FR3121109A1 - Système de conduite en mode autonome en amont d’un changement de la vitesse maximale autorisée - Google Patents

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Abstract

Système permettant une conduite en mode autonome d’un véhicule (1) sur une route (20) comportant un changement d'une vitesse maximale autorisée d'une première vitesse (V1) maximale autorisée à une deuxième vitesse (V2) maximale autorisée supérieure à la première, ce système comprenant - une pluralité de capteurs aptes à- détecter ledit changement de la vitesse maximale autorisée ;- mesurer une distance entre le véhicule (1) et un autre véhicule (2) le suivant;- déterminer qu'un changement de voie est impossible pour le véhicule;- un calculateur configuré pour générer une vitesse de consigne inférieure à une vitesse seuil prédéfinie ;- la vitesse seuil prédéfinie étant, lorsque- ledit changement de la vitesse maximale autorisée est détecté, - la distance mesurée est inférieure à une distance prédéfinie, - un changement de voie est impossible,supérieure à la première vitesse (V1) maximale autorisée. Figure pour l’abrégé : Fig.2

Description

Système de conduite en mode autonome en amont d’un changement de la vitesse maximale autorisée
La présente invention a trait aux véhicules autonomes, et plus particulièrement aux systèmes de conduite autonome.
Tout comme un conducteur humain, un système de conduite autonome est tenu de respecter les règles du code de la route, dont notamment les limitations de vitesse. A cet égard, le système de conduite autonome est configuré pour déterminer la vitesse maximale autorisée applicable à la position courante du véhicule automobile et adapter sa vitesse de sorte qu'il ne dépasse pas la vitesse maximale autorisée. Lorsque cette vitesse maximale autorisée change à une position donnée de la route, le système de conduite autonome détecte ce changement et régule, en conséquence, la vitesse du véhicule automobile à partir de cette position. Un changement de la vitesse maximale autorisée peut être signalé par une nouvelle limitation de vitesse applicable à partir de cette position ou par la fin d'une limitation de vitesse applicable en amont de cette position. Le système de conduite autonome adapte la vitesse du véhicule automobile de façon à respecter scrupuleusement la limitation de vitesse applicable à la position courante du véhicule automobile aussi bien en amont qu'en aval de la position du changement de la vitesse maximale autorisée et indépendamment que ce changement soit vers une vitesse maximale autorisée supérieure ou inférieure.
Cependant, lorsque la nouvelle vitesse maximale autorisée est supérieure à la précédente, des conducteurs anticipent souvent ce changement et accélèrent à l'approche de la position de la route marquant ce changement de la vitesse maximale autorisée, c.à.d. avant qu'ils n'arrivent à hauteur de cette position de la route.
Par conséquent, une anticipation par les conducteurs d’un changement d'une limitation de vitesse, d'une part, et le respect strict et scrupuleux par les systèmes de conduite autonome des limitations de vitesse, d'autre part, sont susceptibles d’engendrer des situations à risque pour l'ensemble des usagers de la route.
Un objet de la présente invention est d'éviter les risques de collision immédiatement en amont d'un changement de la vitesse maximale autorisée sur une route.
Un autre objet de la présente invention est d'adapter la vitesse d'un véhicule automobile en conduite autonome à l'approche d'un changement d'une limitation de vitesse réglementaire pour tenir compte du comportement des véhicules automobiles environnants.
