant le véhicule. Le procédé couvre ainsi toute conduite autonome, du niveau 0 au niveau 5 dans le barème de l’OICA, pour Organisation International des Constructeurs Automobiles.
Le document FR3070031 décrit un procédé et dispositif d’assistance à la conduite automatisée d’un véhicule, avec contrôle du positionnement transversal par action du conducteur afin de proposer un maintien dans la voie naturel pour le conducteur. La conduite autonome guide le véhicule latéralement dans la voie selon la consigne de positionnement, une distance choisie, provenant du conducteur du véhicule. La distance choisie est une distance autre que celle correspondante au centre de la voie. Le véhicule est conduit automatiquement pour rester sur cette position latérale sans revenir au centre de la voie.
Cependant, cette solution n’est pas compatible avec certaines réglementations imposant au véhicule de rester au centre de sa voie de circulation.
Un objet de la présente invention est de remédier au problème précité, en particulier de proposer un maintien dans la voie compatible avec la réglementation mais permettant aussi un réglage de l’utilisateur.
A cet effet, un premier aspect de l’invention concerne un procédé de conduite autonome d’un véhicule afin de maintenir le véhicule au centre d’une voie de circulation. Ledit procédé comporte les étapes de :
  • réception d’une consigne de positionnement dans la voie, provenant du conducteur du véhicule ;
  • maintient dudit véhicule dans la voie selon la consigne de positionnement.
Le procédé étant caractérisé en ce qu’il comporte en outre les étapes de :
  • détermination d’une trajectoire pour atteindre le centre de la voie ;
  • déclenchement d’une temporisation, et, à l’issue de la temporisation, guidage dudit véhicule le long de la trajectoire de sorte que ledit véhicule rejoigne le centre de la voie.
Ainsi, le conducteur peut positionner le véhicule latéralement à une distance autre que celle du centre de la voie. Le véhicule est maintenu temporairement sur la position de consigne souhaitée par le conducteur tout en étant en cours de guidage pour que le véhicule rejoigne le centre de la voie, ce qui le rend compatible avec des réglementations imposant un tel comportement. La conduite autonome afin de maintenir le véhicule au centre de la voie n’est pas désactivée.
Avantageusement, la temporisation est réinitialisée à réception d’une nouvelle consigne de positionnement dans la voie provenant du conducteur.
Ainsi, pour chaque nouvelle position souhaitée par le conducteur, la durée du maintien temporaire sur la position de consigne souhaitée par le conducteur est constante.
Avantageusement, le guidage est interrompu à réception d’une nouvelle consigne de positionnement dans la voie provenant du conducteur.
Ainsi, naturellement, le conducteur redéfinit une position de consigne sans attendre que le véhicule rejoigne tout d’abord le centre de la voie.
Selon le mode opératoire préféré, la temporisation est comprise entre 5 et 30 secondes. Bien entendu, cette temporisation peut prendre tout autre valeur dans un autre mode opératoire.
Avantageusement, la temporisation est fonction des conditions de circulation sur ladite voie et/ou de la vitesse dudit véhicule.
Un véhicule avec une conduite autonome de maintien au centre de la voie comporte des organes de perception de l’environnement (caméra, radar, lidar, ultrason, ou autres télémètres). Ces organes rendent aptes à déterminer les conditions de circulation. On entend par condition de circulation, par exemple, la détermination d’un trafic dense sur la voie, de la présence de camions et de leurs emplacements sur la voie, de la présence de deux roues et de leurs emplacements sur la voie, … Par exemple, en présence de nombreux deux roues en inter-voies, la temporisation est plus longue que lorsqu’il n’y pas de deux-roues en inter-voie. Ceci permet maintenir plus longtemps le décalage, la consigne de positionnement dans la voie, par rapport au centre de la voie voulue par le conducteur pour laisser passer les deux roues. En cas de fort trafic, un changement de voie automatique n’est pas recommandé. Il n’est alors pas nécessaire de rejoindre rapidement le centre de la voie.
