FR3127188A1 - Détection d’une intention de changement de voie pour améliorer le contrôle de la vitesse d’un véhicule - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un procédé de contrôle de la vitesse d’un véhicule par un dispositif d’assistance à la conduite. Des données visuelles représentatives d’un comportement d’un conducteur du véhicule sont obtenues (311), à partir d’une caméra par exemple. Sur la base de ces données, une intention du conducteur de changer de voie de circulation, ou une absence d’une telle intention, est détectée. Une cible potentielle correspondant au changement de voie de circulation est déterminée dans une voie adjacente. Sur détection (314) d’un changement de direction du véhicule, le dispositif d’assistance à la conduite sélectionne (315) la cible potentielle et contrôle (316) de la vitesse du véhicule en fonction de la cible potentielle sélectionnée. FIG. 3
Description
La présente invention appartient au domaine de l’assistance à la conduite d’un véhicule automobile. Elle concerne en particulier un procédé de contrôle de la vitesse et un dispositif d’assistance à la conduite apte à réaliser un tel contrôle.
Elle est particulièrement avantageuse lors d’un changement de voie de circulation d’un véhicule automobile.
On entend par « véhicule » tout type de véhicule tel qu’un véhicule automobile, un cyclomoteur, une motocyclette, un robot de stockage dans un entrepôt, etc.
Des systèmes d’aide à la conduite, de type ADAS par exemple, pour Advanced Driver-Assistance Systems en anglais, permettent d’assister le conducteur du véhicule voire de contrôler intégralement certains paramètres du pilotage du véhicule, tels que la vitesse par exemple.
Ces systèmes permettent d’améliorer le confort de conduite ainsi que la sécurité, en tirant partie de données issues de capteurs du véhicule. Aucune restriction n’est attachée à de tels capteurs, qui peuvent être des dispositifs de géolocalisation, des capteurs de vitesse et/ou des capteurs de type radar ou lidar.
L’assistance à la conduite peut notamment comprendre la régulation automatique de la vitesse, en fonction de cibles. Les cibles peuvent être d’autres véhicule circulant sur une même route ou sur une même voie de circulation que le véhicule automobile.
Un changement de voie peut induire un changement de cible. Lorsque la nouvelle cible est plus proche du véhicule que l’ancienne cible, le changement de cible peut provoquer un freinage brusque du véhicule automobile ou au moins une dynamique désagréable pour le conducteur, notamment lorsque le changement de cible est tardif.
Il existe ainsi un besoin d’améliorer le contrôle de la vitesse du véhicule lors d’un changement de voie d’un véhicule automobile équipé d’un système d’assistance à la conduite.
La présente invention vient améliorer la situation.
A cet effet, un premier aspect de l’invention concerne un procédé de contrôle de la vitesse d’un véhicule par un dispositif d’assistance à la conduite, comprenant les opérations suivantes:
- obtention de données visuelles représentatives d’un comportement d’un conducteur du véhicule;
- détection, sur la base des données visuelles, d’une intention du conducteur de changer de voie de circulation ;
- détermination d’une cible potentielle correspondant au changement de voie de circulation ;
- sur détection d’un changement de direction du véhicule, sélection de la cible potentielle et contrôle de la vitesse du véhicule en fonction de la cible potentielle sélectionnée.
La détection d’une cible potentielle avant que le véhicule ne s’engage dans un changement de voie de circulation permet d’améliorer la réactivité associée au changement de cible, qui a lieu plus tôt comparativement aux solutions de l’art antérieur. Une telle réactivité améliore le confort de conduite et réduit le risque d’un freinage brusque lors du changement de cible.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la détection de l’intention de changement de voie peut comprendre l’identification d’un mouvement de tête du conducteur.
L’intention de changer de voie est ainsi détectée en amont de la modification de trajectoire du véhicule, ce qui améliore la réactivité du changement de cible.
