FR3132405A1 - Procédé et dispositif de communication pour véhicule utilisant des radars - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un procédé et un dispositif de communication pour un véhicule embarquant un système de radars à ondes millimétriques. A cet effet, des premiers intervalles temporels (21, 23, 25, 27) d’une bande passante sur laquelle opèrent les radars équipant le véhicule sont utilisés par les radars dans le cadre d’une ou plusieurs fonctions d’aide à la conduite automobile, par exemple pour la détection d’objets. Des deuxièmes intervalles temporels (22, 24, 26, 28) de la bande passante allouée aux radars sont quant à eux alloués pour l’établissement d’une ou plusieurs communications de type véhicule à véhicule V2V. La bande passante est divisée temporellement de manière à alterner un premier intervalle temporel avec un deuxième intervalle temporelle. Figure pour l’abrégé : Figure 2
Description
La présente invention concerne les procédés et dispositifs de communication pour véhicule, notamment automobile. La présente invention concerne également un procédé et un dispositif de de communication utilisant un ou plusieurs radars équipant un véhicule, notamment dans le cadre de communication(s) de type V2X.
Les véhicules contemporains embarquent de plus en plus de moyens de communication qui requièrent souvent des composants spécifiques (antennes, émetteurs, récepteurs), complexifiant l’architecture électronique du véhicule et augmentant son coût de fabrication.
Par exemple, de nouvelles technologies voient le jour qui permettent l’échange d’informations entre les véhicules et/ou entre les véhicules et l’infrastructure qui les entoure, ces technologies de communication étant regroupées sous l’appellation V2X (de l’anglais « Vehicle to Everything » ou en français « Véhicule vers tout »). Ainsi, de nouvelles technologies de l’information et de la communication appliquées au domaine des transports sont apparues, telles que l’ITS G5 (de l’anglais « Intelligent Transportation System G5 » ou en français « Système de transport intelligent G5 ») en Europe ou DSRC (de l’anglais « Dedicated Short Range Communications » ou en français « Communications dédiées à courte portée ») aux Etats-Unis d’Amérique qui reposent tous les deux sur le standard IEEE 802.11p ou encore la technologie basée sur les réseaux cellulaires nommée C-V2X (de l’anglais « Cellular - Vehicle to Everything » ou en français « Cellulaire – Véhicule vers tout ») qui s’appuie sur la 4G basé sur LTE (de l’anglais « Long Term Evolution » ou en français « Evolution à long terme ») ou la 5G.
Les technologies de communication V2X utilisent par ailleurs la bande de fréquence des 5.9 GHz, ce qui induit un débit maximal de 6 Mbits/s pour la communication de données. Un tel débit maximal peut s’avérer insuffisant face aux besoins de communications des véhicules, notamment dans le cadre du véhicule autonome.
Un objet de la présente invention est de résoudre au moins l’un des problèmes de l’arrière-plan technologique décrit précédemment.
Un autre objet de la présente invention est par exemple de réduire la diversité de certains composants mis en œuvre par les moyens de communication d’un véhicule.
Un autre objet de la présente invention est par exemple d’améliorer le débit maximal de communication de données dans un système de communication de type V2X.
Selon un premier aspect, la présente invention concerne un procédé de communication pour un premier véhicule, le premier véhicule embarquant un système de radars à ondes millimétriques comprenant au moins un radar, le procédé comprenant les étapes suivantes :
- allocation d’un premier ensemble de premiers intervalles temporels d’une bande passante allouée à le au moins un radar, chaque premier intervalle temporel du premier ensemble étant alloué pour au moins une fonction d’aide à la conduite automobile ;
- allocation d’un deuxième ensemble de deuxièmes intervalles temporels de la bande passante pour l’établissement d’au moins une communication selon un mode de communication de type véhicule vers véhicule, dit V2V,
la bande passante étant divisée temporellement de manière à alterner un premier intervalle temporel du premier ensemble avec un deuxième intervalle temporelle du deuxième ensemble.
L’utilisation de radar(s) du véhicule pour émettre ou recevoir des données dans un mode de communication V2V, en partageant temporellement la bande passante utilisée par ces radars, permet de réduire le nombre de composants nécessaires (antenne, émetteur, récepteur) pour les communications V2X en utilisant les radars de détection du véhicule plutôt que des composants dédiés.
Par ailleurs, la bande de fréquence utilisée par les radars étant comprise entre 76 et 81 GHz, le débit maximal permis pour la communication de données est bien supérieur à celui permis par la bande de fréquence allouée aux communications V2X ou V2V.
Selon une variante, chaque premier intervalle temporel est alloué pour une transmission d’ondes électromagnétiques entretenues à modulation linéaire en fréquence et chaque deuxième intervalle temporel est alloué pour une communication de données en V2V avec au moins un deuxième véhicule.
