FR3118617A1 - Système de guidage en réalité augmentée d’un véhicule automobile à l’approche d’un péage. - Google Patents

Système de guidage en réalité augmentée d’un véhicule automobile à l’approche d’un péage. Download PDF

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Abstract

Système de guidage (100) d’un véhicule automobile (10) à l’approche d’un péage (20) comportant plusieurs voies de passage, ledit système (100) comportant des moyens de communication sans fil (11, 21) partagés entre ledit péage (20) et ledit véhicule (10), ledit véhicule (10) comportant en outre un système de navigation (12) et un système d’affichage en réalité augmentée (13) embarqués permettant de guider en direct le véhicule (10) vers une des voies du péage (20) en fonction d’informations échangées entre le péage (20) et le véhicule (10), via leurs moyens de communication respectifs (11, 21), tenant compte d’une ou de préférences du conducteur (14) du véhicule (10) préalablement saisies par le conducteur (14) sur le système de navigation (12) du véhicule (10). (Figure 1)

Description

Système de guidage en réalité augmentée d’un véhicule automobile à l’approche d’un péage.
La présente invention concerne de manière générale les systèmes d’aide à la conduite également désignés par ADAS (acronyme anglo-saxon pour Advanced Driver-Assistance System) de véhicules, notamment automobiles.
Les systèmes ADAS sont généralement associés à des systèmes d’affichage d’informations visuelles sur un support d’affichage présent dans le champ de vision du conducteur du véhicule et notamment, sur le pare-brise du véhicule. Ces informations sont destinées au conducteur du véhicule pour l’aider à guider le véhicule dans son environnement routier.
On parle de réalité augmentée quand les informations délivrées par les systèmes d’affichage se superposent à la vision réelle du conducteur concernant la conduite du véhicule et son environnement, qui sont complémentaires des informations de base présentées notamment sur le tableau de bord (combiné) ou sur un écran présent dans le cockpit du véhicule, afin d'améliorer la sécurité, le confort ou la navigation.
En particulier, la réalité augmentée peut présenter sur le pare-brise qui sert de support ou écran pour les informations, des informations de sécurité comme un rappel de la signalisation sur la route suivie, une meilleure visualisation de la route de nuit, une matérialisation au sol des itinéraires à suivre, ou des informations de navigation concernant l'accès à une station-service, à une aire de repos ou à un péage.
Le terme « péage » désigne dans le langage courant une barrière de péage (ou infrastructure de péage) dans lequel le conducteur doit payer un droit de passage.
On ne s’intéresse ici qu’aux péages présentant plusieurs voies de passages définissant respectivement des couloirs dans lesquels s’engagent les véhicules les uns derrière les autres. Ces couloirs sont respectivement fermés par une barrière dont l’ouverture est conditionnée par le paiement direct d’une somme d’argent déterminée ou via un abonnement dans le cas du télépéage.
On en trouve notamment sur les réseaux autoroutiers et à l’entrée de certains ponts.
La plupart des systèmes d’affichage courants, connus sous l’appellation VTH, acronyme pour « Vision Tête Haute » ou encore HUD en terminologie anglo-saxonne pour « Head Up Display », ne permettent pas un affichage en réalité augmentée mais permettent simplement de donner des informations de conduite au conducteur sans que ce dernier ne détourne son attention de la route.
De nouvelles générations de VTH dites « longue distance » permettent de projeter des images plus loin sur la scène routière s’étendant à l’avant du véhicule (jusqu’à 10 m voire plus) afin de « superposer » des éléments graphiques « virtuels » sur la scène routière « réelle » et d’offrir une prestation de réalité augmentée.
L’intérêt de la réalité augmentée est de pouvoir superposer à la scène routière, des flèches virtuelles flottantes, un tracé au sol ou un cap/boussole, ou toute autre information de guidage indiquant la route à suivre et/ou pointant la direction de la route à suivre.
Pour pouvoir guider le véhicule dans son environnement, un système d’affichage en réalité augmentée coopère avec le système de navigation du véhicule pour le guidage du véhicule dans son environnement routier. Le système de navigation utilise des cartographies et un système de localisation/positionnement du véhicule par GPS (Global Positioning System) notamment.
Dans le cas particulier de l’approche d’un péage, un certain nombre de panneaux routiers indiquent au conducteur vers quelles voies il doit se déporter selon son type de paiement (liquide/carte/télépéage) et/ou du gabarit du véhicule (poids-lourds voies de droite par exemple).