En complément, le mouvement de tête du conducteur peut indiquer une consultation d’un rétroviseur du véhicule.
Ce mode de réalisation permet d’améliorer la détection de l’intention du conducteur de changer de voie de circulation.
Selon un mode de réalisation, avant la détection de l’intention de changement de voie, la vitesse du véhicule peut être contrôlée sur la base d’une cible initiale, et, si aucun changement de voie n’est détectée après une durée prédéterminée après la détermination de la cible potentielle, le cible initiale peut être conservée et la cible potentielle est supprimée.
Ainsi, l’intention est uniquement utilisée pour anticiper un changement réel de direction, mais le changement de cible n’est effectuée que lorsque le changement de voie est en cours. Un tel mode de réalisation permet de se prémunir contre une erreur d’interprétation des données visuelles, mais permet également de rendre le procédé transparent lorsque le conducteur manifeste l’intention de changer de voie, sans pour autant confirmer cette intention par une modification de la trajectoire du véhicule.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la détection de l’intention du conducteur peut être mise en œuvre par un réseau de neurones auquel sont soumises les données visuelles obtenues.
La détection de l’intention de changer de voie est ainsi précise et rapide.
En complément, le procédé peut comprendre en outre l’entraînement du réseau de neurones à partir d’une base de données d’entraînement.
La précision associée à la détection de l’intention de changer de voie est ainsi améliorée.
Selon un mode de réalisation, la détection de changement de direction du véhicule peut être basée sur une information de cap du véhicule.
Ainsi, le procédé tire partie de données déjà présente dans la plupart des véhicules équipés d’un dispositif d’assistance à la conduite.
En complément, le procédé peut comprendre la détermination d’une première cible potentielle dans une voie adjacente gauche et d’une deuxième cible potentielle dans une voie adjacente droite, et peut comprendre en outre la sélection d’une cible potentielle parmi la première cible potentielle et la deuxième cible, en fonction de l’information de cap du véhicule.
Le procédé est ainsi adapté pour améliorer le confort de conduite en anticipant un changement de voie, même lorsque plusieurs changements de voie sont possibles.
Un deuxième aspect de l’invention concerne un programme informatique comportant des instructions pour la mise en œuvre du procédé selon le premier aspect de l’invention, lorsque ces instructions sont exécutées par un processeur.
Un troisième aspect de l’invention concerne un dispositif d’assistance à la conduite d’un véhicule comprenant :
- une première interface configurée pour obtenir des données visuelles représentatives d’un comportement d’un conducteur du véhicule;
- un processeur configuré pour :
détecter, sur la base des données visuelles, une intention du conducteur de changer de voie de circulation ;
détecter, sur la base des données visuelles, une intention du conducteur de changer de voie de circulation ;
déterminer une cible potentielle correspondant au changement de voie de circulation ;
sur détection d’un changement de direction du véhicule, sélectionner la cible potentielle et contrôler la vitesse du véhicule en fonction de la cible potentielle sélectionnée.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à l’examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés sur lesquels :
La présente un système d’assistance à la conduite d’un véhicule 100 selon un mode de réalisation de l’invention.
Le système comprend un dispositif d’assistance 125 apte à contrôler la vitesse du véhicule en fonction d’informations reçues par le dispositif 125. Le dispositif d’assistance 125 peut en outre contrôler ou assister le pilotage latéral du véhicule 100.
Les informations reçues par le dispositif d’assistance 125 peuvent être issues :
- d’un dispositif d’acquisition d’images 124, tel qu’une caméra par exemple, apte à acquérir des données visuelles représentatives d’un comportement d’un conducteur 110 du véhicule 100. En particulier, les données visuelles peuvent comprendre un mouvement de la tête 111 du conducteur 110, notamment des mouvements de rotation pour consulter un rétroviseur latéral 121 et/ou un rétroviseur central 123 ;
- d’un ou de plusieurs capteurs 126. Le capteur 126 peut notamment être adapté pour détecter d’autres objets sur une route sur laquelle le véhicule 100 circule, tels que d’autres véhicules automobiles sur une même voie de circulation ou sur des voies adjacentes. Aucune restriction n’est attachée à la technologie du capteur 126 qui peut être un radar, lidar, une caméra ou toute autre technologie ; et
- d’un volant 122 du véhicule. Le dispositif d’assistance 125 peut notamment recevoir des informations indicatives d’un changement de trajectoire latérale du véhicule 100. De telles informations peuvent être des informations de cap du véhicule 100, ou de « heading » en anglais.