Selon une autre variante, chaque deuxième intervalle temporel est alloué pour une communication de données en V2V avec un unique deuxième véhicule.
Selon une variante supplémentaire, la communication de données en V2V comprend une transmission d’au moins une trame de données par le premier véhicule à destination de l’unique deuxième véhicule selon un mode diffusion de données, l’unique deuxième véhicule destinataire des données étant identifié par une adresse unique dans la au moins une trame de données.
Selon encore une variante, la communication de données en V2V comprend une formation d’un faisceau de communication par filtrage spatial depuis le premier véhicule, le faisceau de communication couvrant spatialement l’unique deuxième véhicule.
Selon une variante additionnelle, chaque deuxième intervalle temporel est alloué pour la communication de données en V2V avec une pluralité de deuxièmes véhicules, chaque deuxième intervalle temporel étant divisé temporellement et/ou en fréquence pour générer une pluralité de ressources radio, chaque ressource radio étant allouée pour une communication de données en V2V avec un deuxième véhicule différent de la pluralité de deuxièmes véhicules.
Selon une autre variante, la au moins une fonction d’aide à la conduite correspond à une ou plusieurs des fonctions suivantes :
- détection d’objets ;
- détection de véhicule dans un angle mort ;
- aide au stationnement ;
- anticollision ;
- régulation de vitesse adaptative.
Selon un deuxième aspect, la présente invention concerne un dispositif de communication pour véhicule embarquant un système de radars à ondes millimétriques comprenant au moins un radar, le dispositif comprenant une mémoire associée à un processeur configuré pour la mise en œuvre des étapes du procédé selon le premier aspect de la présente invention.
Selon un troisième aspect, la présente invention concerne un véhicule, par exemple de type automobile, comprenant un dispositif tel que décrit ci-dessus selon le deuxième aspect de la présente invention.
Selon un quatrième aspect, la présente invention concerne un programme d’ordinateur qui comporte des instructions adaptées pour l’exécution des étapes du procédé selon le premier aspect de la présente invention, ceci notamment lorsque le programme d’ordinateur est exécuté par au moins un processeur.
Un tel programme d’ordinateur peut utiliser n’importe quel langage de programmation, et être sous la forme d’un code source, d’un code objet, ou d’un code intermédiaire entre un code source et un code objet, tel que dans une forme partiellement compilée, ou dans n’importe quelle autre forme souhaitable.
Selon un cinquième aspect, la présente invention concerne un support d’enregistrement lisible par un ordinateur sur lequel est enregistré un programme d’ordinateur comprenant des instructions pour l’exécution des étapes du procédé selon le premier aspect de la présente invention.
D’une part, le support d’enregistrement peut être n'importe quel entité ou dispositif capable de stocker le programme. Par exemple, le support peut comporter un moyen de stockage, tel qu'une mémoire ROM, un CD-ROM ou une mémoire ROM de type circuit microélectronique, ou encore un moyen d'enregistrement magnétique ou un disque dur.
D'autre part, ce support d’enregistrement peut également être un support transmissible tel qu'un signal électrique ou optique, un tel signal pouvant être acheminé via un câble électrique ou optique, par radio classique ou hertzienne ou par faisceau laser autodirigé ou par d'autres moyens. Le programme d’ordinateur selon la présente invention peut être en particulier téléchargé sur un réseau de type Internet.
Alternativement, le support d'enregistrement peut être un circuit intégré dans lequel le programme d’ordinateur est incorporé, le circuit intégré étant adapté pour exécuter ou pour être utilisé dans l'exécution du procédé en question.
D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description des exemples de réalisation particuliers et non limitatifs de la présente invention ci-après, en référence aux figures 1 à 6 annexées, sur lesquelles :
Un procédé et un dispositif de communication pour un véhicule embarquant un système de radars comprenant au moins un radar vont maintenant être décrits dans ce qui va suivre en référence conjointement aux figures 1 à 6. Des mêmes éléments sont identifiés avec des mêmes signes de référence tout au long de la description qui va suivre.
Selon un exemple particulier et non limitatif de réalisation de la présente invention, un procédé de communication mis en œuvre par un premier véhicule embarquant un système de radars à ondes millimétriques comprenant un ou plusieurs radars comprend l’allocation de premiers intervalles temporels d’une bande passante sur laquelle opèrent le ou les radars équipant un véhicule. Ces premiers intervalles temporels sont utilisés par le ou les radars dans le cadre d’une ou plusieurs fonctions d’aide à la conduite automobile, par exemple pour la détection d’objets. La bande de fréquence de la bande passante allouée aux radars est par exemple comprise entre 76 et 81 GHz. Des deuxièmes intervalles temporels de la bande passante allouée aux radars sont quant à eux alloués pour l’établissement d’une ou plusieurs communications de type véhicule à véhicule V2V (de l’anglais « Vehicle-to-Vehicle »), entre le premier véhicule d’une part et un ou plusieurs deuxièmes véhicules d’autre part. La bande passante est divisée temporellement de manière à alterner un premier intervalle temporel avec un deuxième intervalle temporelle, et ainsi de suite.
