FR3132607A1 - 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 mis en œuvre par un premier véhicule (10) embarquant un système de radars à ondes millimétriques. A cet effet, des informations de positions de deuxièmes véhicules (11 à 13) obtenues via la réception de données émises selon un mode de communication de type véhicule vers véhicule, dit V2V, sont comparées à des informations de positions de troisièmes véhicules (11 à 14) obtenues d’un radar (101) du premier véhicule (10). Le résultat de la comparaison permet de sélectionner une partie des troisièmes véhicules (11, 12, 13). Un faisceau de communication particulier (110, 120, 130) ayant pour origine le radar (101) est générée par filtrage spatial pour couvrir chaque véhicule sélectionné (11, 12, 13) et établir une communication en V2V via ce faisceau de communication particulier. Figure pour l’abrégé : Figure 1
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 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 d’améliorer la communication entre véhicules.
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, le procédé comprenant les étapes suivantes :
- réception de premières informations représentatives de position de chaque deuxième véhicule d’un ensemble de deuxièmes véhicules, les premières informations étant émises par chaque deuxième véhicule sur un canal de contrôle sur une première bande de fréquences selon un mode de communication de type véhicule vers véhicule, dit V2V ;
- détection d’un ensemble de troisièmes véhicules à partir de deuxièmes informations obtenues d’un radar du système de radars opérant sur une deuxième bande de fréquences supérieure à la première bande de fréquences, les deuxièmes informations étant représentatives de position de chaque troisième véhicule ;
- sélection d’au moins une partie de l’ensemble de troisièmes véhicules par comparaison des positions des deuxièmes véhicules avec les positions des troisièmes véhicules, la au moins une partie de l’ensemble de troisièmes véhicules comprenant chaque troisième véhicule de l’ensemble de troisièmes véhicules ayant pour position une position d’un deuxième véhicule ;
le procédé comprenant en outre l’étape suivante pour chaque troisième véhicule sélectionné :
le procédé comprenant en outre l’étape suivante pour chaque troisième véhicule sélectionné :
- génération, par filtrage spatial, d’un faisceau de communication particulier à chaque troisième véhicule sélectionné, chaque faisceau de communication ayant pour origine le radar et couvrant spatialement un unique troisième véhicule sélectionné.
L’utilisation de données de position reçues selon un mode de communication V2V permet d’identifier quels véhicules de l’environnement du premier véhicule correspondent à des véhicules dits connectés, c’est-à-dire des véhicules configurés pour communiquer avec le premier véhicule via une connexion sans fil en V2V.
L’identification de ces véhicules connectés permet ensuite de sélectionner les véhicules détectés par un radar du premier véhicule pour établir un faisceau de communication par véhicule détecté et connecté qui permet la communication de données entre le premier véhicule et chacun de ces véhicules connectés en utilisant le radar du premier véhicule pour la communication en V2V.
Par ailleurs, l’utilisation de radar(s) du véhicule pour émettre ou recevoir des données dans un mode de communication V2V permet d’augmenter les débits de communication, la bande de fréquence utilisée par les radars étant supérieure à celle de la technologie de l’ITS-G5 ou DSRC, le débit maximal permis pour la communication de données par radars étant donc bien supérieur à celui permis des communications V2X ou V2V de type ITS-G5 ou DSRC.
Selon une variante, le procédé comprend en outre une étape de transmission de données selon le mode de communication V2V à destination de chaque troisième véhicule sélectionné via le faisceau de communication particulier à chaque troisième véhicule sélectionné sur la deuxième bande de fréquences.
Selon une autre variante, les premières informations sont comprises dans un message de type message d’avertissement coopératif, dit message CAM.
Selon une variante supplémentaire, le radar étant configuré pour une détection d’objet et pour un établissement d’au moins une communication selon le mode de communication V2V, le procédé comprend en outre les étapes suivantes :
- allocation d’une partie basse d’une bande passante sur laquelle opère le radar pour la détection d’objet, la bande passante étant comprise entre 76 et 81 GHz et la partie basse étant comprise entre 76 et 79 GHz ; et
- allocation d’une partie haute de la bande passante pour l’établissement de la au moins une communication V2V, la partie haute étant comprise entre 79 et 81 GHz.
Selon encore une variante, le radar étant configuré pour une détection d’objet et pour un établissement d’au moins une communication selon le mode de communication V2V, le procédé comprend en outre les étapes suivantes :
- allocation de premiers intervalles temporels d’une bande passante allouée au radar pour la détection d’objet ;
- allocation de deuxièmes intervalles temporels de la bande passante pour l’établissement de la au moins une communication V2V.