La présente une situation de conduite initiale, selon un mode de réalisation de l’invention. Dans la situation de conduite initiale, le véhicule 100 est engagée dans une première voie de circulation 211 d’une route 210.
Dans le cas où un premier autre véhicule 201 est engagé dans la première voie de circulation 211, le premier autre véhicule 201 est initialement sélectionné comme cible, cible à partir de laquelle la vitesse du véhicule 100 est contrôlée par le dispositif d’assistance 125.
Dans l’exemple de la , un deuxième autre véhicule 202 circule dans une voie adjacente gauche 212, mais n’est pas sélectionné comme véhicule cible par le dispositif d’assistance 125. Le comportement du deuxième autre véhicule 202 n’est ainsi pas pris en compte dans la régulation de la vitesse du véhicule 100.
Aucune restriction n’est attachée à la deuxième voie de circulation, qui pourrait alternativement être une voie adjacente droite. Selon une autre alternative, la première voie de circulation 211 est comprise entre une voie adjacente gauche et une voie adjacente droite.
La illustre une situation de conduite dans laquelle le véhicule 100 change de voie de circulation, depuis la première voie de circulation vers une deuxième voie de circulation, en l’occurence la voie adjacente gauche 212.
Selon les techniques de l’art antérieur, le deuxième autre véhicule 202 est sélectionné en tant que cible lorsque le véhicule 100 change effectivement de voie de circulation, notamment lorsqu’il franchit la ligne discontinue séparant la première voie de circulation 211 de la voie adjacente gauche 212 comme illustré sur la . Une telle sélection tardive peut induire un freinage brusque, notamment dans la situation illustrée sur les figures 2a et 2b dans lesquelles le deuxième autre véhicule 202 est plus proche que le premier autre véhicule 201.
La est un diagramme représentant des étapes d’un procédé selon un mode de réalisation de l’invention.
Le procédé comprend une phase préalable 300 de construction d’un modèle de classification de données visuelles. Ce modèle de classification a pour but, à partir de données visuelles d’entrée représentatives d’un comportement du conducteur, de déterminer si le conducteur a l’intention de changer de voie de circulation. A une étape 301, une base de données d’entraînement est construite à partir de données visuelles, notamment, mais pas exclusivement, à partir de données visuelles acquises préalablement à un changement de voie de circulation. De telles données visuelles représentent des comportements de conducteurs préalablement à un tel changement de voie. Par exemple, les données visuelles peuvent être des séquences vidéo d’une durée donnée. Les séquences vidéos peuvent avoir une durée de quelques secondes, par exemple comprise entre 5 et 15 secondes, et en particulier égale à 10 secondes. La base de données d’entraînement peut en outre comprendre des séquences qui ne sont pas préalables à un changement de voie de circulation.
Aucune restriction n’est attachée à la construction de la base de données d’entraînement. Chaque extrait peut être étiqueté en deux catégories, selon que la séquence soit préalable à un changement de voie ou non. La base de données d’entraînement est avantageusement représentative d’un grand nombre de situations de conduite, et de comportements de conducteurs. En variante, la base de données d’entraînement ne comprend que des séquences de données visuelles qui sont préalables à un changement de voie. Dans ce cas, il est possible d’en déduire des caractéristiques qui traduisent une intention de changer de voie par le conducteur.