L’utilisation de radar(s) du véhicule pour émettre ou recevoir des données dans un mode de communication V2V, en partageant temporellement la bande passante utilisée par ces radars, permet de réduire le nombre de composants nécessaires (antenne, émetteur, récepteur) pour les communications V2X en utilisant les radars de détection du véhicule plutôt que des composants dédiés.
Par ailleurs, la bande de fréquence utilisée par les radars étant comprise entre 76 et 81 GHz, le débit maximal permis pour la communication de données est bien supérieur à celui permis par la bande de fréquence allouée aux communications V2X ou V2V.
La illustre schématiquement un environnement 1 de communication entre véhicules, selon un exemple de réalisation particulier et non limitatif de la présente invention.
La illustre un environnement 1 comprenant un premier véhicule 10 circulant dans un environnement routier, le premier véhicule 10 circulant à proximité d’un ou plusieurs deuxièmes véhicules 11 à 16.
Selon l’exemple particulier et non-limitatif de la , le deuxième véhicule 11 précède par exemple le premier véhicule 10 sur la voie de circulation du premier véhicule 10, le deuxième véhicule 11 étant lui-même précédé du deuxième véhicule 16 sur la voie de circulation du premier véhicule 10 et du deuxième véhicule 16. Deux deuxièmes véhicules 13 et 14 circulent sur une voie de circulation adjacente à celle du premier véhicule, cette voie adjacente étant à droite de la voie de circulation du premier véhicule 10 selon le sens de circulation du premier véhicule 10 (qui est identique au sens de circulation des deuxièmes véhicules 11 à 16). Deux deuxièmes véhicules 12 et 15 circulent sur une autre voie de circulation adjacente à celle du premier véhicule 10, cette voie adjacente étant à gauche de la voie de circulation du premier véhicule 10 selon le sens de circulation du premier véhicule 10.
Le premier véhicule 10 et au moins une partie des deuxièmes véhicules 11 à 16 sont avantageusement configurés pour communiquer en utilisant un mode de communication dit V2X, par exemple basé sur les standards 3GPP LTE-V ou IEEE 802.11p de ITS G5. Dans un tel mode de communication V2X, chaque véhicule embarque un nœud pour permettre une communication de véhicule à véhicule V2V (de l’anglais « vehicle-to-vehicle »), de véhicule à infrastructure V2I (de l’anglais « vehicle-to-infrastructure ») et/ou de véhicule à piéton V2P (de l’anglais « vehicle-to-pedestrian »), les piétons étant équipés de dispositifs mobiles (par exemple un téléphone intelligent (de l’anglais « Smartphone »)) configurés pour communiquer avec les véhicules.
Selon la présente invention, le premier véhicule 10 et un ou plusieurs deuxièmes véhicules 11 à 16 sont notamment configurés pour communiquer ou échanger des données selon une ou plusieurs liaisons sans fil sur la base de la technologie V2V.
Le premier véhicule 10 est avantageusement équipé d’un système de radars à ondes millimétriques. Le système comprend un ou plusieurs radars, par exemple 4, 6, 8, 10 radars répartis sur le premier véhicule 10 pour détecter les objets dans l’environnement autour du premier véhicule 10. Chaque radar est adapté pour émettre des ondes électromagnétiques et pour recevoir les échos de ces ondes renvoyées par un ou plusieurs objets, dans le but de détecter des obstacles et leurs distances vis-à-vis du premier véhicule 10 par exemple. Chaque radar, ou au moins une partie de la pluralité de radars, est en outre adapté pour émettre et recevoir des ondes électromagnétiques pour communiquer avec une autre entité, par exemple un ou plusieurs deuxièmes véhicules 11 à 16. Un radar capable à la fois de détecter des objets et de permettre une communication radio avec une autre entité est par exemple décrit dans le document WO2012/037680 A1, publié le 29 mars 2012.
Le ou les deuxièmes véhicules 11 à 16 avec lesquels le premier véhicule 10 communique en V2V sont également équipés d’un tel système de radars configurés pour émettre et recevoir des ondes électromagnétiques pour la communication de données.
Chaque radar fonctionne par exemple dans la bande de fréquences autour des 77 GHz, par exemple dans la bande des 76-81 GHz, selon le standard EN 302 264.
Un processus de communication entre le premier véhicule 10 d’une part et un ou plusieurs deuxièmes véhicules 11 à 16 d’autre part est avantageusement mis en œuvre par le premier véhicule 10, c’est-à-dire par un ou plusieurs processeurs d’un calculateur ou une combinaison de calculateurs du système embarqué du premier véhicule 10, par exemple par le ou les calculateurs en charge de contrôler le système radar et/ou une unité de contrôle télématique, dite TCU (de l’anglais « Telematic Control Unit »).