Selon une variante additionnelle, la génération par filtrage spatial comprend un ajustement de paramètres d’émission et de réception d’un ensemble d’antennes du radar, les paramètres comprenant des paramètres de phase et/ou d’amplitude.
Selon une autre variante, la position obtenue à partir des premières informations et la position obtenue à partir des deuxièmes informations sont exprimées dans un repère associé au premier véhicule.
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 système de communication pour véhicule comprenant le dispositif tel que décrit ci-dessus selon le deuxième aspect de la présente invention et un système de radars de détection d’objets à ondes millimétriques et connectés au dispositif tel que décrit ci-dessus selon le deuxième aspect de la présente invention.
Selon un quatrième 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 ou un système tel que décrit ci-dessus selon le troisième aspect de la présente invention.
Selon un cinquième 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 sixième 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 3 annexées, sur lesquelles :
Un procédé et un dispositif de communication pour un véhicule embarquant un système de radars à ondes millimétriques vont maintenant être décrits dans ce qui va suivre en référence conjointement aux figures 1 à 3. 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 comprend la réception de premières informations représentatives de position de chaque deuxième véhicule d’un ensemble de deuxièmes véhicules (lequel comprend un ou plusieurs deuxièmes véhicules).
Ces premières informations sont reçues depuis chaque deuxième véhicule, les premières informations étant émises et reçues sur un canal de contrôle sur une première bande de fréquence selon un mode de communication de type véhicule vers véhicule, dit V2V (de l’anglais « Vehicle-to-Vehicle »). Ces premières informations sont par exemple comprises dans un message CAM diffusé par chaque deuxième véhicule selon le mode V2V, par exemple dans une bande de fréquences autour de 5.9 GHz. Ces premières informations sont utilisées par le premier véhicule pour identifier chaque deuxième véhicule ayant transmis ces premières informations, par exemple via leurs positions respectives, comme correspondant à un véhicule connecté, c’est-à-dire un véhicule configuré pour émettre et recevoir des données en V2V via une connexion sans fil.
Un ensemble de troisièmes véhicules (comprenant un ou plusieurs troisièmes véhicules) est détecté à partir de deuxièmes informations obtenues d’un radar du système de radars du premier véhicule, lequel radar (tous comme les autres radars du système) opère sur une deuxième bande de fréquences supérieure à la première bande. La deuxième bande de fréquences correspond par exemple à la bande comprise entre 76 et 81 GHz. Les deuxièmes informations sont avantageusement représentatives de la position de chacun des troisièmes véhicules détectés.
Un ou plusieurs troisièmes véhicules de l’ensemble sont sélectionnés en comparant leurs positions à celles des deuxièmes véhicules. Un troisième véhicule sélectionné correspond à un des troisièmes véhicules dont la position correspond à celle d’un des deuxièmes véhicules identifiés.
Enfin, un faisceau de communication particulier est généré par filtrage spatial (de l’anglais « beamforming ») pour chaque troisième véhicule sélectionné, chaque faisceau généré ayant pour origine le radar ayant détecté l’ensemble de troisièmes véhicules. Ainsi, il y autant de faisceaux générés qu’il y a de troisièmes véhicules sélectionnés, avec un faisceau particulier par troisième véhicule sélectionné, le faisceau associé à un troisième véhicule couvrant spatialement ce troisième véhicule.
L’utilisation de données de position reçues selon un mode de communication V2V permet d’identifier quels véhicules de l’environnement du premier véhicule correspondent à des véhicules dits connectés, c’est-à-dire des véhicules configurés pour communiquer avec le premier véhicule via une connexion sans fil en V2V.
L’identification de ces véhicules connectés permet ensuite de sélectionner les véhicules détectés par un radar du premier véhicule pour établir un faisceau de communication par véhicule détecté et connecté qui permet la communication de données entre le premier véhicule et chacun de ces véhicules connectés en utilisant le radar du premier véhicule pour la communication en 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 une ou plusieurs routes et/ou voies de circulation sur lesquelles circulent un premier véhicule 10 et un ou plusieurs autres véhicules 11, 12, 13 et 14.
