FR3122927A1 - Maneuvering Aid for cyclists - Google Patents
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Abstract
Dispositif d’aide à la manœuvre pour cyclistes permettant d’améliorer la protection et la sécurité des cyclistes composé d’un dispositif à radar (1), d’un boitier de signalisation (35) installé sur la tige de selle, un maxi-clavier (25) ou deux mini-claviers (33) et (34). Le dispositif à radar (1) ayant un champ de vision de 360° accompli par l’implémentation d’une antenne millimétrique (10) et d’un moteur pas-à-pas (7) caractérisé en ce que la détection des obstacles s’effectue en deux modes de balayage exploratoire (79) et aiguillé (82) en fonctionnement continu, intuitif ou suite à l’apparition d’un évènement externe. Le dispositif à radar (1) s’interfaçant avec un afficheur (63) par une liaison CAN ou série ou sans fil (54) et comprend une interface homme-machine (64) permettant l’affichage des recommandations du radar (1) d’effectuer les manœuvres convoitées ou de les repousser. Maneuvering aid device for cyclists making it possible to improve the protection and safety of cyclists comprising a radar device (1), a signaling box (35) installed on the seatpost, a maxi- keyboard (25) or two mini-keyboards (33) and (34). The radar device (1) having a 360° field of view achieved by the implementation of a millimetric antenna (10) and a stepper motor (7) characterized in that the detection of obstacles is performed in two modes of exploratory (79) and guided (82) scanning in continuous operation, intuitive or following the appearance of an external event. The radar device (1) interfacing with a display (63) by a CAN or serial or wireless link (54) and comprises a man-machine interface (64) allowing the display of the recommendations of the radar (1) d perform the coveted maneuvers or repel them.
Description
L'invention se rapporte au domaine de la protection des cyclistes faisant partie des usagers vulnérables de la route (UVR) utilisant un radar millimétrique qui détecte la présence de véhicules en mouvement ou immobiles de tous types et ayant un champ de vision de 360°. Le radar est activé lorsque le cycliste demande une assistance pour effectuer des manœuvres à risques telles qu’aborder un carrefour à plusieurs voies, passage à niveau, intersection ou rond-point à sens giratoire.The invention relates to the field of the protection of cyclists belonging to vulnerable road users (UVR) using a millimetric radar which detects the presence of moving or stationary vehicles of all types and having a 360° field of vision. The radar is activated when the cyclist requests assistance to carry out risky maneuvers such as approaching a multi-lane crossroads, level crossing, intersection or roundabout with a roundabout.
En fait, les tracés routiers de la plupart des villes, qu’elles soient urbaines ou interurbaines, manquent d’infrastructures cyclables de base telles que des pistes cyclables, des trottoirs partagés, des voies cyclables inversées, signalisation, etc. Par conséquent, les utilisateurs de ce type de transport sont victimes de blessures graves et même mortelles s’ils s’impliquent dans des accidents routiers. De plus, la plupart de ces accidents enregistrés indiquent que les cyclistes ont été heurtés par l'avant ou par les côtés du véhicule. En général, quel que soit le type de véhicules où les bicyclettes sont impliquées dans des collisions, les causes sont souvent attribuées à l'insouciance, à l'attitude et au comportement envers les cyclistes. Un état d'esprit prédisposé sustente ces attitudes en supposant que les vélos sont trop lents et trop minces pour occuper une partie de la route. Un autre état d'esprit prédisposé est lié à l'immunité dont dispose un automobiliste en cas d'accident avec un vélo alors que les dommages au véhicule ou à l'automobiliste seront insignifiants. De plus, les bus, les utilitaires légers ou les camions poids-lourds sont statistiquement la catégorie la plus impliquée dans des accidents mortels avec les cyclistes en raison de la visibilité vers la droite due à la largeur du pare-brise et à la hauteur de ce type de véhicules, notamment lors des manœuvres en virage.In fact, the road layouts of most cities, whether urban or interurban, lack basic cycling infrastructure such as bike lanes, shared sidewalks, reverse bike lanes, signage, etc. Therefore, users of this type of transport suffer serious and even fatal injuries if they get involved in road accidents. Additionally, most of these recorded crashes indicate that the cyclists were struck from the front or sides of the vehicle. In general, regardless of the type of vehicles where bicycles are involved in collisions, the causes are often attributed to carelessness, attitude and behavior towards cyclists. A predisposed mindset sustains these attitudes by assuming the bikes are too slow and too thin to take up part of the road. Another predisposed state of mind is related to the immunity that a motorist has in the event of an accident with a bicycle when the damage to the vehicle or to the motorist will be insignificant. In addition, buses, light commercial vehicles or heavy trucks are statistically the category most involved in fatal accidents with cyclists due to the visibility to the right due to the width of the windshield and the height of this type of vehicle, especially when maneuvering in bends.