A une étape 302, le modèle de classification est entraîné de façon à prédire si des données visuelles de comportement d’un conducteur indiquent une intention de changer de voie. Un tel modèle de classification peut comprendre au moins un réseau de neurones. Aucune restriction n’est attachée au réseau de neurones, qui peut comprendre un réseau de neurones convolutif profond, par exemple avec des noyaux spatio-temporels. Le réseau de neurones est entraîné à partir des données de la base de données d’entraînement de manière à prédire, sur la base de données visuelles en entrée, si les données visuelles traduisent une intention du conducteur de changer de voie ou non. Une telle étape d’entraînement d’un réseau de neurones est bien connue et n’est pas explicitée davantage dans ce qui suit.
En variante, le modèle de classification comprend un réseau de neurones convolutif entraîné pour extraire des caractéristiques visuelles des données visuelles. Ces caractéristiques visuelles peuvent ensuite être soumises à un réseau récurrent à mémoire court et long terme, ou LSTM, pour « Long Short Term Memory » en anglais, pour déterminer si le conducteur a l’intention ou non de changer de voie de circulation. Les caractéristiques visuelles peuvent être descriptives des mouvements du conducteur 110, notamment des mouvements de la tête 111 du conducteur.
En tout état de cause, le modèle de classification entraîné à l’étape 302 permet d’identifier une intention de changer de voie à partir de données visuelles de comportement du conducteur.
A une étape 303, le modèle de classification est stocké dans une mémoire du dispositif d’assistance 125 ou dans une mémoire accessible par le dispositif d’assistance 125.
La phase préalable 300 s’achève à l’issue de l’étape 303.
Le procédé comprend en outre une phase courante 310 décrite dans ce qui suit.
La phase courante est mise en œuvre par le dispositif d’assistance 125 présenté ci-avant.
A une étape 311, le dispositif d’assistance 125 obtient des données visuelles représentatives d’un comportement du conducteur 110. Les données visuelles peuvent être reçues depuis le dispositif d’acquisition d’images 124.
Les données visuelles peuvent être reçues en continu, dans un flux vidéo par exemple issu du dispositif d’acquisition d’images 124. Alternativement, les données visuelles sont reçues ponctuellement, sous la forme d’un fichier par exemple. Aucune restriction n’est attachée au format du fichier ou du flux vidéo, selon l’invention.
Les données visuelles peuvent notamment indiquer un mouvement de la tête 111 du conducteur, tel qu’un mouvement de rotation pour consulter le rétroviseur latéral 121 et/ou le rétroviseur central. En variante ou en complément, les données visuelles indiquent un déplacement du regard du conducteur 110.
A une étape 312, le dispositif d’assistance 125 détermine si le conducteur a l’intention ou non de changer de voie de circulation, sur la base des données visuelles obtenues. A cet effet, le dispositif d’assistance 125 peut soumettre les données visuelles au modèle de classification, notamment à un ou plusieurs réseaux de neurones, comme décrit précédemment. En cas d’absence de détection d’une intention du conducteur 110 de changer de voie de circulation, le procédé retourne à l’étape 311.
En cas de détection d’une intention du conducteur 110 de changer de voie de circulation, le dispositif d’assistance à la conduite 125 détermine une cible potentielle correspondant au changement de voie de circulation, à une étape 313. La cible potentielle peut par exemple être un véhicule dans une voie adjacente de circulation, tel que le deuxième autre véhicule 202 décrit précédemment. Le dispositif d’assistance à la conduite 125 peut déterminer plusieurs cibles potentielles, par exemple deux cibles potentielles, comprenant une cible potentielle pour la voie adjacente gauche et une cible potentielle pour la voie adjacente droite. La détermination de la cible potentielle n’implique pas l’adaptation de la vitesse du véhicule mais consiste uniquement en une anticipation d’un changement effectif de voie de circulation. Il permet ainsi d’améliorer la réactivité associée à l’adaptation de la vitesse du véhicule lorsque le changement de voie devient effectif.