A cet effet, il est proposé, en premier lieu, un système de conduite autonome permettant une conduite en mode autonome d'un premier véhicule automobile sur une route comportant au moins une première voie de circulation ayant un sens de circulation et comprenant un changement d'une vitesse maximale autorisée sur cette route d'une première vitesse maximale autorisée en amont, par rapport audit sens de circulation, d'une position prédéfinie de cette route, à une deuxième vitesse maximale autorisée en aval, par rapport audit sens de circulation, de ladite position prédéfinie, la deuxième vitesse maximale autorisée étant supérieure à la première vitesse maximale autorisée, ce système comprenant
- au moins un premier capteur apte à détecter, lorsque le premier véhicule automobile est sur la route en amont de ladite position prédéfinie, ledit changement de la vitesse maximale autorisée;
- au moins un deuxième capteur apte à mesurer une première distance entre le premier véhicule automobile et un deuxième véhicule automobile environnant suivant ledit premier véhicule automobile sur ladite au moins une première voie de circulation;
- au moins un troisième capteur apte à déterminer qu'un changement de voie est impossible pour le premier véhicule automobile;
- un calculateur configuré pour générer une vitesse de consigne pour le premier véhicule automobile, cette vitesse de consigne étant inférieure à une vitesse seuil prédéfinie;
- la vitesse seuil prédéfinie est, lorsque
ledit changement de la vitesse maximale autorisée est détecté,
la première distance mesurée est inférieure à une première distance de sécurité prédéfinie,
un changement de voie est impossible pour le premier véhicule automobile,
supérieure à la première vitesse maximale autorisée.
Diverses caractéristiques supplémentaires peuvent être prévues, seules ou en combinaison :
- la vitesse seuil est inférieure à la deuxième vitesse maximale autorisée ;
- ledit au moins un troisième capteur est, en outre, apte à déterminer qu'un changement de voie est possible pour le premier véhicule automobile, le calculateur étant configuré pour générer, lorsque
le premier véhicule automobile est sur la route en amont de ladite position prédéfinie;
la vitesse seuil prédéfinie est supérieure à la première vitesse maximale autorisée,
une consigne de changement de voie ;
- le système comprend, en outre, au moins un quatrième capteur apte à mesurer une deuxième distance entre le premier véhicule automobile et un troisième véhicule automobile environnant précédant ledit premier véhicule automobile sur ladite au moins une première voie de circulation, la vitesse de consigne générée étant définie de sorte que la deuxième distance mesurée soit supérieure à une deuxième distance de sécurité prédéfinie ;
- le premier capteur est un capteur d'image configuré pour détecter un changement de la vitesse maximale autorisée signalée par un panneau de signalisation routière ;
- le premier capteur comprend un module de communication véhiculaire configuré pour recevoir des informations concernant un changement de la vitesse maximale autorisée ;
- les informations reçues comprennent la première vitesse maximale autorisée, la deuxième vitesse maximale autorisée, des données de localisation de ladite position ;
- le premier capteur comprend un module de géolocalisation et de navigation ;
- le système comprend, en outre, un premier actionneur apte à agir sur la vitesse du véhicule automobile pour atteindre la vitesse de consigne générée par le calculateur.
Il est proposé, en deuxième lieu, un véhicule automobile comprenant le système de conduite autonome présenté ci-dessus.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement et de manière concrète à la lecture de la description ci-après de modes de réalisation, laquelle est faite en référence aux dessins annexés dans lesquels :
la figure illustre schématiquement un véhicule automobile intégrant un système de conduite autonome selon divers modes de réalisation;
La figure illustre schématiquement un contexte d'utilisation d'un système de conduite autonome selon divers modes de réalisation.
En se référant aux figures annexées, il est affiché un véhicule1automobile apte à mettre en œuvre un mode de conduite autonome. Ce véhicule1automobile est, en effet, équipé d'un système10de conduite autonome permettant une conduite en mode autonome de ce véhicule1automobile sur une route20.
La route20comporte au moins une voie21-23de circulation ayant un sens24de circulation. Cette route20comprend une position25au niveau de laquelle il y a un changement de la vitesse maximale autorisée. Autrement dit, la route20comprend un changement de la vitesse maximale autorisée d'une première vitesseV 1maximale autorisée en amont, par rapport audit sens24de circulation, de la position25de cette route20, à une deuxième vitesseV 2maximale autorisée en aval, par rapport audit sens24de circulation, de la position25. Les vitessesV1,V 2maximales autorisées de part et d'autre de la position25de la route20sont différentes. Dans un mode de réalisation, la deuxième vitesse V 2maximale autorisée est supérieure à la première vitesse V1maximale autorisée.