Inopportunément, les dispositifs de sécurité et les accessoires dont disposent les cyclistes pour réduire les risques d’accidents sont toujours peu disponibles, sans efficacité et sans praticité. Par exemple, la visière traditionnelle pour la vision arrière est l'un des accessoires les plus disponibles, mais elle n'est pas proposée en équipement standard sur les bicyclettes et généralement livrée en tant qu'amélioration sans garantie de qualité. Les rétroviseurs traditionnels à miroir pour vélos ne diminuent pas le risque d'accident puisqu'ils ont un grand angle mort et ne permettent pas une appréciation appropriée de la vitesse et de la distance entre le vélo et le véhicule venant de l'arrière. De plus, pendant les activités sportives, les cyclistes se penchent vers l’avant pour réduire la résistance du vent, ce qui rend l'utilisation des rétroviseurs extrêmement difficile. De l’autre côté, les rétroviseurs de vélos se cassent souvent et présentent même un risque supplémentaire pour le cycliste en cas de chute. Étant donné que la plupart des vélos sont procurés sans rétroviseurs conventionnels, les cyclistes sont obligés de faire des signalisations avec gestes physiques tel qu’étendre le bras pour montrer la direction de la manœuvre ou continuellement tourner la tête pour s’assurer de l’absence de véhicule venant de l’arrière. Ces actions s'accompagnent généralement d'une perte momentanée d'équilibre et de rotations aléatoires du guidon.Inopportunely, the safety devices and accessories available to cyclists to reduce the risk of accidents are still scarcely available, ineffective and impractical. For example, the traditional visor for rear vision is one of the most available accessories, but it is not offered as standard equipment on bicycles and generally comes as an upgrade with no guarantee of quality. Traditional mirror mirrors for bicycles do not reduce the risk of an accident since they have a large blind spot and do not allow a proper appreciation of the speed and the distance between the bicycle and the vehicle coming from behind. In addition, during sporting activities, cyclists lean forward to reduce wind resistance, which makes the use of mirrors extremely difficult. On the other hand, bicycle mirrors often break and even present an additional risk for the cyclist in the event of a fall. Since most bicycles are provided without conventional mirrors, cyclists are forced to signal with physical gestures such as extending their arms to show the direction of the maneuver or continually turning their heads to ensure the absence vehicle coming from behind. These actions are usually accompanied by a momentary loss of balance and random rotations of the handlebars.
La présente invention vise à fournir plus de protection aux UVR sous la catégorie des usagers utilisant des vélos, tricycles ou scooters assistés électriquement communément désigné VAE. Certes, prévoir un VAE équipé d'un radar permet d’effectuer des manœuvres planifiées classées comme « manœuvres à risque », par exemple, le virage à gauche, l'évitement d'obstacles, le changement de voie, etc. En addition, la présente invention ne se limite pas à l'amélioration de la sécurité des UVR par la technologie des radars millimétriques, mais englobe également la prédisposition à la mise en œuvre de la communication routière véhiculaire désignée ou Bicyclette-à-Tout (B2X) alors que les vélos peuvent communiquer avec les véhicules environnants, les bus et les navettes, les infrastructures telles que le trafic, les feux de circulation, les passages à niveau, etc. La présente invention incorpore la communication entre bicyclettes-à-similaires (B2S) pour les VAE équipés d’un contrôleur ayant un module B2X connecté au serveur de maintenance, de gestion des flottes et du service après-vente permettant les échanges d’informations entre similaires en relation avec les données du radar dans le cas du cyclisme sportif ou de loisir en troupeau, état de charge de critique de la batterie et les coordonnées des stations de recharges.The present invention aims to provide more UVR protection under the category of users using electrically assisted bicycles, tricycles or scooters commonly referred to as VAE. Admittedly, providing a VAE equipped with a radar makes it possible to carry out planned maneuvers classified as "risky manoeuvres", for example, turning left, avoiding obstacles, changing lanes, etc. In addition, the present invention is not limited to the improvement of UVR safety by millimeter radar technology, but also encompasses the predisposition to the implementation of designated vehicular or Bicycle-to-Everything (B2X) road communication. ) while bicycles can communicate with surrounding vehicles, buses and shuttles, infrastructure such as traffic, traffic lights, railroad crossings, etc. The present invention incorporates communication between bicycles-to-like (B2S) for pedelecs equipped with a controller having a B2X module connected to the maintenance, fleet management and after-sales service server allowing the exchange of information between similar in relation to radar data in the case of sport or leisure cycling in a herd, critical state of charge of the battery and the coordinates of the charging stations.
Dans les modes de réalisation, le champ de vision du radar couvrant un angle de 360° logé dans une enceinte en matière plastique pouvant être installé sur le tube de direction du vélo, sur la tige de selle, sur le tube de selle, sur le tube de direction, sur le guidon du vélo ou sur le porte bagage. L’utilisation du dispositif d’aide à la manœuvre pour cyclistes ne se limite pas au vélo mais aussi aux scooters, tricycle, triporteur et trottinette. Le radar est interfacé par un moyen filaire ou sans fil à tout appareil intelligent sans fil ou filaire ayant un afficheur tactile ou navigable par boutons, tels que les smartphones, tablettes ou tout autre écran connecté spécifique ou aux mini-afficheurs de bord intelligents placés sur le VAE. L'interface homme-machine (IHM) du dispositif d’aide à la manœuvre pour cyclistes est une application embarquée sur l'un des afficheurs intelligents et connectés. Il est activé volontairement par le cycliste pour l’assister à effectuer une manœuvre présentant un risque. L’activation de l’application d’assistance déclenche le mécanisme de recherche de véhicules ou d’obstacles statiques ou mobiles qui pourraient constitués un risque lors de cette manœuvre. En premier lieu et suivant le type de la manœuvre, tourner à gauche ou à droite, aller tout-droit sur un croisement de routes ou évitement d’un obstacle, le radar millimétrique effectue un balayage exploratoire, puis aiguillé pour détecter les obstacles qui peuvent interférer avec la manœuvre prévue et suggère la stratégie pour un passage en toute sécurité. Cette stratégie de passage en toute sécurité est affichée sur l'écran du dispositif intelligent connecté et indiquée simultanément par des dispositifs électroluminescents (DEL) bicolores placés sur le guidon du VAE.In the embodiments, the field of view of the radar covering a 360° angle housed in a plastic enclosure that can be installed on the bicycle head tube, on the seat post, on the seat tube, on the steering tube, on the handlebars of the bike or on the luggage rack. The use of the maneuvering aid for cyclists is not limited to bicycles but also to scooters, tricycles, scooters and scooters. The radar is interfaced by a wired or wireless means to any smart wireless or wired device having a touch-sensitive or button-navigable display, such as smartphones, tablets or any other specific connected screen or to smart mini-on-board displays placed on the VAE. The man-machine interface (HMI) of the maneuvering aid for cyclists is an application embedded on one of the smart and connected displays. It is activated voluntarily by the cyclist to assist him in carrying out a maneuver presenting a risk. Activation of the assistance application triggers the search mechanism for vehicles or static or moving obstacles which could constitute a risk during this manoeuvre. Firstly and depending on the type of manoeuvre, turning left or right, going straight on at a crossroads or avoiding an obstacle, the millimeter radar performs an exploratory scan, then switched to detect obstacles that may interfere with the planned maneuver and suggest the strategy for a safe passage. This safe passage strategy is displayed on the screen of the connected smart device and simultaneously indicated by two-color light-emitting devices (LEDs) placed on the handlebars of the eBike.