Par ailleurs, il peut être utile de prendre en compte la vitesse du véhicule afin de moduler la temporisation. Par exemple, avoir une temporisation inversement proportionnelle à la vitesse du véhicule fait en sorte que le retour au centre de voie se fasse sur une distance donnée, et non plus sur une durée donnée.
Avantageusement, la trajectoire pour atteindre le centre de la voie est déterminée de sorte à ce que le véhicule rejoigne le centre de la voie dans un temps prédéterminé.
Ainsi, le conducteur comprend aisément que la conduite autonome de maintien au centre de la voie est bien active. Dans un mode opération, le temps prédéterminé est de l’ordre de 5 à 15 secondes. Ainsi le retour automatique du véhicule au centre de voie n’est pas trop rapide, ce qui peut donner aux usagers du véhicule une impression d’instabilité de la conduite autonome. Le retour automatique au centre de la voie n’est ni trop lent, ce qui peut donner aux usagers du véhicule une impression d’absence de la fonction ou d’une dérive lente du véhicule synonyme de mauvais réglage de la liaison au sol.
Avantageusement, le temps prédéterminé est fonction du type de voie, des conditions de circulation de ladite voie et/ou de la vitesse dudit véhicule.
On entend par type de voie, les différentes voies de circulation (autoroutes, routes nationales, routes départementales, routes communales, voies privées, …) et leurs aménagements (nombre de voies et leurs fusions ou divisions, croissements, profils/courbes …). Dans un mode opératoire, le temps pour le véhicule rejoigne le centre de voie sera plus grand sur des portions de route rectilignes que sur des portions routes avec de nombreuses courbes.
Afin d’améliorer la sécurité et la compréhension par les autres utilisateurs de la voie de circulation, le temps pour que le véhicule rejoigne le centre de voie sera déterminé selon le trafic ou la vitesse du véhicule
Un deuxième aspect de l’invention concerne un dispositif comprenant une mémoire associée à au moins un processeur configuré pour mettre en œuvre le procédé selon le premier aspect de l’invention.
L’invention concerne aussi un véhicule comportant le dispositif.
L’invention concerne aussi un programme d’ordinateur comprenant des instructions adaptées pour l’exécution des étapes du procédé lorsque ledit programme est exécuté par au moins un processeur.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront de la description des modes de réalisation non limitatifs de l’invention ci-après, en référence aux figures annexées, sur lesquelles :
illustre schématiquement un dispositif, selon un exemple particulier de réalisation de la présente invention.
illustre schématiquement un conduite autonome d’un véhicule afin de maintenir le véhicule au centre d’une voie de circulation, selon un exemple particulier de réalisation de la présente invention.
L’invention est décrite ci-après dans son application, non limitative, au cas d’un véhicule automobile autonome circulant sur une route. D’autres applications telles qu’un robot dans un entrepôt de stockage ou encore une motocyclette sur une route de campagne sont également envisageables.
Lafigure 1représente un exemple de dispositif 101 compris dans le véhicule, dans un réseau (« cloud ») ou dans un serveur. Ce dispositif 101 peut être utilisé en tant que dispositif centralisé en charge d’au moins certaines étapes du procédé décrit ci-après en référence à la figure 2. Dans un mode de réalisation, il correspond à un calculateur de conduite autonome.
Dans la présente invention, le dispositif 101 est compris dans le véhicule.
Ce dispositif 101 peut prendre la forme d’un boitier comprenant des circuits imprimés, de tout type d’ordinateur ou encore d’un téléphone mobile (« smartphone »).
Le dispositif 101 comprend une mémoire vive 102 pour stocker des instructions pour la mise en œuvre par un processeur 103 d’au moins une étape du procédé tel que décrit ci-avant. Le dispositif comporte aussi une mémoire de masse 104 pour le stockage de données destinées à être conservées après la mise en œuvre du procédé.