La position25marque, dans un mode de réalisation, un changement de la vitesse maximale autorisée (ou des limitations de vitesse applicables) entre deux tronçons de la route20, deux zones de circulation différentes reliées par la route20, ou entre deux types différents de la route20(route nationale, route départementale, ou autoroute par exemple). Ce changement de la vitesse maximale autorisée peut être signalé par un panneau de signalisation disposé à la position25, ou par un panneau de signalisation accompagné d'un panonceau de distance et disposé en amont, par rapport au sens24de circulation, de la position25d'une distance prédéfinie. En alternative ou en combinaison, des informations concernant ce changement de la vitesse maximale autorisée peuvent être diffusées à destination des usagers de la route20par une infrastructure routière couvrant cette route20ou fournies par un module de géolocalisation et de navigation embarqué dans le véhicule1automobile. Ces informations comprennent une première et une deuxième vitesseV1,V 2maximale autorisée et des données de localisation de la position25de la route20marquant ce changement de la vitesse maximale autorisée sur cette route20(fin d'une limitation de vitesse ou le début d'une nouvelle limitation de vitesse).
Le système10de conduite autonome comprend au moins un capteur13a-13iapte à détecter, lorsque le véhicule1automobile est sur la route20en amont de la position25, le changement de la vitesse maximale autorisée. Plus généralement, le système10de conduite autonome comprend un ou plusieurs capteurs13a-13iaptes à déterminer, lorsque le véhicule1automobile est à l'approche de la position25, la deuxième vitesseV2maximale autorisée applicable à partir de cette position25au lieu de la première vitesseV1maximale autorisée encore applicable jusqu'à cette position25de la route20. Ces capteurs13a-13ipermettent de détecter à l'avance le début d'une nouvelle limitation de vitesse ou la fin de la limitation de vitesse courante à une position25de la route20devant le véhicule1automobile.
En comparant la limitation de vitesse courante à la limitation de vitesse prochaine applicable à partir de la position25de la route20, les capteurs13a-13ipermettent la détection d'une augmentation imminente de la vitesse maximale autorisée sur la route20.
Des capteurs13a-13iutilisés par le système10de conduite autonome pour la détection d'un changement de la vitesse maximale autorisée comprennent, par exemple, un capteur d'image (notamment, une caméra frontale) configuré pour détecter un changement de la vitesse maximale autorisée signalée par un panneau de signalisation routière, un module de communication véhiculaire (de type véhicule-avec-tout plus connu sous le nom anglais « Vehicle-to-Everything », Véhicule-à-Véhicule, Véhicule-à-Dispositif, Véhicule-à-Infrastructure, ou Véhicule-à-Réseau par exemple) configuré pour recevoir des informations concernant un changement de la vitesse maximale autorisée sur la route20, et/ou un module de géolocalisation et de navigation (un capteur de géolocalisation de type GPS, GLONASS, ou équivalent pourvu de données cartographiques concernant la route20). Ces capteurs sont, dans un mode de réalisation, disposés à l'avant ou sur le toit du véhicule1automobile.
Dans un mode de réalisation, une communication de l’infrastructure à un capteur13a-13iembarqué dans le véhicule1automobile (Infrastructure-à-Véhicule ou I2V) permet de lui indiquer, lorsqu'il est en amont de la position25à moins d'une distance prédéfinie, la deuxième vitesseV2maximale autorisée et la position25à partir de laquelle cette nouvelle limitation de vitesse est applicable.
Le système10de conduite autonome comprend, en outre, au moins un capteur13a-13iapte à mesurer la distance (ou inter-distance) entre le véhicule1automobile et un véhicule2automobile environnant suivant ce véhicule1automobile sur la même voie21de circulation. Ces capteurs13a-13ipermettent de détecter le passage de cette distance en dessous d'une distance de sécurité prédéfinie. Des capteurs13a-13iutilisés par le système10de conduite autonome pour mesurer cette distance comprennent, par exemple, un module de communication véhiculaire, des capteurs à ultrasons, des radars, et/ou des lidars. Ces capteurs sont, dans un mode de réalisation, disposés à l'arrière ou sur le toit du véhicule1automobile.