Les technologies adoptées par la présente invention comprennent un radar millimétrique qui émet des ondes magnétiques de courte longueur. Il émet des signaux vers tous les objets sur la trajectoire suivant le champ de vision qui sont par la suite réfléchis et saisis par l'antenne bidimensionnelle. Ces types de systèmes de radars sont relativement petits et opèrent sur des fréquences comprises entre 76 et 81 GHz ou sur une bande étroite de 60 GHz avec une longueur d'onde d'environ 4 mm et ayant la propriété de déceler les mouvements d'objets jusqu'au un quinzième de millimètre. Les ondes reçues et émises nécessitent un émetteur-récepteur spécifique dit capteur RF intégrant quatre canaux récepteurs et deux canaux de transmissions avec une bande passante de 4 MHz. Le capteur RF comprend un système d'étalonnage automatique et d'autotest pour s'adapter aux conditions environnementales et à la lumière ambiante. Le capteur RF peut gérer plusieurs canaux d'émission (Tx) et de réception (Rx) pour améliorer la précision de détection des objets, ce qui se traduit par une meilleure résolution de mesure telles que la vitesse relative, l’angle de l’objet, la taille et la distance par rapport au cycliste. Le champ de vision du radar millimétrique est à 360 ° en mode exploratoire puis suivant les situations du trafic routier, le mode aiguillé est initié. Pour réaliser les balayages exploratoires initiaux et le mode aiguillé, la carte radar est interfacée à un moteur pas-à-pas de grande vitesse et précision et commandé par le contrôleur de la carte auxiliaire du radar.The technologies adopted by the present invention include a millimeter radar which emits short length magnetic waves. It emits signals to all objects on the trajectory following the field of view which are subsequently reflected and picked up by the two-dimensional antenna. These types of radar systems are relatively small and operate on frequencies between 76 and 81 GHz or on a narrow band of 60 GHz with a wavelength of about 4 mm and having the property of detecting the movement of objects. down to one-fifteenth of a millimetre. The received and transmitted waves require a specific transceiver called an RF sensor integrating four receiver channels and two transmission channels with a bandwidth of 4 MHz. The RF sensor includes an automatic calibration and self-test system to adapt to environmental conditions and ambient light. The RF sensor can handle multiple transmit (Tx) and receive (Rx) channels to improve object detection accuracy, resulting in better measurement resolution such as relative speed, angle of the object, size and distance from the cyclist. The field of vision of the millimetric radar is 360° in exploratory mode then, depending on road traffic situations, the referral mode is initiated. To carry out the initial exploratory scans and the switched mode, the radar board is interfaced to a high speed and precision stepper motor and controlled by the controller of the auxiliary radar board.
La carte auxiliaire est équipée d’un microcontrôleur qui s’interface avec le capteur RF en liaison série désignée UART pour récupérer les données du radar, en particulier, la vitesse relative de l’obstacle, les coordonnées, la taille de l’obstacle et l’angle par rapport au vélo, et qui seront par la suite traitées par le microcontrôleur auxiliaire. Les données traitées sont envoyées par communication sans fil ou à travers une liaison filaire série ou sur le bus CAN à l’afficheur intelligent et connecté pour les afficher sur l’application embarquée dite « Aide à la Manœuvre pour Cycliste », au maxi-clavier ou les deux mini-claviers ainsi que le boitier de signalisation installé en arrière du VAE. La carte auxiliaire est alimentée par le contrôleur du VAE qui à son tour, alimente la carte radar millimétrique, les deux mini-claviers ou le maxi-clavier et le boitier de signalisation. Les touches des deux types claviers sont équipés de diodes électroluminescentes bicolores (DEL) et commandées par le contrôleur de la carte auxiliaire.The auxiliary board is equipped with a microcontroller which interfaces with the RF sensor in a serial link designated UART to retrieve data from the radar, in particular, the relative speed of the obstacle, the coordinates, the size of the obstacle and the angle relative to the bike, and which will subsequently be processed by the auxiliary microcontroller. The processed data is sent by wireless communication or through a wired serial link or on the CAN bus to the intelligent and connected display to display them on the on-board application called "Maneuvering Aid for Cyclists", on the maxi-keyboard or the two mini-keyboards as well as the signaling box installed behind the VAE. The auxiliary board is powered by the VAE controller which in turn powers the millimetric radar board, the two mini-keyboards or the maxi-keyboard and the signaling box. The keys of both keyboard types are equipped with two-color light-emitting diodes (LEDs) and controlled by the auxiliary board controller.
Le dispositif à radar est également équipé d'une unité de mesure d'inertie utilisée pour décorréler les signaux générés par la vibration et ceux reçus par l’antennes millimétrique. Dans certaines circonstances, alors que le cycliste traverse un tunnel, le dispositif de positionnement global (GPS) de l’afficheur intelligent et connecté, par exemple, smartphone ou de la tablette perd la trace des coordonnées du vélo, l’unité de mesure de l’inertie déclenche un algorithme de trajectoire cinématique pour évaluer en continu les nouvelles coordonnées jusqu'à ce que les signaux GPS soient réconciliés. En addition, et en se basant sur la nature de la manœuvre, l’unité de mesure de l’inertie permet de déterminer les coordonnées du VAE avant la demande d’assistance et à la fin de la manœuvre pour pouvoir, dans le cas du besoin, estimer l’achèvement de la manœuvre souhaitée.The radar device is also equipped with an inertia measurement unit used to decorrelate the signals generated by the vibration and those received by the millimeter antennas. In certain circumstances, while the cyclist is going through a tunnel, the global positioning device (GPS) of the smart and connected display, for example, smartphone or tablet, loses track of the coordinates of the bicycle, the unit of measurement of the inertia triggers a kinematic trajectory algorithm to continuously evaluate the new coordinates until the GPS signals are reconciled. In addition, and based on the nature of the manoeuvre, the inertia measurement unit makes it possible to determine the coordinates of the VAE before the request for assistance and at the end of the maneuver in order to be able, in the case of the needed, estimate the completion of the desired maneuver.