On connait notamment du document JP2014119372A1 un dispositif de navigation et une méthode pour guider en véhicule vers un péage, plus précisément devant une voie de péage sans trafic, ce qui permet au véhicule d’éviter un contact accidentel avec un autre véhicule. L’itinéraire à suivre est affiché sur un VTH. Cette méthode se base sur une analyse des images prises du péage à partir du véhicule.
Cette méthode est donc dépendante de la bonne visibilité de la scène (le péage) et de la distance entre le véhicule et la scène.
Les péages ont la particularité d’avoir une organisation dynamique des voies : le nombre de voies et la spécificité de chaque voie peut évoluer au court du temps et d’autre part, de regrouper, en un même espace, un grand nombre de véhicules s’éparpillant vers les voies du péage (le nombre de couloirs de passage est généralement plus important que le nombre de voies de circulation). Il est donc essentiel de pouvoir anticiper l’organisation des voies quand le véhicule est à l’approche du péage et de guider le véhicule le plus précisément possible et ce même dans des conditions de circulation difficiles
A l’heure actuelle, aucun système de guidage à l’approche d’un péage, ne permet de proposer au conducteur un guidage efficace de son véhicule vers la ou les voies correspondant au choix du conducteur.
A cet effet, la présente invention a pour premier objet un système de guidage d’un véhicule automobile à l’approche d’un péage comportant plusieurs voies de passage, ledit système comportant des moyens de communication sans fil partagés entre ledit péage et ledit véhicule, ledit véhicule comportant en outre un système de navigation et un système d’affichage en réalité augmentée embarqués permettant de guider en direct le véhicule vers une des voies du péage en fonction d’informations échangées entre le péage et le véhicule, via leurs moyens de communication respectifs, tenant compte d’une ou de préférences du conducteur du véhicule préalablement saisies par le conducteur sur le système de navigation du véhicule.
Selon une caractéristique, la ou les préférences sont choisies parmi les préférences suivantes : voies les plus rapides, mode de paiement, télépéage, gabarit du véhicule.
Selon une autre caractéristique, le véhicule comporte en outre, couplé au système de navigation, un système de détection d’obstacles latéraux et de présence de véhicules dans les angles morts du véhicule afin de limiter les risques de collisions pendant le guidage.
La présente invention a pour deuxième objet, un procédé d’activation du système de guidage tel que décrit ci-dessus, caractérisé en ce qu’il consiste, dès qu’un péage est détecté, à informer le conducteur que le véhicule est en approche d’un péage et qu’une communication entre les moyens de communication du véhicule et le péage s’engage, et une fois la communication engagée, à recevoir des informations du péage qui indique au conducteur du véhicule si un guidage en réalité augmentée est possible dans le péage ou si un guidage en réalité augmentée dans le péage est impossible, et si un guidage en réalité augmentée est possible et que le véhicule est localisé dans le péage alors à activer un guidage latéral avec un cap à suivre vers la voie retenue sinon, tant que le véhicule n’est pas localisé dans le péage, à afficher des informations sur le péage en approche, et si le véhicule est localisé dans la voie retenue alors à afficher une confirmation visuelle, sinon tant que le véhicule n’est pas localisé, à maintenir le guidage latéral avec un cap à suivre vers la voie retenue.
La présente invention a pour troisième objet, un programme produit d’ordinateur comportant des instructions pour l’exécution des étapes du procédé tel que décrit ci-dessus.
Enfin, la présente invention a pour quatrième objet, un véhicule automobile comportant des moyens de communication sans fil, un système de navigation et un système d’affichage en réalité augmentée embarqués, agencés pour permettre de guider en direct le véhicule vers une des voies d’un péage, lesdits moyens de communication sans fil du véhicule étant aptes à échanger des informations avec des moyens de communication sans fil du péage ; ledit guidage prenant en compte une ou des préférences préalablement saisies par le conducteur du véhicule sur le système de navigation du véhicule.
Selon une caractéristique, le véhicule comporte en outre un système de détection d’obstacles latéraux et de présence de véhicules dans les angles morts du véhicule, couplé au système de navigation, apte à limiter les risques de collisions pendant le guidage.
Les avantages apportés par la présente invention sont multiples.