Par ailleurs, le système10de conduite autonome comprend au moins un capteur13a-13iapte à déterminer si un changement de voie est possible ou impossible pour le véhicule1automobile. Ces capteurs13a-13ipermettent, en effet, de détecter s'il existe au moins une voie22-23de circulation adjacente à la voie21de circulation courante du véhicule1automobile et, si c'est le cas (c.à.d. une route20à plusieurs voies), de déterminer si un changement de voie du véhicule1automobile vers une des voies22-23de circulation adjacentes est possible ou non. En particulier, ces capteurs13a-13isont aptes à déterminer qu'un changement de voie (notamment, une manœuvre de rabattement) est impossible pour le véhicule1automobile. Un changement de voie peut, en effet, être impossible pour le véhicule1automobile lorsque la route20comprend une seule voie de circulation (une route20mono-voie) ou en présence d'un véhicule3-6automobile environnant sur la voie2 2-23de circulation adjacente empêchant le véhicule1automobile d'effectuer un changement de voie sécurisé vers cette voie22-23de circulation adjacente. En présence de deux voies22-23de circulation adjacentes de part et d'autre de la voie2 1de circulation courante du véhicule1automobile, les capteurs13a-13isont aptes à déterminer que ni un changement de voie sécurisé vers la voie22de circulation droite ni un changement de voie sécurisé vers la voie23 de circulation gauche n'est possible pour le véhicule1automobile.
Des capteurs13a-13iutilisés par le système10de conduite autonome pour déterminer qu'un changement de voie est impossible pour le véhicule1automobile comprennent des radars, des lidars, un module de communication véhiculaire, et/ou un capteur d'image. Ces capteurs sont, dans un mode de réalisation, disposés sur les faces latérales, à l'arrière et/ou sur le toit du véhicule1automobile.
Dans un autre mode de réalisation, le système10de conduite autonome comprend, en outre, au moins un capteur13a-13iapte à mesurer la distance entre le véhicule1automobile et un véhicule7automobile environnant précédant ce véhicule1automobile sur la même voie21de circulation. Ces capteurs13a-13ipermettent de détecter le passage de cette distance en dessous d'une distance de sécurité prédéfinie. Des capteurs13a-13iutilisés par le système10de conduite autonome pour mesurer cette distance comprennent, par exemple, un module de communication véhiculaire, des capteurs à ultrasons, des radars, et/ou des lidars. Ces capteurs sont, dans un mode de réalisation, disposés à l'avant ou sur le toit du véhicule1automobile.
Le système10de conduite autonome comprend un calculateur11configuré pour interpréter les données fournies par les capteurs13a-13iet générer une vitesse de consigne pour le véhicule1automobile inférieure à une vitesse seuil prédéfinie. La génération d'une vitesse de consigne par le calculateur11satisfait une contrainte selon laquelle cette vitesse de consigne doit être inférieure à la vitesse seuil prédéfinie. Cette vitesse seuil est, par défaut, choisie égale à la vitesse maximale autorisée à la position courante du véhicule1automobile.
Dans un mode de réalisation, lorsqu’il est détecté par les capteurs13a-13i
- un changement imminent de la vitesse maximale autorisée,
- une distance entre le véhicule1automobile et le véhicule2automobile environnant le suivant inférieure à une distance de sécurité prédéfinie, et
- un changement de voie impossible pour le véhicule1automobile,
la vitesse seuil est choisie supérieure à la première vitesseV1maximale autorisée. Autrement dit, le calculateur11change, dans ces conditions, la valeur de la vitesse seuil. Par exemple, la vitesse seuil est choisie 3%, 5% ou 10% supérieure à la première vitesseV1maximale autorisée. Le véhicule1automobile peut ainsi avoir, en amont de la position25de la route20, une vitesse supérieure à la première vitesseV1maximale autorisée.
Dans ces conditions, une vitesse de consigne supérieure à la première vitesseV1maximale autorisée permet, avantageusement, d'éviter une situation à risque créée par le véhicule2automobile environnant suivant le véhicule1automobile. En augmentant sa vitesse, en demeurant dans sa voie21de circulation, et en respectant une distance de sécurité avec le véhicule2automobile environnant le suivant, le véhicule1automobile évite une collision avec le véhicule2automobile environnant le suivant.
