FR3138400A1 - Procédé et dispositif de sécurisation d’une fonctionnalité de conduite autonome fournie par un système d’aide à la conduite d’un véhicule automobile - Google Patents

Procédé et dispositif de sécurisation d’une fonctionnalité de conduite autonome fournie par un système d’aide à la conduite d’un véhicule automobile Download PDF

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Abstract

L’invention porte sur un procédé de sécurisation d’une fonctionnalité de conduite autonome fournie par un système d’aide à la conduite d’un véhicule automobile (1) au moyen d’un dispositif informatique embarqué à bord du véhicule. L’invention concerne également un dispositif mettant en œuvre un tel procédé ainsi qu’un véhicule automobile (1) comprenant un tel dispositif. Figure pour l’abrégé : 1

Description

Procédé et dispositif de sécurisation d’une fonctionnalité de conduite autonome fournie par un système d’aide à la conduite d’un véhicule automobile Domaine technique de l’invention
La présente invention concerne le domaine du véhicule autonome, notamment celui de la voiture autonome. L’invention porte en particulier sur un procédé de sécurisation d’une fonctionnalité de conduite autonome fournie par un système d’aide à la conduite d’un véhicule automobile au moyen d’un dispositif informatique embarqué à bord du véhicule. L’invention concerne également un dispositif mettant en œuvre un tel procédé ainsi qu’un véhicule automobile comprenant un tel dispositif. L’invention s’applique aux véhicules automobiles tels que les véhicules terrestres à moteur, notamment les voitures.
 État de la technique antérieure
Il est connu que certains systèmes d’aide à la conduite de véhicules automobiles actuels, par exemple ceux équipant certaines voitures, fournissent des fonctionnalités qui permettent la prise en charge du guidage autonome des véhicules dans certains environnements de conduite particuliers. Grâce à ces systèmes, le conducteur peut donc s’il le souhaite lâcher le volant tout en maintenant sa vigilance dès lors que le système d’aide à la conduite assume le guidage du véhicule. Et pour fournir une telle fonctionnalité, certains systèmes d’aide à la conduite connus utilisent une modélisation de la trajectoire future du véhicule qu’ils déterminent en fonction de la cartographie et d’une détection des éléments de marquage au sol, généralement réalisée au moyen d’une caméra. Cette modélisation de la trajectoire future du véhicule est notamment utilisée pour estimer les risques de collisions compte tenu de l’environnement de conduite, en particulier des objets mobiles ou statiques qui s’y trouvent, et, selon l’existence ou non d’un risque de collision, autoriser ou interdire la fourniture de la fonctionnalité de conduite autonome. Or, il peut arriver que la détection des éléments de marquage au sol soit défaillante et que cela entraîne une modélisation erronée de la trajectoire future induisant une estimation incorrecte de l’existence d’un risque de collision. Lorsque cela se produit, certains systèmes d’aide à la conduite connus sont configurés pour réagir en informant immédiatement le conducteur de la nécessité de reprendre au plus vite le contrôle du véhicule, généralement en provoquant la diffusion d’une indication visuelle et/ou sonore dans l’habitacle du véhicule. Et afin de laisser le temps au conducteur de s’exécuter, cette indication est diffusée plusieurs secondes avant que le système d’aide à la conduite ne provoque ensuite l’arrêt sur voie du véhicule. Ainsi, pendant ce laps de temps entre la diffusion de l’indication et la reprise en main pas le conducteur, le système d’aide à la conduite doit être en mesure de gérer le guidage du véhicule de manière sûre.
L’invention vise à satisfaire ce besoin. L’invention a en particulier pour but de fournir un procédé et un dispositif qui permettent de maximiser la sécurité d’une fonctionnalité de conduite autonome fournie par un système d’aide à la conduite d’un véhicule automobile, en particulier pour permettre un guidage sûr du véhicule lorsqu’une reprise en main par le conducteur du véhicule s’avère nécessaire.
Afin d’atteindre ce but, l’invention concerne, selon un premier aspect, un procédé de sécurisation d’une fonctionnalité de conduite autonome fournie par un système d’aide à la conduite d’un premier véhicule automobile au moyen d’un dispositif informatique embarqué à bord du premier véhicule, le procédé comprenant les étapes de :
  1. déterminer des données caractérisant les coordonnées de plusieurs points de la trajectoire suivie par un deuxième véhicule automobile précédant le premier véhicule sur la même voie de circulation en utilisant un appareil de détection ;
  2. déterminer si des données caractérisant une première modélisation de la trajectoire future du premier véhicule utilisée à l’instant courant par le système d’aide à la conduite pour la fourniture de la fonctionnalité de conduite autonome implique un risque de collision ; et, lorsqu’il est établi que tel est le cas,
  3. provoquer la diffusion d’une indication visuelle et/ou sonore dans l’habitacle du premier véhicule en interagissant avec une interface homme-machine ;
  4. déterminer des données caractérisant une deuxième modélisation de la trajectoire future du premier véhicule en fonction des données caractérisant les coordonnées de plusieurs points de la trajectoire suivie par un deuxième véhicule précédant le premier véhicule sur la même voie de circulation ; et
  5. provoquer l’utilisation par le système d’aide à la conduite des données caractérisant la deuxième modélisation de la trajectoire future du premier véhicule pour la fourniture de la fonctionnalité de conduite autonome.
Selon une variante, l’étape iv) peut être réalisée tant que le conducteur du premier véhicule n’a pas posé ses mains sur le volant et au maximum pendant une durée préétablie.
Selon une autre variante, la durée préétablie peut être égale à cinq secondes.