La réalité augmentée permet d’anticiper l’arrivée à un péage, de simplifier la charge mentale et la prise de décision du conducteur au moment de choisir telle ou telle voie, de fluidifier le trafic routier dans chacune des voies et éviter un encombrement du péage. Le conducteur est ainsi guidé vers la ou les bonnes voies correspondantes à ces préférences de paiement et/ou de gabarit du véhicule.
Les avantages vont vers une simplification de la prise d’information et de décision de la part du conducteur, et ainsi d’une simplification dans la maitrise de son véhicule dans un moment parfois complexe où on arrive à grande vitesse dans un espace où on peut être amener à croiser d’autres usagers.
L’anticipation et le guidage précis du véhicule vers sa voie de destination, permettent ainsi un gain en sécurité, pour le conducteur mais aussi pour les autres usagers, et une fluidité du trafic.
D’autres avantages et caractéristiques pourront ressortir plus clairement de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif et faite en se référant aux dessins dans lesquels :
illustre un schéma-bloc d’un système de guidage selon l’invention ; et
illustre un logigramme d’un procédé d’activation du système de guidage selon l’invention.
La présente invention tel qu’illustré à la concerne un système de guidage
100 d’un véhicule automobile 10 à l’approche d’un péage 20 comportant plusieurs voies de passage (non représentées). Le système 100 comporte des moyens de communication sans fil 11 et 21 partagés entre le péage 20 et le véhicule 10. Le véhicule 10 comporte en outre un système de navigation 12 et un système d’affichage en réalité augmentée 13 embarqués permettant de guider en direct le véhicule 10 vers une des voies du péage 20 en fonction d’informations échangées entre le péage 20 et le véhicule 10, via leurs moyens de communication respectifs 11, 21 tenant compte d’une ou de préférences du conducteur 14 préalablement saisies par le conducteur 14 du véhicule 10 sur le système de navigation 12 du véhicule 10.
Le système de guidage 100 selon l’invention, en approche du péage 20, prend en compte les informations issues du système de navigation 12 embarqué dans le véhicule 10, des préférences du conducteur 14 du véhicule 10 et des informations échangées entre les moyens de communication 11, 21 partagés entre le péage 20 et le véhicule 10.
Un protocole de communication entre une infrastructure routière telle qu’un péage et un véhicule, par exemple, le protocole désigné par Car2X (Car to Infrastructure, à l’inverse de Car2Car pour des communications uniquement entre véhicules) est utilisé pour permettre au péage (l’infrastructure) de communiquer avec le véhicule qui approche du péage.
Le péage 20 délivre au véhicule 10, via leurs moyens de communication respectifs 11, 21, des informations sur le nombre de voies disponibles et la position des voies répondant aux préférences du conducteur 14 qu’il a préalablement saisies dans le système de navigation embarquée 12 via une IHM (Interface Homme Machine) dédiée 15.
Le système de navigation embarqué12 couplé au système de réalité augmenté 13, guide ensuite le véhicule 10 vers la voie la plus rapide et/ou celle correspondant à ses préférences, en indiquant au conducteur 14 où cette voie se situe pour guider le véhicule à travers les voies multiples jusqu’à celle répondant aux critères retenus.
Le système de navigation 12 peut être également de type « connecté », c’est-à-dire relié par la voie des ondes, via les moyens de communication sans fil 11, à un serveur d’informations de navigation distant.
Le système d’affichage en réalité augmentée 13 du véhicule 10, en lien avec le système de navigation embarqué 12, affiche en direct, sur le pare-brise 16 du véhicule 10, dans le champ de vison du conducteur 14, des informations lui permettant de guider son véhicule 10 précisément selon le trajet défini par le système de navigation 12.
Les informations sont affichées sur le pare-brise 16 en réalité augmentée, dans une fenêtre 17 de forme générale rectangulaire à peu près centrée dans le champ de vision du conducteur 14 et dans laquelle des éléments graphiques délivrés par le système de réalité augmenté 13 embarqué dans le véhicule 10, sont superposés aux objets de la scène routière réelle.
Le véhicule 10 peut comporter en outre, couplé au système de navigation 12, un système 18 de détection d’obstacles latéraux et de présence de véhicules dans les angles morts du véhicule afin de limiter les risques de collisions pendant le guidage.
Les éléments graphiques représentatifs des informations de navigation et de guidage peuvent être adaptées spécifiquement à l’approche d’un péage ou rester inchangées en étant matérialisée par les mêmes éléments graphiques que dans les phases de guidage hors péage.