En outre, la position initiale de l’antenne du radar est dirigée vers l’arrière de la bicyclette avec un champ de vision de 120 ° et balaye les objets à une distance allant jusqu'à 220m, puis en fonction de la manœuvre et en se référant à la
[Table 1], le radar balaye dans les deux autres directions et réduit la rotation si possible en visant le ou les véhicules de tout type pouvant présenter un risque au cycliste. Par conséquent, le champ de vision de l'antenne radar millimétrique est divisée en trois angles de vision de 120 ° chacun et pouvant s’interposer lorsque les objets d'intérêt sont situés à un angle inférieur à 360°. La transition entre deux régions de balayage ne doit pas dépasser les 50 ms et le traitement complet des ondes réfléchies est complété en 200 ms par cycle. Une fois le balayage initial a été effectué et pour donner suite à la demande d'assistance du cycliste, les objets peuvent tomber dans un champ de vision beaucoup plus étroit et le balayage est donc réduit à un mode aiguillé. Dans les modes de réalisation, le cycliste estime volontairement le besoin d'aide à la manœuvre et appuie sur l'une des cinq boutons décrites dans la [Table 1], affichées sur l’écran intelligent et connecté ou sur l’une des touches des deux mini-claviers placées à proximité des poignets gauche et droite du guidon du vélo ou par option d’ergonomie, sur l’une des cinq touches d’un clavier maxi-clavier. Par exemple, lorsque le cycliste demande une assistance pour tourner à droite jugée « à risque », le radar commence à balayer tandis que le bouton de l’IHM ou la touche correspondante du mini-clavier ou du maxi-clavier droit continu à clignoter. Après avoir effectué le balayage aiguillé, si nécessaire, l'écran connecté et intelligent indique les positions, les vitesses relatives et la catégorie des objets d’intérêts. En même instant, le dispositif recommande via le bouton « tourner-à-droite » de l’IHM ou du clavier d’entreprendre l’action adéquate à cet instant, de ralentir ou de s’arrêter jusqu'à ce que l'objet ou les objets d'intérêts ne sont plus présents. Les recommandations instantanées du dispositif d’aide à la manœuvre au cycliste et les données affichées sur l’IHM de l’écran entrent dans le contexte d’assistance aux manœuvres jugées à risque pour lui permettre d’effectuer la manœuvre d’une manière plus avisée et peut y déroger.In addition, the initial position of the radar antenna is directed towards the rear of the bicycle with a field of view of 120° and scans objects at a distance of up to 220m, then depending on the maneuver and in referring to the
[Table 1], the radar scans in the other two directions and reduces the rotation if possible by targeting the vehicle(s) of any type that may pose a risk to the cyclist. Therefore, the field of view of the millimeter radar antenna is divided into three viewing angles of 120° each and being able to interpose when the objects of interest are located at an angle less than 360°. The transition between two scanning regions must not exceed 50 ms and the complete processing of the reflected waves is completed in 200 ms per cycle. Once the initial scan has been performed and in response to the rider's request for assistance, objects may fall into a much narrower field of view and the scan is therefore reduced to a needled mode. In the embodiments, the cyclist voluntarily estimates the need for maneuvering assistance and presses one of the five buttons described in [Table 1], displayed on the connected smart display or one of the keys two mini-keyboards placed near the left and right wrists of the bicycle handlebars or by ergonomic option, on one of the five keys of a maxi-keyboard. For example, when the cyclist requests assistance to turn right deemed to be “at risk”, the radar begins to scan while the button on the HMI or the corresponding key on the mini-keyboard or the right maxi-keyboard continues to flash. After performing the needle scan, if necessary, the connected and intelligent display indicates the positions, relative speeds and category of the objects of interest. At the same time, the device recommends via the "turn-right" button of the HMI or the keyboard to take the appropriate action at this time, to slow down or to stop until the object or the objects of interest are no longer present. The instantaneous recommendations of the maneuver aid device to the cyclist and the data displayed on the screen's HMI enter into the context of assistance with maneuvers deemed to be at risk to enable him to carry out the maneuver in a more informed and may deviate from it.