Le dispositif 101 peut en outre comporter un processeur de signal numérique (DSP) 105. Ce DSP 105 reçoit des données pour mettre en forme, démoduler et amplifier, de façon connue en soi ces données.
Le dispositif 101 comporte également une interface d’entrée 106 pour la réception des données mises en œuvre par le procédé selon l’invention et une interface de sortie 107 pour la transmission des données mises en œuvre par le procédé selon l’invention.
Lafigure 2illustre schématiquement un conduite autonome d’un véhicule afin de maintenir le véhicule au centre d’une voie de circulation, selon un exemple particulier de réalisation de la présente invention.
L’étape 201, Rx Pos, est la réception, par le dispositif 101, d’une consigne de positionnement dans la voie provenant d’un conducteur du véhicule. Dans un mode opératoire préféré, la position de consigne de consigne est déterminée à partir de mesures de l’effort sur le volant et/ou de mesures de l’angle de rotation du volant. La transmission de la consigne de positionnement est réalisée entre boitiers électrique ou calculateurs, par exemple entre ceux qui pilote un système de direction du véhicule et le dispositif 101. Dans un mode de réalisation le dispositif 101 est compris dans les calculateurs pilotant le système de direction.
Dans un autre mode de réalisation, la détermination de la consigne de positionnent dans la voie provenant du conducteur et obtenue par un système d’interface Homme-Machine, par exemple un écran tactile sur un tableau de bord du véhicule, qui transmet, par exemple par voie filaire sur une réseau CAN, au dispositif 101.
Dans l’étape 202, Mntn Pos, la conduite autonome maintien le véhicule selon la consigne de positionnement. Par exemple, pour un véhicule qui circule sur la voie de gauche, le véhicule est décentré à gauche dans la voie laissant ainsi plus de place au deux roues dans l’inter-voie (c’est la situation où des deux-roues circulent entre deux voies et remontent la voie plus rapidement que les autres véhicules qui circule sur ces deux voies).
L’étape 203, Det Traj, détermine une trajectoire pour atteindre le centre de voie à partir de la consigne de positionnement. Cette trajectoire peut être selon toute forme de courbe (par exemple de type ligne droite, clothoïde, polynomiale, …), et peut être issue d’un module de planification de trajectoire classique.
Dans un mode de réalisation, cette trajectoire est déterminée de sorte à ce que le véhicule rejoigne le centre de la voie dans un temps prédéterminé. Ce temps prédéterminé peut être fixée, par exemple entre 5 et 15 secondes.
Dans un autre mode opératoire, ce temps prédéterminé est fonction du type de voie. Par exemple sur voies rapides, autoroute, ce temps peut être plus long, proche par exemple de 15 secondes, que sur une route nationale proche par exemple de 5 secondes. Dans un autre exemple, sur autoroute en cas de division de voie, fusion de voie ce temps peut être proche de 10 secondes.
Dans un autre mode opératoire, ce temps prédéterminé fonction des conditions de circulation de ladite voie. En cas d’un trafic dense, ce temps est plus élevé que dans la cas d’un trafic faible
Dans un autre mode opératoire, ce temps prédéterminé est fonction de la vitesse dudit véhicule. Cette fonction peut rendre possible que le retour au centre de la voie se fasse sur une distance donnée ou sur une distance maximum donnée pour des vitesses de véhicule élevés (par exemple > 110 km/h).
Dans l’étape 204, Tempo, une temporisation est déclenchée. C’est une action qui permet de temporiser une autre action lancée. Dans un mode opératoire, un compteur configuré pour représenter une durée, est défini. Initialement, le compteur est initialisé à zéro. A chaque cycle de calcul, pas de temps, le compteur est incrémenté du pas de temps. Lorsque le compteur dépasse un seuil configuré pour représenter la durée, la temporisation est finie. A l’issu de cette temporisation, la conduite autonome guide le véhicule le long de la trajectoire de sorte que le véhicule rejoigne le centre de voie. Dans un mode opératoire préféré, la temporisation est comprise entre 5 et 30 secondes. Bien entendu, la temporisation peut prendre toute autre valeurs.