Selon l’exemple particulier et non-limitatif de la , le véhicule 11 précède par exemple le premier véhicule 10 sur la voie de circulation du premier véhicule 10. Le véhicule 12 circule 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 véhicule 13 et le véhicule 14 circulent sur une voie de circulation adjacente à celle du premier véhicule 10, cette voie adjacente étant à droite de la voie de circulation du premier véhicule 10 selon le sens de circulation du premier véhicule.
Le premier véhicule 10 et au moins une partie des deuxièmes véhicules 11 à 14 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 l’exemple de la , seuls les véhicules 11, 12 et 13 correspondent à des véhicules dit connectés en ce qu’ils sont chacun configuré pour émettre et recevoir des données via une liaison sans fil selon un mode de communication V2X, par exemple V2V. Les véhicules 11 à 13 forment ainsi en ensemble de deuxièmes véhicules, aussi appelés véhicules connectés.
Le premier véhicule 11 et les deuxièmes véhicules 11, 12, 13 forment par exemple un réseau sans fil ad hoc (aussi appelé WANET (de l’anglais « Wireless Ad Hoc Network ») ou MANET (de l’anglais « Mobile Ad Hoc Network »)), c’est-à-dire un réseau sans fil décentralisé. Contrairement à un réseau centralisé qui s’appuie sur une infrastructure existante comprenant par exemple des routeurs ou des points d’accès reliés entre eux par une infrastructure filaire ou sans-fil, le réseau sans fil ad hoc est constitué de nœuds qui participent chacun au routage des données en retransmettant les données d’un nœud à l’autre, de l’émetteur vers le destinataire, en fonction de la connectivité du réseau et de l’algorithme de routage mis en œuvre. Le réseau sans fil ad hoc correspond avantageusement à un réseau véhiculaire ad hoc (ou VANET, de l’anglais « Vehicular Ad hoc NETwork ») ou à un réseau véhiculaire ad hoc intelligent (ou InVANET, de l’anglais « Intelligent Vehicular Ad hoc NETwork »). Dans un tel réseau, 2 véhicules ou plus embarquant chacun un nœud du réseau peuvent communiquer entre eux dans le cadre d’une communication véhicule à véhicule V2V (de l’anglais « vehicle-to-vehicle »).
Le premier véhicule 10 est avantageusement équipé d’un système de radars à ondes millimétriques. Le système comprend un ou plusieurs radars, par exemple 1, 2, 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 des véhicules 11 à 14. 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. Un tel radar comprend par exemple 2 modulateurs, 1 premier modulateur pour la génération d’ondes pour détecter des objets et un deuxième modulateur pour la génération d’ondes ayant des caractéristiques appropriées pour transporter des données de communication. Selon un autre exemple, chaque radar ne comprend qu’un seul modulateur et offre la double fonctionnalité détection d’objet / communication en implémentant une technique d’étalement de spectre, par exemple l’étalement de spectre à séquence directe (ou DSSS en anglais, pour « Direct-Sequence Spread Spectrum »), l’étalement de spectre par saut de fréquence (ou FHSS en anglais, pour « Frequency-Hopping Spread Spectrum ») ou encore le CDMA (de l’anglais « Code Division Multiple Access » ou en français « Accès multiple par répartition en code »). Selon encore un autre exemple, la double fonctionnalité détection d’objet / communication est mise en œuvre par l’utilisation de la technique de l’OFDM (de l’anglais « Orthogonal Frequency-Division Multiplexing » ou en français « Multiplexage par répartition de fréquences orthogonales »).
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 par les radars 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.
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 autres véhicules 11, 12, 13 et/ou 14 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, des premières informations représentatives de position de chaque deuxième véhicule 11 à 13 d’un ensemble de deuxièmes véhicules sont reçues. Ces premières informations sont par exemple émises par chaque deuxième véhicule 11, 12, 13 sur un canal de contrôle sur une première bande de fréquences selon un mode de communication de type véhicule vers véhicule, dit V2V.
Selon l’exemple de la , seuls les véhicules 11 à 13 sont configurés pour communiquer en V2V, par exemple sur la base des technologies basées sur le standard IEEE 802.11p ou encore la technologie sur les réseaux cellulaires nommée C-V2X.