L’affichage en réalité augmentée du cap à suivre à l’approche d’un péage peut prendre par exemple, la forme de simples flèches de direction accompagnées de texte.
Avantageusement, en amont d’une barrière de péage (la barrière de péage n’est pas encore visible par le conducteur), les informations échangées entre le péage et le véhicule sont traduites graphiquement dans la fenêtre de réalité virtuelle. Les informations graphiques prennent la forme de segments de droites délimitant plusieurs voies de circulation adjacentes correspondant respectivement aux différents types de voies proposées par la barre de péage et leur position relative. Par exemple, les informations graphiques représentent trois types de voies symbolisant respectivement une voie de télépéage, une voie de paiement par carte de paiement et une voie « hors gabarit ». Chaque voie ainsi symbolisée est repérée par une icône reconnaissable, identifiant chaque type de voie et par un chiffre correspondant au nombre de voies disponibles pour chaque type de voie.
Une information textuelle est en outre affichée pour indiquer la distance de la barrière de péage.
La voie retenue en fonction des préférences du conducteur, parmi plusieurs voies disponibles éligibles, est avantageusement choisie parmi celles qui permettent un passage le plus rapide (densité du trafic dans les voies) et/ou nécessitant le moins de voies adjacentes à traverser.
A l’approche de la barrière de péage (environ 600m avant la barrière de péage), la fenêtre affiche le cap à suivre pour guider le véhicule pour se positionner au mieux une fois entré dans le péage.
Une fois entré dans le péage, les voies du péage commençant à être matérialisées au sol, l’information graphique prend alors la forme d’une flèche de cap, indiquant au conducteur qu’il doit changer de voie et traverser la ou les voies adjacentes sur la gauche ou sur la droite pour atteindre la voie retenue.
La portion de la première voie adjacente à traverser par le véhicule pour rejoindre la voie retenue, peut apparaitre graphiquement dans la fenêtre avec une couleur par exemple verte.
Cette information de couleur peut être avantageusement corrélée avec les informations délivrées par les systèmes de détection d’obstacles latéraux et de présence de véhicules dans les angles morts par les capteurs d’angle mort du véhicule, pour signaler la présence d’un véhicule dans les voies adjacentes et assister le conducteur lors de sa manœuvre de changement de voie.
Pour valider visuellement que l’utilisateur se trouve dans la voie retenue, la fenêtre affiche la portion de voie retenue avec une couleur verte (la portion en réalité virtuelle de la voie retenue est texturée en vert).
Le choix de la bonne voie vers laquelle le véhicule est guidée est une combinatoire de plusieurs informations communiquées via le système Car2X comme l’emplacement des voies éligibles, la densité du trafic dans chacune des voies, etc.).
On rappelle qu’un système de navigation embarqué permet de personnaliser le guidage, via une IHM (Interface Homme Machine) dédiée, selon plusieurs critères parmi lesquels un conducteur peut choisir d’emprunter les autoroutes ou non, d’éviter les péages, d’éviter les ferries, d’éviter les voies non pavées, d’éviter les zones à restrictions en lien avec le niveau de qualité de l’air, l’itinéraire le plus rapide, le plus court, le plus économique etc.
La précision du guidage offerte par la réalité augmentée couplée à la communication entre le véhicule et le péage permet d’enrichir le nombre de choix possibles offert par le menu du système de navigation au conducteur (préférences du conducteur), en rajoutant, par exemple son moyen de paiement préféré (paiement par carte par exemple) afin d’anticiper le positionnement dans les voies à l’approche d’un péage, la prise en compte du gabarit : un vélo sur le toit ou une caravane, pour le guidage vers les voies correspondantes acceptant ce type de gabarit.
Avantageusement, et comme évoqué ci-dessus, le système de navigation peut être couplé à un système de détection d’obstacles latéraux et de présence de véhicules dans les angles morts du véhicule afin de limiter les risques de collisions pendant le guidage.
Un logigramme d’activation du système de guidage selon l’invention est décrit ci-après en référence à la .
Dès qu’un péage est détecté, le système de navigation du véhicule informe 200 le conducteur que le véhicule est en approche d’un péage et une IHM du véhicule indique qu’une communication entre les moyens de communication du véhicule et le péage s’engage.