Dans une première opération, un premier ensemble de premiers intervalles temporels d’une bande passante allouée au système radar du premier véhicule 10 sont alloués pour la mise en œuvre d’au moins une fonction d’aide à la conduite automobile par le système radar.
Les radars du système de radar du premier véhicule 10 sont par exemple utilisés dans le cadre d’un système d’aide à la conduite automobile (ADAS en anglais, pour « Advanced driver-assistance system »). Une partie des radars est par exemple utilisée pour la détection d’objets (autres véhicules, obstacles, piétons par exemple) et une autre partie des radars pour la détection d’angle mort. La ou les fonctions ADAS utilisant les données obtenues des radars correspondent par exemple à une ou plusieurs des fonctions suivantes :
- détection d’objets ;
- détection de véhicule dans un angle mort ;
- aide au stationnement ;
- anticollision ;
- régulation de vitesse adaptative.
Ces fonctions ADAS sont par exemple mises en œuvre par un ou plusieurs calculateurs dédiés. Les données obtenues des radars sur la base des ondes générées et transmises sur les premiers intervalles temporels sont par exemple transmises à ce ou ces calculateurs (via un ou plusieurs bus de données par exemple) pour mise en œuvre des fonctions ADAS.
Par exemple, les premiers intervalles temporels sont avantageusement alloués pour la détection d’objets, basée sur l’effet Doppler, par exemple pour la détection d’un ou plusieurs deuxièmes véhicules 11 à 16 avec lesquels le premier véhicule 10 souhaite établir une communication de type V2V.
Les ondes électromagnétiques transmises sur les premiers intervalles temporels sont par exemple entretenues avec modulation linéaire en fréquence (FMCW ou LMCW, de l’anglais « Frequency Modulated Continuous Wave » ou « Linear Modulated Continuous Wave »), comme cela est classiquement le cas pour les radars embarqués sur un véhicule. Une telle modulation permet d’obtenir des informations sur la distance et la vitesse des objets détectés. Une fois générées sur une fréquence ou plage de fréquences déterminée, les ondes sont émises pour une propagation dans l’air à une puissance et dans des conditions de rayonnement déterminées. Une fois réfléchies par le ou les objets détectées, les ondes réfléchies (écho) sont reçues par le radar pour traitement et analyse, afin d’en déduire les informations utiles (distance de l’objet détecté par rapport au radar, vitesse de l’objet détecté, azimut de l’objet détecté correspondant à l’angle d’incidence de l’onde dans un plan horizontal parallèle au plan de la chaussée obtenu par plusieurs antennes recevant les ondes réfléchies, l’azimut étant déterminé à partir des différences de phases entre les ondes réfléchies reçues).
Dans une deuxième opération, un deuxième ensemble de deuxièmes intervalles temporels de la bande passante allouée au système radar sont alloués pour l’établissement d’au moins une communication selon le mode de communication de type véhicule vers véhicule, dit V2V.
La bande passante allouée au système radar est ainsi divisée temporellement en alternant successivement les premiers intervalles temporels et les deuxièmes intervalles temporels, tel qu’illustré à la .
Les deuxièmes intervalles temporels sont ainsi alloués pour l’émission et/ou la réception de signaux dans le cadre de communication V2X avec un ou plusieurs deuxièmes véhicules 11 à 16.
Les ondes électromagnétiques transmises durant ces deuxièmes intervalles temporels sont par exemple transmises selon une des méthodes d’accès au canal suivantes :
- OFDMA, de l’anglais « Orthogonal Frequency Division Multiple Access » ou en français « Accès multiple à répartition en fréquence orthogonale » ;
- TDMA, de l’anglais « Time Division Multiple Access » ou en français « Accès multiple à répartition dans le temps » ;
- CDMA, de l’anglais « Code Division Multiple Access » ou en français « Accès multiple par répartition en code ».
La illustre schématiquement une trame de communication 2, selon un exemple de réalisation particulier et non limitatif de la présente invention.
La trame de communication 2 illustre schématiquement la structure mise en œuvre pour la transmission et/ou la réception de signaux entre des véhicules de l’environnement 1. Une telle trame 2 comprend notamment des données transmises par le premier véhicule 10 dans le cadre d’un processus de détection d’objet(s) et d’un processus de communication en V2V avec un ou plusieurs deuxièmes véhicules 11.
Selon l’exemple de la , l’accès au canal de communication associé aux radars est réparti temporellement de manière à diviser temporellement la bande passante allouée aux communications radars dans la bande de fréquences comprises entre 76 et 81 GHz.