Les premières informations sont par exemple émises par chaque deuxième véhicule par le biais d’un message de type message d’avertissement coopératif, dit message CAM (de l’anglais « Cooperative Awareness Message » ou en français « Message d’avertissement coopératif ») tel que défini dans la spécification technique ETSI TS 102 637-2 v1.2.1 de mars 2011. De tels messages CAM sont par exemple diffusés (de l’anglais « broadcast ») à intervalle régulier par chacun des nœuds (deuxièmes véhicules 11 à 13) périodiquement sur un canal de contrôle, par exemple un canal CCH (de l’anglais « Control Channel » ou en français « Canal de contrôle »).
Un message CAM transporte un ensemble d’information sur le deuxième véhicule qui le diffuse, notamment des données sur la cinématique du deuxième véhicule et sa position. L’information de position comprise dans le message CAM est définie dans le repère monde.
A réception des premières informations de position, le premier véhicule 10 applique par exemple un changement de repère pour déterminer la position de chaque deuxième véhicule 11 à 13 dans le repère associé au premier véhicule 10, un tel repère ayant par exemple pour origine un point du premier véhicule 10 (par exemple le milieu de l’essieu arrière), un premier axe correspondant à l’axe longitudinal du premier véhicule 10 et un deuxième axe correspondant à l’axe transversal du premier véhicule 10, orthogonal au premier axe.
De tels messages CAM sont par exemple émis sur la bande de fréquences des 5.9 GHz, par exemple dans les fréquences comprises entre 5.850 et 5.925 GHz.
La réception d’un message CAM émis par un deuxième véhicule 11 à 13 permet au premier véhicule 10 de déterminer la position de ce deuxième véhicule et permet aussi au premier véhicule 10 d’identifier un tel deuxième véhicule comme étant un véhicule connecté capable de communiquer avec le premier véhicule en liaison sans fil selon le mode de communication V2V.
Dans une deuxième opération, un ensemble de troisièmes véhicules 11 à 14 sont déterminés par le premier véhicule 10 à partir de deuxièmes informations obtenues d’un radar 101 du système de radars du premier véhicule 10.
Un véhicule de l’environnement du premier véhicule 10 détecté par un radar 101 du premier véhicule 10 est appelé troisième véhicule. L’ensemble de troisièmes véhicules comprend un ou plusieurs troisièmes véhicules. Selon l’exemple particulier de la , l’ensemble de troisièmes véhicules comprend 4 véhicules 11 à 14.
La détection d’objet (par exemple un véhicule) par un radar est basée sur l’effet Doppler. A cet effet, des ondes électromagnétiques sont émises par le radar, ces ondes étant 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).
Les données ainsi obtenues du radar 101 ayant détecté un objet tel qu’un troisième véhicule 11 à 14 permettent de déterminer une position de ce troisième véhicule 11 à 14 détecté vis-à-vis du premier véhicule 10 (c’est-à-dire une position relative). La position relative est par exemple déterminée à partir des informations de distances ente le premier véhicule 10 et le troisième véhicule détecté, ces informations de distances étant obtenues du radar ayant détecté le troisième véhicule.
Les deuxièmes informations de position d’un troisième véhicule 11 à 14 sont avantageusement exprimées dans le repère local associé au premier véhicule 10.
Dans une troisième opération, tout ou partir des troisièmes véhicules détectés par le radar sont sélectionnés.
La sélection d’un ou plusieurs troisièmes véhicules est avantageusement obtenue en comparant la position de chaque troisième véhicule détecté 11 à 14 (obtenues des deuxièmes informations) avec les positions des deuxièmes véhicules (obtenues des premières informations).
Un troisième véhicule est sélectionné lorsque sa position (obtenue du radar 101) correspond à une position d’un deuxième véhicule (obtenue du message CAM), ce qui signifie que ce troisième véhicule et ce deuxième véhicule correspondent à un seul et même véhicule.
Une telle sélection permet de ne sélectionner parmi les véhicules détectés par radar (i.e. les troisièmes véhicules) que ceux qui sont connectés.
Ainsi, selon l’exemple particulier de la , seuls les véhicules 11, 12 et 13 sont sélectionnés parmi l’ensemble de troisièmes véhicules 11 à 14. Les véhicules sélectionnés forment un sous-ensemble de l’ensemble de troisièmes véhicules, un tel sous-ensemble comprenant par exemple entre 1 et N véhicules, N correspondant au nombre de véhicules détectés par le radar (c’est-à-dire le nombre de véhicules compris dans l’ensemble de troisièmes véhicules 11 à 14).
Dans une quatrième opération, un faisceau de communication est généré pour chaque troisième véhicule sélectionné, le faisceau de communication généré pour un troisième véhicule couvrant spatialement ce troisième véhicule et étant dédié pour les communications de données entre le premier véhicule 10 et ce troisième véhicule.