Une fois la communication engagée, le système de navigation reçoit 201 des informations du péage qui indique au conducteur du véhicule si un guidage en réalité augmentée est possible 202 dans le péage ou si un guidage en réalité augmentée dans le péage est impossible 203. Si un guidage est possible et si le véhicule est localisé dans le péage 204 alors, un guidage latéral avec un cap à suivre vers la voie retenue 205 est activé sinon, tant que le véhicule n’est pas localisé dans le péage, le système de guidage affiche 206 des informations sur le péage en approche.
Si le véhicule est localisé 207 dans la voie retenue alors le système de guidage affiche 208 une confirmation visuelle. Sinon, tant que le véhicule n’est pas localisé, le guidage latéral avec un cap à suivre vers la voie retenue 205 est maintenu.
Le système d’activation du guidage implémente un programme produit d’ordinateur comportant des instructions pour l’exécution des étapes du procédé décrit ci-dessus.
Ce programme est implémenté par un ou plusieurs processeurs supportés par le système IVI (In-Vehicle Infotainment) qui est l’organe central du véhicule dédié au traitement des données et à la communication avec le conducteur.
Un tel programme pourra être mis à jour avec possibilité d’ajout de fonctions en utilisant une mise à jour par voie d’ondes de type OTA « Over The Air ».

Claims (7)

  1. Système de guidage (100) d’un véhicule automobile (10) à l’approche d’un péage (20) comportant plusieurs voies de passage, ledit système (100) comportant des moyens de communication sans fil (11, 21) partagés entre ledit péage (20) et ledit véhicule (10), ledit véhicule (10) comportant en outre un système de navigation (12) et un système d’affichage en réalité augmentée (13) embarqués permettant de guider en direct le véhicule (10) vers une des voies du péage (20) en fonction d’informations échangées entre le péage (20) et le véhicule (10), via leurs moyens de communication respectifs (11, 21), tenant compte d’une ou de préférences du conducteur (14) du véhicule (10) préalablement saisies par le conducteur (14) sur le système de navigation (12) du véhicule (10).
  2. Système de guidage (100) selon la revendication 1, dans lequel la ou les préférences sont choisies parmi les préférences suivantes : voies les plus rapides, mode de paiement, télépéage, gabarit du véhicule.
  3. Système de guidage (100) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le véhicule (10) comporte en outre, couplé au système de navigation (12), un système (18) de détection d’obstacles latéraux et de présence de véhicules dans les angles morts du véhicule afin de limiter les risques de collisions pendant le guidage.
  4. Procédé d’activation du système de guidage (100) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il consiste, dès qu’un péage (20) est détecté, à informer (200) le conducteur(14) que le véhicule (10) est en approche d’un péage (20) et qu’une communication entre les moyens de communication (11, 21) du véhicule (10) et le péage (20) s’engage, et une fois la communication engagée, à recevoir (201) des informations du péage (20) qui indique au conducteur (14) du véhicule (20) si un guidage en réalité augmentée est possible (202) dans le péage (20) ou si un guidage en réalité augmentée dans le péage (20) est impossible (203), et si un guidage en réalité augmentée est possible (202) et que le véhicule (10) est localisé (204) dans le péage (20) alors à activer (205) un guidage latéral avec un cap à suivre vers la voie retenue sinon, tant que le véhicule (10) n’est pas localisé dans le péage (20), à afficher (206) des informations sur le péage (20) en approche, et si le véhicule (10) est localisé (207) dans la voie retenue alors à afficher (208) une confirmation visuelle, sinon tant que le véhicule (10) n’est pas localisé, à maintenir (205) le guidage latéral avec un cap à suivre vers la voie retenue.
  5. Programme produit d’ordinateur comportant des instructions pour l’exécution des étapes du procédé selon la revendication précédente.
  6. Véhicule automobile (20) comportant des moyens de communication sans fil (11), un système de navigation (12) et un système d’affichage en réalité augmentée (13) embarqués, agencés pour permettre de guider en direct le véhicule (20) vers une des voies d’un péage (20), lesdits moyens de communication sans fil (11, 21) du véhicule (20) étant aptes à échanger des informations avec des moyens de communication sans fil (21) du péage (20) ; ledit guidage prenant en compte une ou des préférences préalablement saisies par le conducteur (14) du véhicule (20) sur le système de navigation (12) du véhicule (10).
  7. Véhicule (20) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu’il comporte en outre un système (18) de détection d’obstacles latéraux et de présence de véhicules dans les angles morts du véhicule (10) couplé au système de navigation (12), apte à limiter les risques de collisions pendant le guidage.
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