La [Table 2] illustre les séquences d’assistance pour donner suite à la demande d’assistance du cycliste de « tourner-à-droite ». A l’état initial, la flèche « aller-tout-droit » est illuminée en vert solide représentée par une flèche quadrillée alors que la flèche de direction vers la droite est éteinte et représentée en noir solide. à la demande du cycliste d’assistance de « tourner-à-droite », l’état par défaut s’éteint et l’état « 1 » se déclenche désigné par la flèche « tourner-à-droite » qui commence à clignoter en vert et représentée par une flèche hachurée jusqu’à la fin des balayages d’exploration et d’aiguillage. Dès l’achèvement des phases de balayage, le dispositif à radar recommande d’effectuer la manœuvre souhaitée et dans ce cas la flèche de direction à droite devient vert solide correspondant à l’état « 2a ». Autrement, le dispositif recommande de ralentir suivant l’état « 2b » ou de s’arrêter « état 2c » et la flèche de direction tourne rouge, représentée par une flèche pointillée jusqu’à la disparition des obstacles. L’état « 3 » de la [Table 2] indique que le cycliste peut finalement effectuer la manœuvre et le dispositif revient à l’état « initial ». La [Table 3] traite l’exemple d’assistance pour effectuer un virage à gauche. A l’état initial, la flèche « aller-tout-droit » est illuminée en vert solide, à la demande du cycliste d’assistance de tourner à gauche, l’état par défaut s’éteint et l’état 1 se déclenche désigné par la flèche « tourne-à-gauche » qui commence à clignoter en vert jusqu’à la fin des balayages d’exploration et d’aiguillage qui se focalise sur les obstacles devant le cycliste et des autres côtés de la route s’il s’agit d’un carrefour à plusieurs voies. Par la suite, le dispositif à radar recommande d’effectuer la manœuvre souhaitée et dans ce cas, la flèche devient vert solide correspondant à l’état « 2a ». Autrement, le dispositif recommande de ralentir suivant l’état « 2b » ou de s’arrêter « 2c » jusqu’à la disparition des obstacles suivant l’état « 3 ». Après avoir effectué la manœuvre « tourne-à-gauche », le dispositif de protection revient à l’état par défaut. Dans tous les cas, la fin d’une manœuvre accompagnée par une assistance, se termine par l’appui sur le bouton correspondant de l’IHM ou sur la touche homologue des deux types de claviers. Si le cycliste n’effectue pas cette opération, l’unité de mesure d’inertie corrèle les mouvements du cycliste avant et après l’assistance à la manœuvre, le contrôleur de la carte auxiliaire détermine les transitions et la fin de la manœuvre et le dispositif à radar déclenche la remise à zéro après 2 secondes. La [Table 4] indique l’état par défaut « aller-tout-droit » et qui se déclenche automatiquement après la fin de chaque demande d’assistance. Après le passage à l’état par défaut désigné « état initial », le dispositif à radar millimétrique effectue un balayage aiguillé vers l’avant du cycliste et en absence d’obstacle, la flèche « aller-tout-droit » demeure verte, sinon elle tourne rouge soit indiquant l’état « 2b » ou l’état « 2c » préconisant le cycliste de ralentir ou de s’arrêter. Dès la disparition des obstacles, la flèche devient verte clignotante puis tourne vert solide. La [Table 5] décrit les étapes à entreprendre lors de l’assistance à une manœuvre de contournement ou de dépassement d’un obstacle. A la demande d’assistance en mode volontaire ou continu, la flèche de contournent devient verte clignotante suivant l’état « 1 », puis vert solide dans le cas d’absence d’obstacle. Dans le cas contraire, la flèche de contournement d’obstacles tourne rouge et suivant les circonstances s’accompagne avec la recommandation de ralentir « 2b » ou de ralentir, « 2c » jusqu’à la disparition du risque. Les séquences d’assistance de se garer suite à une demande volontaire du cycliste, déclenche un balayage spécifique à cette manœuvre. En effet, et en cas d’urgence par exemple, une panne mécanique, le cycliste peut demander de l’assistance pour s’arrêter sur le bas-côté de la route. Le dispositif d’aide aux manœuvres aiguille le balayage à droite du cycliste avec un champ de vision statique de 120°. La signalisation symbolisée par la lettre « P » tourne verte clignotante indiquant que la demande est en cours de traitement. Le passage à l’état « 2a » désigné par une flèche de contournement en vert solide, indique la recommandation de garer. Sinon, le dispositif à radar ne recommande pas l’action « état » jusqu’à la disparition des obstacles. La demande d’assistance du cycliste pour se garer peut avoir lieu sur le bas-côté gauche de la route et dans ce cas, le cycliste doit appuyer sur les deux boutons « tourner à gauche » et « P » simultanément. La [Table 6] illustre les séquences d’assistance pour se garer ou stopper en toute sécurité.[Table 2] illustrates the assistance sequences to respond to the cyclist's request for assistance to "turn-right". In the initial state, the "go-straight" arrow is illuminated in solid green represented by a checkered arrow while the right direction arrow is unlit and represented in solid black. at the request of the assistance cyclist to "turn-right", the default state is extinguished and the "1" state is triggered, indicated by the "turn-right" arrow which begins to flash in green and represented by a hatched arrow until the end of exploration and switch sweeps. As soon as the scanning phases have been completed, the radar device recommends carrying out the desired maneuver and in this case the direction arrow to the right becomes solid green corresponding to state “2a”. Otherwise, the device recommends slowing down according to state "2b" or stopping "state 2c" and the direction arrow turns red, represented by a dotted arrow until the obstacles disappear. State "3" in [Table 2] indicates that the cyclist can finally perform the maneuver and the device returns to the "initial" state. [Table 3] treats the example of assistance to perform a left turn. In the initial state, the "go-straight" arrow is illuminated in solid green, at the request of the assistance cyclist to turn left, the default state turns off and state 1 triggers designated by the “turn left” arrow which starts flashing green until the end of exploration and switch sweeps which focus on obstacles in front of the cyclist and on the other sides of the road if they are t is a multi-lane crossroads. Subsequently, the radar device recommends carrying out the desired maneuver and in this case, the arrow becomes solid green corresponding to state "2a". Otherwise, the device recommends slowing down according to state "2b" or stopping "2c" until the disappearance of the obstacles according to state "3". After performing the “turn left” manoeuvre, the protection device returns to the default state. In all cases, the end of a maneuver accompanied by assistance ends with pressing the corresponding button on the HMI or the corresponding key on the two types of keyboards. If the cyclist does not perform this operation, the inertia measurement unit correlates the movements of the cyclist before and after the maneuver assistance, the auxiliary board controller determines the transitions and the end of the maneuver and the radar device triggers reset after 2 seconds. [Table 4] indicates the default state "go-straight" and which is triggered automatically after the end of each assistance request. After the transition to the default state designated "initial state", the millimeter radar device performs a needled sweep towards the front of the cyclist and in the absence of an obstacle, the "go-straight" arrow remains green, otherwise it turns red either indicating state “2b” or state “2c” advising the cyclist to slow down or stop. As soon as the obstacles disappear, the arrow turns flashing green and then turns solid green. [Table 5] describes the steps to be taken when assisting in a maneuver around or overcoming an obstacle. When assistance is requested in voluntary or continuous mode, the bypass arrow becomes flashing green according to status "1", then solid green if there is no obstacle. Otherwise, the obstacle avoidance arrow turns red and depending on the circumstances is accompanied by the recommendation to slow down “2b” or to slow down “2c” until the risk disappears. The parking assistance sequences following a voluntary request from the cyclist, trigger a scan specific to this maneuver. Indeed, and in the event of an emergency for example, a mechanical breakdown, the cyclist can request assistance to stop on the side of the road. The maneuvering aid points the scan to the right of the cyclist with a static field of vision of 120°. Signaling symbolized by the letter "P" turns flashing green indicating that the request is being processed. The transition to state "2a" designated by a bypass arrow in solid green, indicates the recommendation to park. Otherwise, the radar device does not recommend the “state” action until the obstacles disappear. The request for assistance from the cyclist to park can take place on the left side of the road and in this case the cyclist must press the two buttons “turn left” and “P” simultaneously. [Table 6] illustrates the assistance sequences to park or stop safely.
