FR3115517A1 - Procédé et dispositif de suggestion de changement de voie d’un véhicule. - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un procédé et un dispositif de suggestion de changement de voie d’un véhicule autonome. Ledit véhicule comprend une fonction d’aide au changement de voie et circulant sur une voie de circulation dite égo-voie. Ledit procédé comporte les étapes de :
détermination 202 d’une pluralité de conditions qui régissent la faisabilité d’une manœuvre de changement de voie vers une voie cible, et, lorsque tel est le cas,
détermination 203 d’un signal d’alerte indiquant la voie cible,
Ledit véhicule comprend en outre un système de commande de direction comportant un volant découplé mécaniquement des roues directrices du véhicule et couplé à un actionneur. Ledit procédé comporte en outre une étape 204 de génération d’un mouvement du volant par l’actionneur, le mouvement étant piloté par le signal d’alerte.
Figure pour l’abrégé : Figure 2
Description
L’invention est dans le domaine des systèmes d’aide à la conduite de véhicule autonome. En particulier, l’invention concerne les fonctions de changement de voie d’un véhicule.
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.
Certains véhicules avec un conducteur possèdent une fonction de changement de voie, le véhicule circulant sur une voie de circulation, dite ego-voie, change de voie de manière autonome pour atteindre le centre d’une nouvelle voie de circulation, dite voie cible. Cela est rendu possible après activation de la fonction, après détermination par ladite fonction d’une pluralité de conditions qui régissent la faisabilité d’une manœuvre de changement de voie vers une voie cible. Lorsque la faisabilité de la manœuvre est acquise, un message est affiché afin de demander l’autorisation au conducteur du véhicule de procéder automatiquement la manœuvre de changement de voie. Le message peut être accompagné d’une alerte sonore (bip). Si le conducteur du véhicule souhaite effectivement changer de voie, il répond au message pour autoriser la manœuvre. La réponse est généralement le déclenchement manuel par le conducteur du clignotant du côté où la fonction a déterminé un changement de voie possible.
C’est sur les longs trajets, sur autoroute par exemple, que cette fonction de changement de voie est la plus utile au conducteur. Paradoxalement, c’est sur ce type de trajet que le conducteur est le moins réceptif. En effet, les systèmes d’aide à la conduite de véhicule autonome rendent le conducteur passif. En conduite autonome, le conducteur est moins amené à surveiller sur ce qui se passe devant le véhicule et sur ce qui est affiché sur le tableau de bord du véhicule.
La suggestion de changement de voie via un message dans un écran implique que le conducteur doit lire et comprendre le message. Il devra quitter les yeux de la route alors qu’il doit justement analyser la situation devant le véhicule afin de prendre une décision. Par ailleurs, le conducteur étant fatigué par une conduite autonome, la lecture de message demande une charge mentale au conducteur. L’alerte sonore contribue à « réveiller » le conducteur, cependant il gêne les passagers.
Un objet de la présente invention est de remédier au problème précité, en particulier de montrer naturellement et intuitivement au conducteur du véhicule la voie sur laquelle le véhicule peut être conduit de manière autonome après autorisation par ledit conducteur.
A cet effet, un premier aspect de l’invention concerne un procédé de suggestion de changement de voie d’un véhicule autonome, ledit véhicule comprenant une fonction d’aide au changement de voie et circulant sur une voie de circulation dite égo-voie. Ledit procédé comporte les étapes de :
- détermination une pluralité de conditions qui régissent la faisabilité d’une manœuvre de changement de voie vers une voie cible, et, lorsque tel est le cas,
- détermination d’un signal d’alerte indiquant la voie cible.
Ledit procédé est caractérisé en ce que le véhicule comprend en outre un système de commande de direction comportant un volant découplé mécaniquement des roues directrices du véhicule et couplé à un actionneur, et en ce que le procédé comporte en outre une étape de génération d’un mouvement du volant par l’actionneur, le mouvement étant piloté par le signal d’alerte.
Ainsi, Le conducteur comprend de façon naturelle la suggestion de changement de voie par la fonction d’aide au changement de voie. L’intention de la fonction d’aide au changement de voie est communiquée au conducteur de manière haptique, ce qui plus facile à comprendre que de lire un texte sur un écran.