En cas de détection d’une intention du conducteur 110 de changer de voie de circulation, le dispositif d’assistance à la conduite 125 détermine une cible potentielle correspondant au changement de voie de circulation, à une étape 313. La cible potentielle peut par exemple être un véhicule dans une voie adjacente de circulation, tel que le deuxième autre véhicule 202 décrit précédemment. Le dispositif d’assistance à la conduite 125 peut déterminer plusieurs cibles potentielles, par exemple deux cibles potentielles, comprenant une cible potentielle pour la voie adjacente gauche et une cible potentielle pour la voie adjacente droite. La détermination de la cible potentielle n’implique pas l’adaptation de la vitesse du véhicule mais consiste uniquement en une anticipation d’un changement effectif de voie de circulation. Il permet ainsi d’améliorer la réactivité associée à l’adaptation de la vitesse du véhicule lorsque le changement de voie devient effectif.
A une étape 314, le dispositif d’assistance à la conduite 125 détecte si un changement de direction du véhicule 100 vers une autre voie de circulation que la première voie de circulation 211, se produit ou non. Par exemple, le dispositif d’assistance à la conduite 125 détecte un tel changement sur la base de données de direction latérale issues du volant, ou sur la base de données de cap, ou heading en anglais, du véhicule. Aucune restriction n’est attachée à la manière dont est détecté le changement de direction, ou l’absence de changement de direction, du véhicule 100, selon l’invention.
En cas d’absence de détection d’un changement de direction vers une autre voie de circulation après une durée donnée après l’étape 313, le procédé peut retourner à l’étape 311. La cible potentielle est supprimée et la cible initiale est conservée. Aucune restriction n’est attachée à la durée donnée, qui peut être supérieure ou égale à quelques secondes, par exemple comprise entre 5 et 15 secondes. Dans ce cas, l’intention de changer de voie détectée dans les données visuelles n’est pas confirmée par un changement de voie effectif du véhicule, sans que cela n’impacte négativement l’assistance à la conduite du véhicule, la cible n’ayant pas été modifiée selon l’invention. La détection de l’intention de changer de voie demeure transparente pour l’utilisateur.
Dans le cas où un changement de direction du véhicule 100 est détectée à l’étape 314, le dispositif d’assistance à la conduite 125 sélectionne la cible potentielle déterminée à l’étape 313 à une étape 315, puis contrôle la vitesse du véhicule 100 en fonction de la cible sélectionnée, à une étape 316. Lorsque plusieurs cibles potentielles sont déterminées à l’étape 313, par exemple parce que deux voies adjacentes sont de part et d’autre de la voie de circulation 211, le dispositif d’assistance à la conduite 125 sélectionne l’une des cibles potentielles pour contrôler la vitesse du véhicule, en fonction de l’information de cap ou en fonction de données issues du volant 122. Par exemple, une information de cap négative indique un changement de direction vers la gauche et, dans ce cas, c’est la cible potentielle située sur la voie adjacente gauche qui est sélectionnée à l’étape 315. A contrario, une information de cap positive indique un changement de direction vers la gauche et, dans ce cas, c’est la cible potentielle située sur la voie adjacente droite qui est sélectionnée à l’étape 315.
La présente une structure d’un dispositif d’assistance à la conduite 125 selon un mode de réalisation de l’invention.
Le dispositif d’assistance comprend un processeur 401 configuré pour communiquer de manière unidirectionnelle ou bidirectionnelle, via un ou des bus ou via une connexion filaire directe, avec une mémoire 402 telle qu’une mémoire de type « Random Access Memory », RAM, ou une mémoire de type « Read Only Memory », ROM, ou tout autre type de mémoire (Flash, EEPROM, etc). En variante, la mémoire 402 comprend plusieurs mémoires des types précités.