Des premiers intervalles temporels 21, 23, 25, 27 alternent temporellement avec des deuxièmes intervalles temporels 22, 24, 26, 28 selon une séquence déterminée de manière qu’un deuxième intervalle temporel 22 succède temporellement à un premier intervalle temporel 21, qu’un premier intervalle temporel 23 succède à ce deuxième intervalle temporel 23 et ainsi de suite. Ainsi, les premiers intervalles temporels et les deuxièmes intervalles temporels se succèdent en intercalant un premier intervalle temporel entre deux deuxièmes intervalles temporels (sauf pour l’intervalle temporel origine et/ou pour l’intervalle temporel final de la trame 2) et/ou en intercalant un deuxième premier intervalle temporel entre deux premiers intervalles temporels (sauf pour l’intervalle temporel origine et/ou pour l’intervalle temporel final de la trame 2).
Les premiers et deuxièmes intervalles temporels 21 à 28 ont par exemple chacun une même durée déterminée, par exemple égale à 1, 2 ou 3 ms.
Selon un autre exemple, la durée de chaque premier intervalle temporel 21, 23, 25, 27 est égale à une première durée déterminée et la durée de chaque deuxième intervalle temporel 22, 24, 26, 28 est égale à une deuxième durée déterminée différente de la première durée déterminée. La première durée est par exemple inférieure à la deuxième durée, ou inversement, la première durée est supérieure à la deuxième durée.
Selon une variante, la première durée est constante pour chaque premier intervalle temporel 21, 23, 25, 27 et la deuxième durée varie d’un deuxième intervalle à un autre.
Ainsi, selon un mode de réalisation particulier de l’invention, des ondes radios millimétriques sont émises pendant le premier intervalle temporel 21 avec par exemple des formes d’ondes de type OFDM (de l’anglais « Orthogonal Frequency Division Multiplexing » ou en français « Multiplexage à répartition en fréquence orthogonale ») ou FMCW dans une première étape du processus de communication mis en œuvre par le premier véhicule 10, pour la détection du ou des deuxièmes véhicules 11, 12, 13 avoisinant le premier véhicule 10.
Dans une deuxième étape, un signal reçu pendant le premier intervalle temporel 21 en retour des ondes radios émises dans la première étape est traité et analysé pour identifier chaque deuxième véhicule 11, 12, 13 (par exemple via leurs positions relatives respectives vis-à-vis du premier véhicule 10 et/ou via leurs vitesses relatives respectives vis-à-vis du premier véhicule 10).
Dans une troisième étape, une communication de type pair-à-pair (de l’anglais « peer-to-peer ») est mise en œuvre avec un ou plusieurs des deuxièmes véhicules détectés, par exemple en V2V. Les données relatives à cette communication sont avantageusement transmises et/ou reçues par le premier véhicule 10 pendant un ou plusieurs des deuxièmes intervalles temporels 22, 24, 26, 28 postérieures au premier intervalle temporel 21.
Les première et deuxième étapes sont par exemple réitérées pendant les premiers intervalles temporels 23, 25, 27 postérieurs au premier intervalle temporel 21.
La illustre schématiquement un premier mode de réalisation pour la communication entre le premier véhicule 10 d’une part et un deuxième véhicule 11 de l’environnement 1, selon un exemple de réalisation particulier et non limitatif de la présente invention.
Sur la , la zone 31 correspond à la zone de couverture des émissions radios par le système radar du premier véhicule 10. Autrement 10, la zone 31 correspond au lobe d’émission du système radar du premier véhicule 10.
Selon l’exemple de la , la zone de couverture 31 a pour origine le premier véhicule et couvre une zone située devant le premier véhicule 10, la zone 31 couvrant la localisation courante des deuxièmes véhicules 11 à 16. Bien entendu, une telle zone 31 peut avoir des dimensions variables et/ou une forme variable selon les paramètres du système radio du système radar (par exemple le type et le nombre d’antennes, la puissance d’émission, etc.) embarqué dans le premier véhicule 10.
Dans un tel mode de réalisation, la communication V2V entre le premier véhicule et un ou plusieurs deuxièmes véhicules 11 à 16 est par exemple selon un mode diffusion (de l’anglais « broadcast »). Selon un tel mode de diffusion, la sous-trame de données émises par le premier véhicule 10 pendant un deuxième intervalle temporel 22, 24, 26, 28 comprend une adresse identifiant un unique deuxième véhicule destinataire des données comprises dans la sous-trame. Une telle adresse correspond par exemple à une adresse dite unicast (ou « monodiffusion » en français) du deuxième véhicule destinataire des données au niveau MAC (de l’anglais « Media Access Control » ou en français « Contrôle d’accès au support »).
Dans le cas où le premier véhicule 10 établit une communication V2V avec plusieurs deuxièmes véhicules, par exemple 11, 12, 13, la ressource radio associée à chaque deuxième intervalle temporel 22, 24, 26, 28 est partagée entre chacun de ces deuxièmes véhicules 11, 12, 13.
Ainsi, chaque deuxième intervalle temporel 22, 24, 26, 28 est par exemple partagé ou divisé temporellement et/ou en fréquence.