Grâce au découplage du système de commande direction, la trajectoire du véhicule n’est pas modifiée. Le volant bouge seul sans changer l’angle de braquage des roues, donc sans changer la direction du véhicule. Par ailleurs, le mouvement du volant est dans l’axe de vision permettant au conducteur de voir ce qui se passe devant le véhicule. Le conducteur n’a pas besoin d’avoir les yeux sur un écran pour ne pas manquer une suggestion de changement de voie.
Avantageusement, un côté, gauche ou droit, de la position de la voie cible par rapport à l’égo-voie est déterminé, et le mouvement du volant est effectuée du côté de la voie cible.
Ainsi, le conducteur identifie très simplement et intuitivement le côté, gauche ou droit, de la voie cible, le côté étant déterminée par la fonction d’aide au changement de voie.
Avantageusement, le procédé comporte en outre les étapes de :
- détermination d’une force résistante sur le volant configurée pour identifier la présence d’au moins une main du conducteur sur le volant ;
- de pilotage de l’actionneur en fonction de la détermination de la force résistante.
Une absence de présence de main sur le volant implique une faible résistance au mouvement du volant. Un faible couple par l’actionneur couplé au volant est nécessaire pour faire mouvoir le volant. En présence d’une force résistante, le couple sera trop faible pour faire mouvoir le volant. Ainsi, le retour d’effort sur le volant est adapté pour réaliser un même mouvement, avec ou sans la présence de mains sur le volant.
Avantageusement, le mouvement du volant est une rotation du volant représentant au moins un va-et-vient entre une position initiale du volant et un angle de rotation prédéterminé maximum du volant.
Ainsi, le mouvement est net et ostensible pour que conducteur soit interpellé. La suggestion est transparente pour les passagers, il n’y pas besoin d’un retour sonore pour suggérer efficacement le changement de voie au conducteur.
Avantageusement, le mouvement du volant est configuré pour ne pas dépasser une vitesse de rotation maximum prédéterminée.
Ainsi, le mouvement est suffisamment doux pour ne pas être anxiogène pour le conducteur. Le mouvement ne laisse pas à penser au conducteur que le mouvement est dû à cause d’une défaillance ou de vibrations.
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 :
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.
La représente 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 . 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.
La illustre schématiquement un procédé de suggestion de changement de voie d’un véhicule autonome, selon un exemple particulier de réalisation de la présente invention.
L’étape 201, STRT, est l’étape de départ, où la fonction d’aide au changement de voie est activée.
Dans l’étape 202, CHCK, une pluralité de conditions, qui régissent la faisabilité d’une manœuvre de changement de voie vers une voie cible, sont déterminées. LA voie cible est également dite voie de destination.
Par exemple, la présente réglementation impose que la fonction de changement de voie est restreinte aux routes à chaussées séparées interdites aux piétons et aux cyclistes. D’autres conditions classiques et connues sont testées, comme par exemple :
- avoir une route éligible ;
- avoir le bon niveau d’aide à la conduite activé (par exemple avoir une fonction de maintien dans la voie, et une fonction de régulation de vitesse adaptative) ;
- détecter une situation nécessitant un changement de voie (par exemple, détecter un véhicule qui précède et qui circule nettement moins vite, revenir sur la voie de droite …) ;
- déterminer que la manœuvre de changement de voie est réalisable (par exemple détecter une absence d’occupation présente et futur de la voie cible) ;
- …
Tant qu’une des conditions de faisabilité n’est pas acquise, le procédé reste dans l’étape 202.
Lorsque la pluralité des conditions qui régissent la faisabilité d’une manœuvre de changement de voie vers une voie cible est acquise, l’étape 203, SGNL, détermine un signal d’alerte indiquant la voie cible. Classiquement, ce signal d’alerte commande l’affichage d’au moins un message sur un écran afin d’avertir le conducteur que la fonction a déterminé la faisabilité de changement de voie, le côté de la voie cible, et que la fonction attend une action sur le clignotant pour acquérir l’accord du conducteur pour que la fonction d’aide au changement de voie pilote ensuite la trajectoire véhicule, sans intervention du conducteur sur le volant, pour rejoindre la voie cible.