La mémoire 402 est apte à stocker, de manière permanente ou temporaire, au moins certaines des données utilisées et/ou issues de la mise en œuvre du procédé selon l’invention. En particulier, la mémoire 402 peut stocker le modèle prédictif, sous la forme d’un réseau de neurones par exemple. Le modèle prédictif peut en outre comprendre le réseau récurent LSTM décrit ci-avant.
Le processeur 401 est apte à exécuter des instructions, stockées dans la mémoire 402, pour la mise en œuvre des étapes 311 à 316 de la phase courante décrite ci-avant. De manière alternative, le processeur 402 peut être remplacé par un microcontrôleur conçu et configuré pour réaliser les étapes 311 à 316.
Le dispositif d’assistance 125 comprend une première interface 403 agencée pour recevoir les données visuelles depuis le dispositif d’acquisition d’images 124.
Le dispositif d’assistance 125 comprend en outre une deuxième interface 404 agencée pour contrôler la vitesse du véhicule 100 en fonction de la cible sélectionnée.
La présente invention ne se limite pas aux formes de réalisation décrites ci-avant à titre d’exemples ; elle s’étend à d’autres variantes.
Claims (10)
- Procédé de contrôle de la vitesse d’un véhicule (100) par un dispositif d’assistance à la conduite (125), comprenant les opérations suivantes:
- obtention (311) de données visuelles représentatives d’un comportement d’un conducteur (110) du véhicule;
- détection (312), sur la base des données visuelles, d’une intention du conducteur de changer de voie de circulation ;
- détermination (313) d’une cible potentielle (202) correspondant au changement de voie de circulation ;
- sur détection (314) d’un changement de direction du véhicule, sélection (315) de la cible potentielle et contrôle (316) de la vitesse du véhicule en fonction de la cible potentielle sélectionnée.
- Procédé selon la revendication 1, dans lequel la détection (312) de l’intention de changement de voie comprend l’identification d’un mouvement de tête (111) du conducteur (110).
- Procédé selon la revendication 2, dans lequel le mouvement de tête (111) du conducteur (110) indique une consultation d’un rétroviseur (121 ; 123) du véhicule (120).
- Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel, avant la détection (312) de l’intention de changement de voie, la vitesse du véhicule est contrôlée sur la base d’une cible initiale (201), et dans lequel, si aucun changement de voie n’est détectée après une durée prédéterminée après la détermination (313) de la cible potentielle (202), le cible initiale est conservée et la cible potentielle est supprimée.
- Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la détection de l’intention du conducteur (110) est mise en œuvre par un réseau de neurones auquel sont soumises les données visuelles obtenues.
- Procédé selon la revendication 5, comprenant en outre l’entraînement (302) du réseau de neurones à partir d’une base de données d’entraînement.
- Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la détection (314) de changement de direction du véhicule est basée sur une information de cap du véhicule.
- Procédé selon la revendication 7, comprenant la détermination (313) d’une première cible potentielle dans une voie adjacente gauche et d’une deuxième cible potentielle dans une voie adjacente droite, et comprenant en outre la sélection (315) d’une cible potentielle parmi la première cible potentielle et la deuxième cible, en fonction de l’information de cap du véhicule.
- Programme informatique comportant des instructions pour la mise en œuvre du procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, lorsque ces instructions sont exécutées par un processeur (401).
- Dispositif d’assistance à la conduite (125) d’un véhicule (100) comprenant :
- une première interface (403) configurée pour obtenir des données visuelles représentatives d’un comportement d’un conducteur du véhicule;
- un processeur (401) configuré pour :
détecter, sur la base des données visuelles, une intention du conducteur de changer de voie de circulation,
détecter, sur la base des données visuelles, une intention du conducteur de changer de voie de circulation ;
déterminer une cible potentielle correspondant au changement de voie de circulation ;
sur détection d’un changement de direction du véhicule, sélectionner la cible potentielle et contrôler la vitesse du véhicule en fonction de la cible potentielle sélectionnée.
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2021
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