Selon un premier exemple, un partage temporel d’un deuxième intervalle revient à diviser temporellement le deuxième intervalle temporel en 1, 2, 3 ou plus d’intervalles temporels (appelés sous-intervalles temporels ou ressources radio), chaque sous-intervalle temporel étant allouée à une communication V2V avec un unique deuxième véhicule de la pluralité de deuxièmes véhicules en communication avec le premier véhicule 10. Le nombre de sous-intervalles temporels varie par exemple d’un deuxième intervalle temporel à un autre.
Selon un deuxième exemple, le signal transmis sur un deuxième intervalle temporel 22, 24, 26, 28 est transmis selon un codage de type OFDM selon lequel le signal transmis est réparti sur un ensemble de sous-porteuses. Un découpage temporel des deuxièmes intervalles temporels 22, 24, 26, 28 est par exemple également réalisé pour construire pour chaque deuxième intervalles temporels une pluralité de blocs de ressource radio, dits RRB (de l’anglais « Radio Ressource Block »).
La illustre schématiquement un deuxième mode de réalisation pour la communication entre le premier véhicule 10 d’une part et un deuxième véhicule 11 de l’environnement 1, selon un exemple de réalisation particulier et non limitatif de la présente invention.
Sur la , la zone 41 correspond à la zone de couverture des émissions radios par le système radar du premier véhicule 10. Autrement 10, la zone 41 correspond au lobe d’émission du système radar du premier véhicule 10.
Selon l’exemple de la , la zone de couverture 41 a pour origine le premier véhicule et forme un faisceau directif couvrant une zone située devant le premier véhicule 10, plus étroite que la zone 31. La zone 41 couvrant par exemple la largeur de la voie de circulation du premier véhicule 10 (par exemple selon une marge égale à plus ou moins 1 ou 2 mètres par rapport à la largeur de la voie de circulation) et couvre la localisation courante des deuxièmes véhicules 11 et 16 circulant devant le premier véhicule 10 sur la même voie de circulation que le premier véhicule 10. Bien entendu, une telle zone 31 peut avoir des dimensions variables et/ou une forme variable selon les paramètres du système radio du système radar (par exemple le type et le nombre d’antennes, la puissance d’émission, etc.) embarqué dans le premier véhicule 10.
Dans un tel mode de réalisation, la communication V2V entre le premier véhicule et le deuxième véhicule 11 situé devant le premier véhicule 10 (donc « visible » par le système radar du premier véhicule 10) et localisé dans la zone 41 est établie selon un mode dit de « beamforming » (ou « filtrage spatial » en français). Un tel filtrage spatial est connu de l’homme du métier et réalisé en combinant les éléments d'un réseau d'antennes à commande de phase de telle façon que dans des directions particulières, les signaux interfèrent de façon constructive tandis que dans d'autres directions les interférences soient destructives. Cela permet par exemple d’allouer l’ensemble de la bande passante disponible avec les deuxièmes intervalles temporels pour la communication V2V entre le premier véhicule 10 et le deuxième véhicule 11, et ainsi de faire bénéficier de la totalité du débit maximal associé à cette communication V2V.
Selon une variante de réalisation non illustrée, plusieurs communications V2V de type « beamforming » sont mises en œuvre de manière simultanées, par exemple une première communication V2V entre le premier véhicule 10 et le deuxième véhicule 11, une deuxième communication V2V entre le deuxième véhicule 13 et le deuxième véhicule 14 et/ou une troisième communication V2V entre le deuxième véhicule 12 et le deuxième véhicule 15.
La illustre schématiquement un dispositif 5 configuré pour détecter des objets et communiquer des données, selon un exemple de réalisation particulier et non limitatif de la présente invention. Le dispositif 5 correspond par exemple à un radar embarqué sur un véhicule, par exemple le premier véhicule 10 et/ou un ou plusieurs deuxièmes véhicules 11 à 16.
Le dispositif 5 est par exemple configuré pour la mise en œuvre des opérations décrites en regard des figures 1 à 4 et/ou des étapes du procédé décrit en regard de la . Les éléments du dispositif 5, individuellement ou en combinaison, peuvent être intégrés dans un unique circuit intégré, dans plusieurs circuits intégrés, et/ou dans des composants discrets. Le dispositif 5 peut être réalisé sous la forme de circuits électroniques ou de modules logiciels (ou informatiques) ou encore d’une combinaison de circuits électroniques et de modules logiciels. Selon différents modes de réalisation particuliers, le dispositif 5 est couplé en communication avec d’autres dispositifs (par exemple un ou plusieurs calculateurs de type UCE (« Unité de Commande Electronique » ou en anglais ECU « Electronic Control Unit ») du système embarqué du véhicule) ou systèmes similaires, par exemple par l’intermédiaire d’un bus de communication ou au travers de ports d’entrée / sortie dédiés.