L’ensemble des faisceaux de communication générés ont pour origine le radar 101 ayant détecté les troisièmes véhicules, ces faisceaux étant générés selon la méthode dite de filtrage spatial (de l’anglais « beamforming »). 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 l’anglais « phased array antenna ») de telle façon que dans des directions particulières, les signaux interfèrent de façon constructive tandis que dans d'autres directions les interférences soient destructives. Le filtrage spatial comprend par exemple un ajustement des paramètres d’émission et de réception d’un ensemble d’antennes du radar 101, les paramètres comprenant des paramètres de phase et/ou d’amplitude. Le radar 101 comprend par exemple une pluralité d’antennes en émission et une pluralité d’antennes en réception, ce qui permet de communiquer les données en V2V entre ces véhicules en s’appuyant sur la technologie dite MIMO (de l’anglais « Multiple Input Multiple Output » ou en français « Entrées multiples, sorties multiples »).
Ainsi, selon l’exemple de la , un premier faisceau de communication 110 est généré pour le troisième véhicule 11, ce troisième faisceau 110 ayant pour origine le radar du premier véhicule 10 et couvrant spatialement le troisième véhicule 11, et uniquement le troisième véhicule 11.
Un deuxième faisceau de communication 120 est généré pour le troisième véhicule 12, ce troisième faisceau 120 ayant pour origine le radar du premier véhicule 10 et couvrant spatialement le troisième véhicule 12, et uniquement le troisième véhicule 12.
Un troisième faisceau de communication 130 est généré pour le troisième véhicule 13, ce troisième faisceau 130 ayant pour origine le radar du premier véhicule 10 et couvrant spatialement le troisième véhicule 13, et uniquement le troisième véhicule 13.
Aucun faisceau de communication n’est généré pour le véhicule 14 car ce dernier, même s’il a été détecté par le radar du premier véhicule 10, ne correspond pas à un deuxième véhicule, c’est-à-dire qu’il n’est pas considéré comme étant un véhicule connecté.
Dans une cinquième opération, le premier véhicule 10 émet et/ou reçoit des données à destination et/ou depuis un ou plusieurs des troisièmes véhicules sélectionnés 11 à 13 en utilisant le radar et les faisceaux de communications générés 110, 120, 130 selon un mode de communication V2V, dans la bande de fréquence allouée au radar (c’est-à-dire par exemple la bande comprise entre 76 et 81 GHz).
Les troisièmes véhicules 11 à 13 avec lesquels le premier véhicule 10 est susceptible de communiquer en V2V sont également équipés d’un système de radars identique ou similaire à celui du premier véhicule 10 et configuré pour émettre et recevoir des ondes électromagnétiques pour la communication de données en V2V.
Sur la , à titre d’exemple illustratif, la communication de données entre le premier véhicule 10 et le troisième véhicule 11 via le faisceau 110 est mise en œuvre entre le radar 101 du premier véhicule 10 et le radar 111 du troisième véhicule 11, le cas échéant.
La communication de données entre le premier véhicule 10 et le troisième véhicule 12 via le faisceau 120 est mise en œuvre entre le radar 101 du premier véhicule 10 et le radar 121 du troisième véhicule 12, le cas échéant.
La communication de données entre le premier véhicule 10 et le troisième véhicule 13 via le faisceau 130 est mise en œuvre entre le radar 101 du premier véhicule 10 et le radar 131 du troisième véhicule 13, le cas échéant.
Les ondes électromagnétiques transmises pour le transport des données selon le mode de communication V2V 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 ».
Selon un mode de réalisation particulier, la bande de fréquences utilisés par le radar 101 est divisée en fréquence entre une première partie et une deuxième partie. Ainsi, une partie basse (la première partie) de la bande passante sur laquelle opère le radar est allouée pour la détection d’objet (c’est-à-dire pour la détection des troisièmes véhicules 11 à 13). Dit autrement, une partie basse de la bande de fréquences utilisées par un radar (c’est-à-dire la bande de fréquences comprises entre 76 et 81 GHz) est allouée pour l’émission d’ondes pour la détection des troisièmes véhicules. Une telle partie basse de la bande de fréquences est par exemple comprise entre 76 et 79 GHz.