Dans l’étape 204, ROT, le signal d’alerte pilote la génération d’un mouvement du volant. Puisque le véhicule comprend un système de commande de direction comportant un volant découplé mécaniquement des roues directrices du véhicule et couplé à un actionneur, ou classiquement dit direction de type « steer by wire », la rotation du volant n’entraine pas mécaniquement la rotation de roue. Pour ce type de direction, par exemple, un actionneur sur la crémaillère de direction pilote le changement de l’angle de braquage des roues et donc de la trajectoire du véhicule. Une direction de type « steer by wire » rend possible de modifier le mouvement du volant sans modifier le comportement dynamique latéral du véhicule.
Dans un mode de réalisation, le mouvement du volant est effectué du côté de la voie cible déterminée lors de l’étape 203. Le mouvement est commandé par l’actionneur, par exemple un moteur électrique couplé à l’axe de rotation du volant à l’aide pignons, couplé au volant.
En mode autonome, sans les mains sur le volant, très peu de couple est nécessaire pour faire tourner le volant. Lorsque les mains sont présentes sur le volant, celles-ci exercent une force de résistance à la rotation du volant. La commande pour faire tourner le volant doit être adaptée en fonction de la force de résistance sur le volant.
Dans un mode de réalisation préféré le mouvement du volant est deux va-et-vient entre une position initiale du volant et un angle de rotation prédéterminé maximum du volant. Par exemples, l’angle de rotation maximale est de l’ordre de 20 degrés, et la vitesse maximum de rotation est telle que le mouvement d’un va-et-vient dure l’ordre d’une seconde. Bien entendu tout autre valeur est possible, et elle peut dépendre de la force résistante sur le volant.
Le conducteur comprend naturellement la nature de la proposition et l’intention de la fonction. Si le conducteur décide d’engager la manœuvre (par la mise du clignotant, par exemple) le système de direction exécutera la manœuvre (action sur les roues et sur le volant). Si le conducteur décide de ne pas engager la manœuvre, il ne fait rien. Lui et les passagers ne subiront pas de secousse latérale.
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.
Claims (8)
- Procédé de suggestion de changement de voie d’un véhicule autonome, ledit véhicule comprenant une fonction d’aide au changement de voie et circulant sur une voie de circulation dite égo-voie, le véhicule comprenant en outre un système de commande de direction comportant un volant découplé mécaniquement des roues directrices du véhicule et couplé à un actionneur, ledit procédé comportant les étapes de :
- détermination (202) d’une pluralité de conditions qui régissent la faisabilité d’une manœuvre de changement de voie vers une voie cible, et, lorsque tel est le cas,
- détermination (203) d’un signal d’alerte indiquant la voie cible,
- Procédé selon la revendication 1 dans lequel un côté, gauche ou droit, de la position de la voie cible par rapport à l’égo-voie est déterminé par la fonction d’aide au changement de voie, et le mouvement du volant est effectué du côté de la voie cible.
- Procédé selon l’une des revendications 1 à 2, dans lequel il comporte en outre les étapes de :
- détermination d’une force résistante sur le volant configurée pour identifier la présence d’au moins une main du conducteur sur le volant ;
- de pilotage de l’actionneur en fonction de la détermination de la force résistante.
- Procédé selon l’une des revendication 1 à 3, dans lequel le mouvement du volant est une rotation du volant représentant au moins un va-et-vient entre une position initiale du volant et un angle de rotation prédéterminé maximum du volant.
- Procédé selon l’une des revendication 1 à 4, dans lequel le mouvement du volant est configuré pour ne pas dépasser une vitesse de rotation maximum prédéterminée.
- 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 5.
- Véhicule comportant le dispositif selon la revendication 6.
- Programme d’ordinateur comprenant des instructions adaptées pour l’exécution des étapes du procédé selon l’une des revendications 1 à 5 lorsque ledit programme est exécuté par au moins un processeur (103).
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2020
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