Le dispositif 5 comprend un (ou plusieurs) processeur(s) 50 (ou microcontrôleurs) configurés pour exécuter des instructions pour la réalisation des étapes du procédé et/ou pour l’exécution des instructions du ou des logiciels embarqués dans le dispositif 5. Le processeur 50 peut inclure de la mémoire intégrée, une interface d’entrée/sortie, et différents circuits connus de l’homme du métier. Le dispositif 5 comprend en outre au moins une mémoire 51 correspondant par exemple une mémoire volatile et/ou non volatile et/ou comprend un dispositif de stockage mémoire qui peut comprendre de la mémoire volatile et/ou non volatile, telle que EEPROM, ROM, PROM, RAM, DRAM, SRAM, flash, disque magnétique ou optique.
Le code informatique du ou des logiciels embarqués comprenant les instructions à charger et exécuter par le processeur est par exemple stocké sur la première mémoire 51. Les paramètres de couche physique pour la génération et l’émission des signaux électromagnétiques pour la mise en œuvre de communications V2X et/ou de détection d’objets en mode radar sont également avantageusement stockés en mémoire 51. La mémoire 51 comprend ainsi les paramètres de réception de signaux (paramètres de modulation, de codage, de récurrence de trame par exemple) et les paramètres de transmission (paramètres de modulation, de codage, de récurrence de trame par exemple).
Le dispositif 5 comprend par exemple des moyens d’émission radio 54 configurés pour l’émission d’ondes électromagnétiques et des moyens de réception radio 55 configurés pour recevoir les échos des ondes émises par les moyens d’émission radio 54 et/ou pour recevoir des ondes électromagnétiques émises par un dispositif radio distant, par exemple un radar d’un deuxième véhicule.
Selon un mode de réalisation particulier et non limitatif, le dispositif 5 comprend une interface radiofréquence RF 52, par exemple de type Bluetooth® ou Wi-Fi®, LTE (de l’anglais « Long-Term Evolution » ou en français « Evolution à long terme »), LTE-Advanced (ou en français LTE-avancé), ITS G5 basé sur IEEE 802.11p ou un réseau mobile tel qu’un réseau 4G (ou LTE Advanced selon 3GPP release 10 – version 10) ou 5G, notamment un réseau LTE-V2X, pour communiquer avec des dispositifs externes, par exemple un autre radar d’un autre véhicule ou un équipement de communication de type antenne relais ou unité bord de route (UBR).
Selon un autre mode de réalisation particulier, le dispositif 5 comprend une interface de communication 53 qui permet d’établir une communication avec d’autres dispositifs, tels que par exemple un ou plusieurs calculateurs de type UCE ou d’autres radars du système de radars du véhicule via un canal de communication 530. L’interface de communication 53 correspond par exemple à un transmetteur configuré pour transmettre et recevoir des informations et/ou des données via le canal de communication 530. L’interface de communication 53 correspond par exemple à un réseau filaire de type CAN (de l’anglais « Controller Area Network » ou en français « Réseau de contrôleurs ») ou CAN FD (de l’anglais « Controller Area Network Flexible Data-Rate » ou en français « Réseau de contrôleurs à débit de données flexible »).
Selon un mode de réalisation particulier supplémentaire, le dispositif 5 peut fournir des signaux de sortie à un ou plusieurs dispositifs externes, tels qu’un écran d’affichage et/ou d’autres périphériques via respectivement des interfaces de sortie non représentées.
La illustre un organigramme des différentes étapes d’un procédé de communication mis en œuvre par un véhicule embarquant un système radar comprenant au moins un radar à ondes millimétriques, selon un exemple de réalisation particulier et non limitatif de la présente invention. Le procédé est par exemple mis en œuvre par un dispositif embarqué dans le premier véhicule 10 ou par le dispositif 5 de la .
Dans une première étape 61, un premier ensemble de premiers intervalles temporels d’une bande passante allouée à le au moins un radar sont alloués pour au moins une fonction d’aide à la conduite automobile.
Dans une deuxième étape 62, un deuxième ensemble de deuxièmes intervalles temporels de la bande passante sont alloués pour l’établissement d’au moins une communication selon un mode de communication de type véhicule vers véhicule, dit V2V,
la bande passante étant divisée temporellement de manière à alterner un premier intervalle temporel du premier ensemble avec un deuxième intervalle temporelle du deuxième ensemble.
Selon une variante, les variantes et exemples des opérations décrits en relation avec les figures 1 à 4 s’appliquent aux étapes du procédé de la .
Bien entendu, la présente invention ne se limite pas aux exemples de réalisation décrits ci-avant mais s’étend à un procédé de contrôle d’un système de radars utilisé pour la détection d’objets et pour des communications, par exemple de type V2X, et embarqué sur un véhicule, et au dispositif configuré pour la mise en œuvre d’un tel procédé.