Une partie haute (la deuxième partie) de la bande passante sur laquelle opère le radar est allouée pour la communication de données en V2V, la partie haute (ou deuxième partie) étant par exemple comprise entre 79 et 81 GHz.
Selon ce mode de réalisation, la première partie de la bande de fréquence allouée au radar 101 est réservée pour la détection d’objet alors que la deuxième partie de la bande de fréquence est elle allouée pour la communication de données en V2V, par exemple selon le principe de l’OFDM (de l’anglais « Orthogonal Frequency-Division Multiplexing » ou en français « Multiplexage par répartition de fréquences orthogonales »).
Selon un autre mode de réalisation particulier, la bande passante allouée au radar 101 est divisée temporellement pour d’une part la fonction de détection d’objet et d’autre part la communication de données en mode V2V.
Ainsi, des premiers intervalles temporels de la bande passante allouée au radar 101 sont alloués pour la détection d’objet et des deuxièmes intervalles temporels de la bande passante allouée au radar 101 sont alloués spécifiquement pour l’établissement des communications V2V. L’allocation des premiers intervalles et des deuxièmes intervalles est par exemple telle que les premiers et deuxièmes intervalles alternent selon tout schéma, par exemple de manière à alterner un premier intervalle temporel avec un deuxième intervalle temporel régulièrement.
L’invention permet de bénéficier de certains avantages du « beamforming » (par exemple plus de directivité dans les faisceaux d’émission) en ne générant les faisceaux de communication que pour les véhicules adaptés à un mode de fonctionnement en V2V.
La illustre schématiquement un dispositif 2 configuré pour détecter des objets et communiquer des données, selon un exemple de réalisation particulier et non limitatif de la présente invention. Le dispositif 2 correspond par exemple à un radar embarqué sur un véhicule, par exemple le premier véhicule 10 et/ou un ou plusieurs troisièmes véhicules 11 à 13. Selon une variante, le dispositif 2 correspond à un dispositif embarqué dans le premier véhicule 10, par exemple un calculateur en charge de contrôler un ou plusieurs radars du système de radars du premier véhicule 10
Le dispositif 2 est par exemple configuré pour la mise en œuvre des opérations décrites en regard de la et/ou des étapes du procédé décrit en regard de la . Les éléments du dispositif 2, individuellement ou en combinaison, peuvent être intégrés dans un unique circuit intégré, dans plusieurs circuits intégrés, et/ou dans des composants discrets. Le dispositif 2 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 2 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 2 comprend un (ou plusieurs) processeur(s) 20 (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 2. Le processeur 20 peut inclure de la mémoire intégrée, une interface d’entrée/sortie, et différents circuits connus de l’homme du métier. Le dispositif 2 comprend en outre au moins une mémoire 21 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 21. 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 21. La mémoire 21 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).
Selon un mode de réalisation particulier et non limitatif, le dispositif 2 comprend par exemple des moyens d’émission radio 24 configurés pour l’émission d’ondes électromagnétiques et des moyens de réception radio 25 configurés pour recevoir les échos des ondes émises par les moyens d’émission radio 24 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 2 comprend une interface radiofréquence RF 22, 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 2 comprend une interface de communication 23 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 230. L’interface de communication 23 correspond par exemple à un transmetteur configuré pour transmettre et recevoir des informations et/ou des données via le canal de communication 230. L’interface de communication 23 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 2 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, par exemple le dispositif 2 de la .
Dans une première étape 31, des premières informations représentatives de position de chaque deuxième véhicule d’un ensemble de deuxièmes véhicules sont reçues, les premières informations étant émises par chaque deuxième véhicule sur un canal de contrôle sur une première bande de fréquences selon un mode de communication de type véhicule vers véhicule, dit V2V.
Dans une deuxième étape 32, un ensemble de troisièmes véhicules est détecté à partir de deuxièmes informations obtenues d’un radar du système de radars opérant sur une deuxième bande de fréquences supérieure à la première bande de fréquences, les deuxièmes informations étant représentatives de position de chaque troisième véhicule.
Dans une troisième étape 33, au moins une partie de l’ensemble de troisièmes véhicules est sélectionné par comparaison des positions des deuxièmes véhicules avec les positions des troisièmes véhicules, la au moins une partie de l’ensemble de troisièmes véhicules comprenant chaque troisième véhicule de l’ensemble de troisièmes véhicules ayant pour position une position d’un deuxième véhicule.