La vitesse seuil est, dans un mode de réalisation, inférieure à la deuxième vitesseV2maximale autorisée. Le véhicule1automobile anticipe ainsi la deuxième vitesseV2maximale autorisée sans la dépasser.
En présence d'un véhicule7automobile environnant précédant le véhicule1automobile sur la voie21de circulation, la vitesse de consigne générée est définie de sorte que la distance entre ces deux véhicules1,7automobiles soit supérieure à une distance de sécurité prédéfinie.
Une telle configuration du calculateur11améliore, avantageusement, le mode de conduite autonome du véhicule1automobile à l’approche d'un changement de vitesse et sans possibilité de rabattement ou de dépassement, grâce à une compréhension du contexte de conduite et du comportement des véhicules2-7automobiles environnants.
Il convient de noter que cette configuration du calculateur11vise à apporter une manœuvre de sécurité automatique pour mettre en sécurité les occupants du véhicule1automobile et ceux des véhicules2-7automobiles environnants dans des situations extrêmes prédéfinies (par exemple, une inter-distance entre les véhicules1-2automobiles inférieure à 20%, 10% ou 5% d’une distance de sécurité prédéfinie). En alternative, une demande de reprise en main de la conduite peut être émise à l’attention du conducteur du véhicule1automobile avant de modifier la valeur de la vitesse seuil. En l’absence d’action de la part du conducteur à la fin d’un décompte, le calculateur11augmente la valeur de la vitesse seuil. Dans un autre mode de réalisation, cette configuration du calculateur11est proposée en option que l’utilisateur peut, sous sa seule et entière responsabilité, activer.
Le système10de conduite autonome comprend au moins un premier actionneur12aapte à agir sur la vitesse (c.à.d. sur l'accélérateur et/ou sur le système de freinage) du véhicule1automobile pour atteindre la vitesse de consigne générée par le calculateur11. Le système10de conduite autonome comprend, en outre, au moins un deuxième actionneur12bapte à agir sur la direction du véhicule1automobile afin d'en contrôler sa trajectoire, notamment pour effectuer un changement de voie.
Dans un mode de réalisation, le calculateur11est configuré pour générer une consigne de changement de voie (vers la voie de gauche ou vers la voie de droite) dès qu'il est déterminé par les capteurs13a-13iqu'un changement de voie est devenu possible pour le véhicule1automobile. Le véhicule1automobile peut, ainsi, effectuer une manœuvre de rabattement (notamment, selon le type de conduite à gauche ou à droite) et réduire sa vitesse en dessous de la première vitesseV1maximale autorisée tant qu'il n'a pas encore atteint la position25de la route20. Plus généralement, lorsqu'il est déterminé par les capteurs13a-13iqu'un changement de voie est possible pour le véhicule1automobile, une consigne de changement de voie est émise par le calculateur11afin de ramener la vitesse du véhicule1automobile en dessous de la première vitesseV1maximale autorisée en amont de la position25de la route20.
Tel qu'il est illustré par la , lorsqu'à l'approche d’un changement de la limitation de vitesse applicable (reconnu par une communication avec l’infrastructure, par capture visuelle de panneaux de signalisation routière et/ou par géolocalisation et navigation), les véhicules 2-7 automobiles environnants augmentent leur vitesse au-delà de la première vitesse V1 maximale autorisée avant d’arriver à hauteur de la position 25 de la route 20 du changement de la vitesse maximale autorisée, alors le véhicule 1 automobile adapte sa vitesse pour ne pas avoir un comportement de conduite dangereux. Tant qu'il ne lui est pas possible d'effectuer une manœuvre de changement de voie, le véhicule 1 automobile suit la vitesse des véhicules 2-7 automobiles environnants.
Dans un mode de réalisation, le calculateur11est une application logicielle ou, plus généralement, un produit programme d’ordinateur installé sur une unité de traitement informatique du système10de conduite autonome.
Avantageusement, le système10de conduite autonome décrit ci-dessus permet de réduire les risques d’accident et apporte, de ce fait, un gain en sécurité pour les usagers de la route. Ce système10de conduite autonome permet aussi d'éviter des situations à risque suite à une augmentation de la vitesse des véhicules automobiles environnants en anticipation d'une augmentation de la vitesse maximale autorisée.