Principalement, la protection des cyclistes par radar millimétrique s’effectue par une demande d’assistance volontaire, mais le cycliste peut choisir un balayage continu ou le mode d’activation automatique désigné «intuitif » qui suite à la présence d’un évènement externe, par exemple, sirène, bruit ambiant, multiples séquences de freinage, etc. indiquant une activité routière importante, etc., le radar se déclenche et transmets ses recommandations. Ce mode intuitif prend fin quand les événements externes disparaissent. Le choix d’activation de l’un de ces modes d’assistance s’effectue par un menu déroulant sur l’IHM de l’application embarquée. L’activation du mode de balayage continu fait apparaitre toutes les manœuvres possibles ou à différer à l’instant sur l’IHM de l’écran intelligent et connecté ainsi que sur les deux mini-claviers ou le maxi-clavier. [Table 8] illustre les 22 affichages possibles des manœuvres qui peuvent avoir lieu instantanément ou à repousser . Mais lors du balayage continu, un ou plusieurs manœuvres ne peuvent pas être concurrentiel, par exemple, si le cycliste souhaite tourner à gauche et le dispositif à radar indique une flèche rouge sur l’IHM, sur le mini-clavier gauche ou sur la touche du maxi-clavier, il n’est pas aussi possible d’effectuer un dépassement ou un contournement d’obstacle.Mainly, the protection of cyclists by millimetric radar is carried out by a voluntary request for assistance, but the cyclist can choose a continuous scan or the automatic activation mode designated "intuitive" which following the presence of an external event, for example, siren, ambient noise, multiple braking sequences, etc. indicating significant road activity, etc., the speed camera is triggered and transmits its recommendations. This intuitive mode ends when the external events disappear. The choice of activating one of these assistance modes is made via a drop-down menu on the HMI of the on-board application. Activating the continuous scanning mode displays all the maneuvers possible or to be deferred at the moment on the HMI of the smart and connected screen as well as on the two mini-keyboards or the maxi-keyboard. [Table 8] illustrates the 22 possible displays of maneuvers that can take place instantly or that can be postponed. But during the continuous sweep, one or more maneuvers cannot be competitive, for example, if the cyclist wishes to turn left and the radar device indicates a red arrow on the HMI, on the left mini-keyboard or on the key of the maxi-keyboard, it is also not possible to overtake or circumvent an obstacle.
Le dispositif à radar comprend un capteur audio pour saisir le son des sirènes des véhicules prioritaires, par exemples, ambulances, camions de pompiers, police, etc. La détection de la présence des véhicules prioritaires s’effectue par l’analyse du spectre audio des sirènes, la périodicité et l’amplitude avec filtrage du bruit ambiant juste avant la détection d’un pic au niveau du bruit pressenti celui d’une sirène. Un filtre du troisième ordre, passe-bas avec une fréquence de coupure autour de 8KHz permet de focaliser l’analyse spectrale sur des bandes d’octaves audibles comprises entre 35.1Hz et 8000Hz. Les acquisitions du radar millimétrique lors de l’assistance aux « manœuvres à risques » sont fusionnées automatiquement avec les analyses du spectre audible et dans le cas de présence d’une sirène, la demande d’assistance du cycliste à effectuer une « manœuvre à risque » sera annulée et l’unique recommandation affichée sur l’afficheur intelligent connecté et le clavier est de « ralentir ou arrêt » figuré par la lettre majuscule « P ».The radar device includes an audio sensor to capture the sound of sirens from priority vehicles, eg ambulances, fire engines, police, etc. The detection of the presence of priority vehicles is carried out by analyzing the audio spectrum of the sirens, the periodicity and the amplitude with filtering of the ambient noise just before the detection of a peak in the level of the noise anticipated that of a siren . A third-order, low-pass filter with a cutoff frequency around 8KHz makes it possible to focus the spectral analysis on audible octave bands between 35.1Hz and 8000Hz. Acquisitions of the millimetric radar during assistance with "risky maneuvers" are automatically merged with the analyzes of the audible spectrum and in the case of the presence of a siren, the request for assistance from the cyclist to perform a "risky maneuver will be canceled and the only recommendation displayed on the connected smart display and the keypad is to "slow down or stop" represented by the capital letter "P".