Dans une quatrième étape 34, un faisceau de communication particulier à chaque troisième véhicule sélectionné est généré par filtrage spatial, chaque faisceau de communication ayant pour origine le radar et couvrant spatialement un unique troisième véhicule sélectionné.
Selon une variante, les variantes et exemples des opérations décrits en relation avec la 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 ou V2V, 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 2 de la .
Claims (10)
- Procédé de communication pour un premier véhicule (10), ledit premier véhicule (10) embarquant un système de radars à ondes millimétriques, ledit procédé comprenant les étapes suivantes :
- réception (31) de premières informations représentatives de position de chaque deuxième véhicule (11 à 13) d’un ensemble de deuxièmes véhicules, lesdites premières informations étant émises par chaque deuxième véhicule (11 à 13) sur un canal de contrôle sur une première bande de fréquences selon un mode de communication de type véhicule vers véhicule, dit V2V ;
- détection (32) d’un ensemble de troisièmes véhicules (11 à 14) à partir de deuxièmes informations obtenues d’un radar (101) dudit système de radars opérant sur une deuxième bande de fréquences supérieure à ladite première bande de fréquences, lesdites deuxièmes informations étant représentatives de position de chaque troisième véhicule ;
- sélection (33) d’au moins une partie (11 à 13) de l’ensemble de troisièmes véhicules (11 à 14) par comparaison des positions des deuxièmes véhicules avec les positions des troisièmes véhicules, ladite au moins une partie de l’ensemble de troisièmes véhicules comprenant chaque troisième véhicule de l’ensemble de troisièmes véhicules ayant pour position une position d’un deuxième véhicule ;
ledit procédé comprenant en outre l’étape suivante pour chaque troisième véhicule sélectionné (11 à 13) :
- génération (34), par filtrage spatial, d’un faisceau de communication (110, 120, 130) particulier audit chaque troisième véhicule sélectionné (11, 12, 13), chaque faisceau de communication ayant pour origine ledit radar (101) et couvrant spatialement un unique troisième véhicule sélectionné. - Procédé selon la revendication 1, comprenant en outre une étape de transmission de données selon ledit mode de communication V2V à destination dudit chaque troisième véhicule sélectionné (11, 12, 13) via le faisceau de communication particulier (110, 120, 130) audit chaque troisième véhicule sélectionné sur ladite deuxième bande de fréquences.
- Procédé selon la revendication 1 ou 2, pour lequel lesdites premières informations sont comprises dans un message de type message d’avertissement coopératif, dit message CAM.
- Procédé selon l’une des revendications 1 à 3, pour lequel, ledit radar (101) étant configuré pour une détection d’objet et pour un établissement d’au moins une communication selon ledit mode de communication V2V, ledit procédé comprend en outre les étapes suivantes :
- allocation d’une partie basse d’une bande passante sur laquelle opère ledit radar (101) pour ladite détection d’objet, ladite bande passante étant comprise entre 76 et 81 GHz et ladite partie basse étant comprise entre 76 et 79 GHz ; et
- allocation d’une partie haute de ladite bande passante pour l’établissement de ladite au moins une communication V2V, ladite partie haute étant comprise entre 79 et 81 GHz. - Procédé selon l’une des revendications 1 à 3, pour lequel, ledit radar (101) étant configuré pour une détection d’objet et pour un établissement d’au moins une communication selon ledit mode de communication V2V, ledit procédé comprend en outre les étapes suivantes :
- allocation de premiers intervalles temporels d’une bande passante allouée audit radar (101) pour ladite détection d’objet ;
- allocation de deuxièmes intervalles temporels de ladite bande passante pour l’établissement de ladite au moins une communication V2V. - Procédé selon l’une des revendications 1 à 5, pour lequel ladite génération par filtrage spatial comprend un ajustement de paramètres d’émission et de réception d’un ensemble d’antennes dudit radar (101), lesdits paramètres comprenant des paramètres de phase et/ou d’amplitude.
- Procédé selon l’une des revendications 1 à 6, pour lequel la position obtenue à partir desdites premières informations et ladite position obtenue à partir desdites deuxièmes informations sont exprimées dans un repère associé audit premier véhicule (10).
- 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 (2) de communication pour véhicule embarquant un système de radars à ondes millimétriques comprenant au moins un radar, ledit dispositif (2) comprenant une mémoire (21) associée à au moins un processeur (20) configuré pour la mise en œuvre des étapes du procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 7.
- Véhicule (10) comprenant le dispositif (2) selon la revendication 9.
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