L’invention concerne également un véhicule, par exemple automobile ou plus généralement un véhicule à moteur terrestre, comprenant le dispositif 5 de la .
Claims (10)
- Procédé de communication pour un premier véhicule (10), ledit premier véhicule (10) embarquant un système de radars à ondes millimétriques comprenant au moins un radar, ledit procédé comprenant les étapes suivantes :
- allocation (61) d’un premier ensemble de premiers intervalles temporels (21, 23, 25, 27) d’une bande passante allouée audit au moins un radar, chaque premier intervalle temporel dudit premier ensemble (21, 23, 25, 27) étant alloué pour au moins une fonction d’aide à la conduite automobile ;
- allocation (62) d’un deuxième ensemble de deuxièmes intervalles temporels (22, 24, 26, 28) de ladite bande passante pour l’établissement d’au moins une communication selon un mode de communication de type véhicule vers véhicule, dit V2V,
ladite bande passante étant divisée temporellement de manière à alterner un premier intervalle temporel dudit premier ensemble (21, 23, 25, 27) avec un deuxième intervalle temporelle dudit deuxième ensemble (22, 24, 26, 28). - Procédé selon la revendication 1, pour lequel chaque premier intervalle temporel (21, 23, 25, 27) est alloué pour une transmission d’ondes électromagnétiques entretenues à modulation linéaire en fréquence et chaque deuxième intervalle temporel (22, 24, 26, 28) est alloué pour une communication de données en V2V avec au moins un deuxième véhicule (11 à 16).
- Procédé selon la revendication 2, pour lequel chaque deuxième intervalle temporel (22, 24, 26, 28) est alloué pour une communication de données en V2V avec un unique deuxième véhicule (11).
- Procédé selon la revendication 3, pour lequel ladite communication de données en V2V comprend une transmission d’au moins une trame de données par ledit premier véhicule à destination de l’unique deuxième véhicule (11) selon un mode diffusion de données, ledit unique deuxième véhicule (11) destinataire desdites données étant identifié par une adresse unique dans ladite au moins une trame de données.
- Procédé selon la revendication 3, pour lequel ladite communication de données en V2V comprend une formation d’un faisceau de communication (41) par filtrage spatial depuis ledit premier véhicule (10), ledit faisceau de communication (41) couvrant spatialement ledit unique deuxième véhicule (11).
- Procédé selon la revendication 2, pour lequel chaque deuxième intervalle temporel (22, 24, 26, 28) est alloué pour la communication de données en V2V avec une pluralité de deuxièmes véhicules, ledit chaque deuxième intervalle temporel (22, 24, 26, 28) étant divisé temporellement et/ou en fréquence pour générer une pluralité de ressources radio, chaque ressource radio étant allouée pour une communication de données en V2V avec un deuxième véhicule différent de ladite pluralité de deuxièmes véhicules.
- Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, pour lequel ladite au moins une fonction d’aide à la conduite correspond à une ou plusieurs des fonctions suivantes :
- détection d’objets ;
- détection de véhicule dans un angle mort ;
- aide au stationnement ;
- anticollision ;
- régulation de vitesse adaptative. - Programme d’ordinateur 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.
- Dispositif (5) de communication pour véhicule embarquant un système de radars à ondes millimétriques comprenant au moins un radar, ledit dispositif (5) comprenant une mémoire (51) associée à au moins un processeur (50) configuré pour la mise en œuvre des étapes du procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 7.
- Véhicule (10) comprenant le dispositif (5) selon la revendication 9.
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Citations (1)
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| EP3748997A1 (fr) * | 2018-04-28 | 2020-12-09 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Procédé d'intégration de communication radar de véhicule, et dispositif et système associés |
-
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Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3748997A1 (fr) * | 2018-04-28 | 2020-12-09 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Procédé d'intégration de communication radar de véhicule, et dispositif et système associés |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| PETROV VITALY ET AL: "On Unified Vehicular Communications and Radar Sensing in Millimeter-Wave and Low Terahertz Bands", IEEE WIRELESS COMMUNICATIONS, COORDINATED SCIENCE LABORATORY; DEPT. ELECTRICAL AND COMPUTER ENGINEERING; UNIVERSITY OF ILLINOIS AT URBANA-CHAMPAIGN, US, vol. 26, no. 3, 1 June 2019 (2019-06-01), pages 146 - 153, XP011733785, ISSN: 1536-1284, [retrieved on 20190701], DOI: 10.1109/MWC.2019.1800328 * |
| SINGH ROHIT ET AL: "R-Comm: A Traffic Based Approach for Joint Vehicular Radar-Communication", IEEE TRANSACTIONS ON INTELLIGENT VEHICLES, IEEE, vol. 7, no. 1, 20 April 2021 (2021-04-20), pages 83 - 92, XP011906347, ISSN: 2379-8858, [retrieved on 20210420], DOI: 10.1109/TIV.2021.3074389 * |
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