Les symboles des manœuvres requêtées indiqués dans la [Table 1], dans la disposition de l’invention, permettent la symbolisation des manœuvres que le cycliste souhaite effectuées. La différenciation entre les signalisations standards adoptées par le code de la route est intentionnelle afin de permettre de différentier entre un véhicule et une bicyclette ou tricycle pour instaurer la perception de la vitesse et la taille réelle de ce type de moyen de transport et renforcer davantage les mesures de protection des UVR. En addition, les feux de position ou réflecteurs classiques installés en arrière des bicyclettes créent une confusion supplémentaire chez les motoristes où ces signalisations sont souvent perçues comme étant un véhicule avec un seul feu de position en fonctionnement.The symbols of the requested maneuvers indicated in [Table 1], in the layout of the invention, allow the symbolization of the maneuvers that the cyclist wishes to perform. The differentiation between the standard signs adopted by the highway code is intentional in order to allow differentiation between a vehicle and a bicycle or tricycle to establish the perception of speed and the real size of this type of means of transport and further reinforce the UVR protection measures. In addition, conventional position lights or reflectors installed at the rear of bicycles create additional confusion among engine manufacturers where these signals are often perceived as being a vehicle with a single position light in operation.
Le dispositif d’aide à la manœuvre pour cyclistes ayant une interface homme-machine (IHM) qui est une application sous diverses plateformes et embarquée dans l’afficheur connecté et intelligent, comprenant une communication sans fil et/ou filaire permettant l’échange des données avec le radar et contrôleur et le VAE. L’IHM s’initie par appui sur une icône dédiée, symbolisée par un cercle de 360° ayant deux flèches situées sur le périmètre et orientées dans le sens des aiguilles de la montre et située sur le bureau de l’écran ou par deux appuis consécutifs sur l’une des touches des deux mini-claviers ou sur l’une des touches du maxi-clavier. La fermeture de l’application est déclenchée par appui sur le bouton « Exit » de l’IHM embarqué ou par deux appuis consécutifs sur l’une des touches des deux mini-claviers ou sur l’une des touches du maxi-clavier. L’IHM du dispositif d’aide à la manœuvre pour cycliste est divisée en deux parties principales : une partie inférieure comprenant les cinq touches de manœuvres et la partie supérieure est dédiée à l’affichage des obstacles fixes ou mobiles qui peuvent interférer avec la manœuvre convoitée par le cycliste, les vitesses relatives, les distances entre le cycliste et ces objets ainsi que le type de chaque véhicule ou objet. La partie supérieure de l’interface homme-machine comprend par défaut une représentation d’un carrefour à quatre voies. L’affichage des objets mobiles ou fixes est indiqué par rapport à la position du cycliste. Le dispositif à radar d’aide à la manœuvre pour cycliste permet de distinguer le type d’un obstacle mobile ou fixe par une méthode de mesures de la puissance relative reflétée par l’objet et exprimée en décibel par rapport à la distance séparant le cycliste. Les mesures de la puissance relative des ondes réfléchies sont instantanément comparées à celles des objets de références stockées dans la mémoire du radar ayant la même vitesse relative et distance en tenant compte du bruit de fond généré si l’objet n’était pas présent ainsi que le spectre vibratoire. La représentation des obstacles qui peuvent interférer avec les manœuvres souhaitées par le cycliste en mode d’assistance volontaire ou en balayage continu est indiquée dans la [Table 7]. Le dispositif d’aide à la manœuvre pour cyclistes affiche la détection des objets sous forme d’image ou en lettres alphabétiques. Par exemple, si le dispositif détecte un bus ou un camion, l’objet apparait sous forme de la lettre « T » sur l’écran du moyen intelligent et connecté. Avec la fusion des données du radar et du système audio, la détection d’un véhicule prioritaire, une cloche retentissante en rouge apparait sur la partie supérieure de l’écran. Dans le cas d’apparition d’un véhicule prioritaire sur l’écran, le dispositif d’aide à la manœuvre recommande au cycliste de céder le passage et annule par conséquent toute demande d’assistance. Pour symboliser les obstacles divers, tels que êtres humains, animaux, amas de sable ou de pierres, etc., l’application embarquée affiche la lettre « X »The maneuvering aid device for cyclists having a human-machine interface (HMI) which is an application under various platforms and embedded in the connected and intelligent display, comprising wireless and/or wired communication allowing the exchange of data with the radar and controller and the VAE. The HMI is initiated by pressing a dedicated icon, symbolized by a 360° circle with two arrows located on the perimeter and oriented clockwise and located on the desktop of the screen, or by two presses consecutively on one of the keys of the two mini-keyboards or on one of the keys of the maxi-keyboard. Closing the application is triggered by pressing the "Exit" button on the embedded HMI or by pressing two consecutive presses on one of the keys of the two mini-keyboards or on one of the keys of the maxi-keyboard. The HMI of the maneuvering aid for cyclists is divided into two main parts: a lower part comprising the five maneuvering keys and the upper part is dedicated to the display of fixed or mobile obstacles which may interfere with the maneuver coveted by the cyclist, the relative speeds, the distances between the cyclist and these objects as well as the type of each vehicle or object. The upper part of the human-machine interface includes by default a representation of a four-way intersection. The display of moving or fixed objects is indicated relative to the position of the cyclist. The radar maneuvering aid device for cyclists makes it possible to distinguish the type of a mobile or fixed obstacle by a method of measuring the relative power reflected by the object and expressed in decibels in relation to the distance separating the cyclist . The measurements of the relative power of the reflected waves are instantly compared with those of the reference objects stored in the memory of the radar having the same relative speed and distance, taking into account the background noise generated if the object was not present as well as the vibrational spectrum. The representation of the obstacles that can interfere with the maneuvers desired by the cyclist in voluntary assistance mode or in continuous scanning is indicated in [Table 7]. The maneuvering aid for cyclists displays the detection of objects in the form of an image or in alphabetical letters. For example, if the device detects a bus or a truck, the object appears in the form of the letter “T” on the screen of the smart and connected means. With the fusion of data from the radar and the audio system, the detection of a priority vehicle, a ringing bell in red appears on the upper part of the screen. If a priority vehicle appears on the screen, the maneuvering aid recommends that the cyclist give way and therefore cancels any request for assistance. To symbolize various obstacles, such as human beings, animals, piles of sand or stones, etc., the on-board application displays the letter "X"
Dans les modes de réalisation et en fonction de la vitesse relative et de la
etc., l’application mobile affiche la lettre « X ».