Claims (10)

  1. Système (10) de conduite autonome permettant une conduite en mode autonome d'un premier véhicule (1) automobile sur une route (20) comportant au moins une première voie (21) de circulation ayant un sens (24) de circulation et comprenant un changement d'une vitesse maximale autorisée sur cette route (20) d'une première vitesse (V1) maximale autorisée en amont, par rapport audit sens (24) de circulation, d'une position (25) prédéfinie de cette route (20), à une deuxième vitesse (V2) maximale autorisée en aval, par rapport audit sens (24) de circulation, de ladite position (25) prédéfinie, la deuxième vitesse (V2) maximale autorisée étant supérieure à la première vitesse (V1) maximale autorisée, ce système (10) comprenant
    - au moins un premier capteur (13a-13i) apte à détecter, lorsque le premier véhicule (1) automobile est sur la route (20) en amont de ladite position (25) prédéfinie, ledit changement de la vitesse maximale autorisée ;
    - au moins un deuxième capteur (13a-13i) apte à mesurer une première distance entre le premier véhicule (1) automobile et un deuxième véhicule (2) automobile environnant suivant ledit premier véhicule (1) automobile sur ladite au moins une première voie (21) de circulation;
    - au moins un troisième capteur (13a-13i) apte à déterminer qu'un changement de voie est impossible pour le premier véhicule (1) automobile ;
    - un calculateur (11) configuré pour générer une vitesse de consigne pour le premier véhicule (1) automobile, cette vitesse de consigne étant inférieure à une vitesse seuil prédéfinie ;
    ce système étantcaractérisé en ce quela vitesse seuil prédéfinie est, lorsque
    - ledit changement de la vitesse maximale autorisée est détecté,
    - la première distance mesurée est inférieure à une première distance de sécurité prédéfinie,
    - un changement de voie est impossible pour le premier véhicule (1) automobile,
    supérieure à la première vitesse (V1) maximale autorisée.
  2. Système selon la revendication précédente,caractérisé en ce quela vitesse seuil est inférieure à la deuxième vitesse (V2) maximale autorisée.
  3. Système selon la revendication 1 ou 2,caractérisé en ce queledit au moins un troisième capteur (13a-13i) est, en outre, apte à déterminer qu'un changement de voie est possible pour le premier véhicule (1) automobile, le calculateur (11) étant configuré pour générer, lorsque
    - le premier véhicule (1) automobile est sur la route (20) en amont de ladite position (25) prédéfinie;
    - la vitesse seuil prédéfinie est supérieure à la première vitesse (V1) maximale autorisée,
    une consigne de changement de voie.
  4. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes,caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, au moins un quatrième capteur (13a-13i )apte à mesurer une deuxième distance entre le premier véhicule (1) automobile et un troisième véhicule (7) automobile environnant précédant ledit premier véhicule (1) automobile sur ladite au moins une première voie (21) de circulation, la vitesse de consigne générée étant définie de sorte que la deuxième distance mesurée soit supérieure à une deuxième distance de sécurité prédéfinie.
  5. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes,caractérisé en ce quele premier capteur est un capteur d'image configuré pour détecter un changement de la vitesse maximale autorisée signalée par un panneau de signalisation routière.
  6. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 4,caractérisé en ce quele premier capteur comprend un module de communication véhiculaire configuré pour recevoir des informations concernant un changement de la vitesse maximale autorisée.
  7. Système selon la revendication précédente,caractérisé en ce queles informations reçues comprennent la première vitesse (V1) maximale autorisée, la deuxième vitesse (V2) maximale autorisée, des données de localisation de ladite position (25).
  8. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 4,caractérisé en ce quele premier capteur comprend un module de géolocalisation et de navigation.
  9. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes,caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, un premier actionneur (12a) apte à agir sur la vitesse du véhicule (1) automobile pour atteindre la vitesse de consigne générée par le calculateur (11).
  10. Véhicule (1) automobile comprenant le système (10) de conduite autonome de l'une quelconque des revendications précédentes.
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