Dans un mode de réalisation, la temporisation est réinitialisée (à zéro) à réception d’une nouvelle consigne de positionnement dans la voie provenant du conducteur.
Dans un autre mode de réalisation, le guidage est interrompu à réception d’une nouvelle consigne de positionnement dans la voie provenant du conducteur. Le procédé retourne à l’étape 202.
Dans un mode opératoire, la temporisation est fonction des conditions de circulation. Les conditions de circulations déterminées classiquement par les organes de perception à bord du véhicule (caméra, RADAR, LIDAR, ultrasons, ou autres télémètres). Les conditions de circulations peuvent être également déterminées à partir de communication Véhicule à Véhicule (V2V), Véhicule à l’infrastructure (V2I), ou Véhicule à autre (V2X). Ces communications sont supportées par échanges en radiofréquence basés sur des normes 4G, 5G ou autres.
Dans un mode opératoire, en présence de nombreux deux roues en inter-voies, la temporisation est plus longue que lorsqu’il n’y pas de deux-roues en inter-voie.
Dans un mode opératoire, la temporisation est fonction de la vitesse dudit véhicule ce qui rend possible une temporisation en fonction de la distance parcourue du véhicule.
La présente invention ne se limite pas aux formes de réalisation décrites ci-avant à titre d’exemples ; elle s’étend à d’autres variantes.
Ainsi, il a été décrit un mode de réalisation dans lequel les étapes du procédé décrit ci-avant en référence à la figure 2 se suivaient dans un ordre chronologique. La présente invention est également applicable pour une chronologie différente des étapes, ainsi l’étape 204 peut, par exemple, intervenir avant l’étape 203 ce qui rend possible une détermination de la trajectoire en fonction de la valeur de la temporisation.

Claims (10)

  1. Procédé de conduite autonome d’un véhicule afin de maintenir le véhicule au centre d’une voie de circulation, ledit procédé comportant les étapes de :
    • réception (201) d’une consigne de positionnement dans la voie, provenant du conducteur du véhicule ;
    • maintient (202) dudit véhicule dans la voie selon la consigne de positionnement ;
    caractérisé en ce que le procédé comporte en outre les étapes de :
    • détermination (203) d’une trajectoire pour atteindre le centre de la voie ;
    • déclenchement d’une temporisation, et, à l’issue de la temporisation, guidage dudit véhicule le long de la trajectoire de sorte que ledit véhicule rejoigne le centre de la voie.
  2. Procédé selon la revendication 1 dans lequel la temporisation est réinitialisée à réception d’une nouvelle consigne de positionnement dans la voie provenant du conducteur.
  3. Procédé selon l’une des revendications 1 ou 2, dans lequel le guidage est interrompu à réception d’une nouvelle consigne de positionnement dans la voie provenant du conducteur.
  4. Procédé selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel la temporisation est comprise entre 5 et 30 secondes.
  5. Procédé selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel la temporisation est fonction des conditions de circulation sur ladite voie et/ou de la vitesse dudit véhicule.
  6. Procédé selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel la trajectoire (203) pour atteindre le centre de la voie est déterminée de sorte à ce que le véhicule rejoigne le centre de la voie dans un temps prédéterminé.
  7. Procédé selon la revendication 6, dans lequel le temps prédéterminé est fonction du type de voie, des conditions de circulation de ladite voie et/ou de la vitesse dudit véhicule.
  8. Dispositif (101) comprenant une mémoire (102) associée à au moins un processeur (103) configuré pour mettre en œuvre le procédé selon l’une des revendication 1 à 7.
  9. Véhicule comportant le dispositif (101) selon la revendication 8.
  10. Programme d’ordinateur comprenant des instructions adaptées pour l’exécution des étapes du procédé selon l’une des revendications 1 à 7 lorsque ledit programme est exécuté par au moins un processeur (101).
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