Dans les modes de réalisation et en fonction de la vitesse relative et de la distance séparant le cycliste et les obstacles mobiles ou immobiles, le microcontrôleur de la carte électronique auxiliaire du dispositif à radar est réglé pour effectuer le calcul du niveau des risques associés à une manœuvre encours dans n’importe quel mode de fonctionnement, continu, intuitif ou sur demande. Par exemple, lorsqu'un véhicule roule à 60 km / h derrière un vélo qui se déplace à une vitesse de 15 km / h, la distance critique est de 72 m. Si le vélo roule à une vitesse de 25 km, la distance critique devient 56 m. Cet algorithme est basé sur la capacité du véhicule venant de l'arrière de rattraper le cycliste. La distance critique est déterminée à partir de [Math 1] qui dépend de la vitesse relative entre le vélo et le véhicule venant de l'arrière.
[Math 1] est aussi valide pour les obstacles immobiles où la vitesse relative se restreint à la vitesse absolue de la bicyclette. [Math 1] ne prend pas en considération le cas où le VAE et un obstacle roulant en parallèle au flanc droite ou gauche du cycliste qui n’interfère pas avec des éventuelles manœuvres.
etc., the mobile app displays the letter “X”.
In the embodiments and depending on the relative speed and the distance between the cyclist and the moving or immobile obstacles, the microcontroller of the auxiliary electronic card of the radar device is set to perform the calculation of the level of risks associated with a maneuver in progress in any operating mode, continuous, intuitive or on demand. For example, when a vehicle is traveling at 60 km/h behind a bicycle which is moving at a speed of 15 km/h, the critical distance is 72 m. If the bicycle is traveling at a speed of 25 km, the critical distance becomes 56 m. This algorithm is based on the ability of the vehicle coming from behind to overtake the cyclist. The critical distance is determined from [Math 1] which depends on the relative speed between the bike and the vehicle coming from behind.
[Math 1] is also valid for stationary obstacles where the relative speed is restricted to the absolute speed of the bicycle. [Math 1] does not take into consideration the case where the pedelec and a rolling obstacle parallel to the right or left side of the cyclist which does not interfere with any maneuvers.
Claims (9)
- a) un moteur pas-à-pas (7), de grande précision, commandé par le contrôleur de la carte auxiliaire (17) du radar permettant la rotation de l’antenne millimétrique (10) autour d’un angle de 360° en mode d’exploration (79) et en mode aiguillé (81).
- b) un module audio (52) permettant la détection des véhicules prioritaires et l’annulation toute demande d’assistance à la manœuvre sauf celle de l’assistance à garer ou à s’arrêter.
- c) une communication (54) sans fil ou filaire par une liaison CAN ou série permettant la communication entre l’afficheur (22) intelligent et connecté pouvant être un smartphone, une tablette, ou tout autre écran connecté spécifique ou aux mini-afficheurs intelligents et connectés capable d’afficher les données du radar (1).
- d) une unité de mesure d’inertie (46) saisissant les signaux générés par la vibration, déclenchant l’algorithme de la trajectoire cinématique pour évaluer en continu les nouvelles coordonnées du VAE en cas de pertes des signaux du GPS (66) jusqu'à ce qu’ils soient réconciliés et assurant le déclenchement de la remise à zéro (103) si le cycliste ne l’effectue pas par appui sur le bouton correspondant de l’IHM de l’application embarquée de l’afficheur (22) intelligent et connecté ou la touche homologue des deux types de claviers (25), (33), (34).
- e) une alimentation et commande (51) des diodes électroluminescentes (DEL) situées au-dessous des touches des deux mini-claviers (33), (34) ou du maxi-clavier (25).
- f) une alimentation (51) du boitier de signalisation (35) installé sur la tige de selle du VAE.
- g) un module de communication filaire ou sans fil (60) échangeant des données du radar avec le contrôleur du VAE équipé d’un module de communication du type B2X (55).
- h) un microcontrôleur (45) s’interfaçant avec le capteur RF (49) caractérisé en ce que les données du radar sont traitées et envoyées à l’afficheur (63) intelligent et connecté, au maxi-clavier (25), ou aux deux mini-claviers (33), (34), ainsi que le boitier de signalisation (35).
- a) a stepper motor (7), of high precision, controlled by the controller of the auxiliary card (17) of the radar allowing the rotation of the millimetric antenna (10) around an angle of 360° in exploration mode (79) and in referral mode (81).
- b) an audio module (52) allowing the detection of priority vehicles and the cancellation of any request for assistance in maneuvering except that of assistance in parking or stopping.
- c) wireless or wired communication (54) via a CAN or serial link allowing communication between the smart and connected display (22) which can be a smartphone, a tablet, or any other specific connected screen or smart mini-displays and connected capable of displaying radar data (1).
- d) an inertia measurement unit (46) capturing the signals generated by the vibration, triggering the kinematic trajectory algorithm to continuously evaluate the new coordinates of the pedelec in the event of loss of the GPS signals (66) up to that they are reconciled and ensuring the triggering of the reset (103) if the cyclist does not perform it by pressing the corresponding button of the HMI of the on-board application of the smart display (22) and connected or the counterpart key of the two types of keyboards (25), (33), (34).
- e) a supply and control (51) of the light-emitting diodes (LED) located below the keys of the two mini-keyboards (33), (34) or of the maxi-keyboard (25).
- f) a power supply (51) for the signaling box (35) installed on the seat post of the VAE.
- g) a wired or wireless communication module (60) exchanging radar data with the VAE controller equipped with a B2X type communication module (55).
- h) a microcontroller (45) interfacing with the RF sensor (49) characterized in that the radar data are processed and sent to the smart and connected display (63), to the maxi-keyboard (25), or to the two mini-keyboards (33), (34), as well as the signaling box (35).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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- 2021-05-17 FR FR2105121A patent/FR3122927B1/en active Active
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Title |
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Also Published As
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