Selon encore une autre variante, les données caractérisant une première modélisation de la trajectoire future du premier véhicule peuvent être déterminées en fonction de données caractérisant au moins un élément de cartographie déterminées en utilisant un système de navigation et de données caractérisant la localisation d’au moins un élément de marquage au sol déterminées en utilisant l’appareil de détection.
Selon un deuxième aspect, l’invention concerne un dispositif de sécurisation d’une fonctionnalité de conduite autonome fournie par un système d’aide à la conduite d’un véhicule automobile, le dispositif comprenant au moins une unité de traitement d’informations, comprenant au moins un processeur, et un support de stockage de données configurés pour mettre en œuvre un procédé tel que décrit ci-dessus.
Selon un troisième aspect, l’invention concerne un programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l’exécution des étapes d’un procédé tel que décrit ci-dessus lorsque ledit programme est exécuté par au moins un processeur.
Selon un quatrième aspect, l’invention concerne un support utilisable dans un ordinateur sur lequel un programme tel que décrit ci-dessus est enregistré.
Selon un cinquième aspect, l’invention concerne un véhicule automobile comprenant un dispositif tel que décrit ci-dessus.
Brève description des figures
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels :
est un schéma d’un véhicule selon l’invention évoluant dans une situation de conduite dans laquelle le procédé selon l’invention est mis en œuvre ;
est un diagramme fonctionnel d’un dispositif selon l’invention ; et
est un organigramme des étapes d’un procédé selon l’invention.
 Description détaillée de l’invention
La illustre un véhicule 1 selon l’invention circulant dans une situation de conduite dans laquelle le procédé selon l’invention décrit ci-après est mis en œuvre. Le véhicule 1 selon l’invention embarque un système d’aide à la conduite qui fournit une fonctionnalité de conduite autonome telle qu’évoquée en préambule et, de manière avantageuse, un dispositif de sécurisation d’une fonctionnalité de conduite autonome fournie par un système d’aide à la conduite d’un véhicule automobile selon l’invention décrit ci-dessous qui met en œuvre le procédé selon l’invention décrit ci-après. Lors de la mise en œuvre du procédé selon l’invention, la trajectoire suivie par un autre véhicule 2 précédant le véhicule autonome 1 sur la même voie de circulation est périodiquement déterminée. Ensuite, lorsqu’il est établi que la modélisation courante de la trajectoire future du véhicule (TRAJ1) qui est utilisée par le système d’aide à la conduite pour fournir la fonctionnalité de conduite autonome implique un risque de collision, c’est alors une autre modélisation de la trajectoire future (TRAJ2) déterminée en fonction de la trajectoire passée du véhicule précédant 2 qui est utilisée par le système d’aide à la conduite pour continuer à fournir la fonctionnalité de conduite autonome pendant le laps de temps qui permet au conducteur de reprendre la main. En d’autres termes, la trajectoire future du véhicule ne dépend donc plus à ce stade ni de la cartographie ni de la détection des éléments de marquage au sol mais uniquement de la trajectoire passée du véhicule précédant. Tant que le conducteur n’a pas repris la main, le système d’aide à la conduite guide donc avantageusement le véhicule selon la trajectoire qui est indéniablement la plus sûre qui soit puisque c’est celle qui a été suivie par le véhicule situé juste devant.
Le dispositif 100 de sécurisation d’une fonctionnalité de conduite autonome fournie par un système d’aide à la conduite d’un véhicule automobile selon l’invention qui est embarqué à bord du véhicule 1 selon l’invention est illustré sur la . Il s’agit d’un appareil informatique, qui comprend au moins une unité de traitement d’informations 101, comportant un ou plusieurs processeurs, un support de stockage de données 102, sur lequel est notamment enregistré un programme qui comprend des instructions de code de programme pour l’exécution des étapes du procédé selon l’invention décrit ci-après, et une interface d’entrée et sortie 103 permettant la réception et l’émission de données.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le dispositif 100 selon l’invention est hébergé sur un ou plusieurs calculateurs, unités de commande électroniques ou autres boitiers télématiques du véhicule 1. Selon le mode de réalisation préféré, celui illustré sur la , le dispositif 100 selon l’invention est hébergé sur un calculateur indépendant et il interagit par le biais de son interface d’entrée et sortie 103 et au moyen d’un réseau de communication filaire du véhicule 1 (e.g. CAN, Ethernet) – matérialisé sur la figure par les flèches à double sens – avec un calculateur du système d’aide à la conduite 200 du véhicule. Selon un autre mode de réalisation, le dispositif 100 selon l’invention fait partie intégrante d’un calculateur du système d’aide à la conduite 200 du véhicule. Ainsi, quel que soit le mode de réalisation, le dispositif 100 selon l’invention est toujours en mesure d’interagir, par le biais de son interface d’entrée et sortie 103, non seulement avec le système d’aide à la conduite 200 du véhicule, mais également, via celui-ci, avec tout autre appareil qui équipe et/ou interagit avec le système d’aide à la conduite 200. Grâce à ces moyens, le dispositif 100 selon l’invention peut donc notamment provoquer l’utilisation par le système d’aide à la conduite 200 de données caractérisant une modélisation particulière de la trajectoire future du véhicule pour fournir la fonctionnalité de conduite autonome.
En outre, le système d’aide à la conduite 200 du véhicule 1 selon l’invention comprend de manière conventionnelle au moins un appareil de détection 201 (e.g. lidar, radar, caméra, capteur à ultrasons, etc.), qu’il utilise pour percevoir l’environnement de conduite autour du véhicule, notamment les éléments de marquage au sol, et un ou plusieurs calculateurs, ordinateurs et/ou processeurs 202, qui, en fonction de données générées par l’appareil de détection 201, peuvent contrôler le fonctionnement de certains composants du véhicule qui gouvernent son déplacement (e.g. direction assistée électronique, correcteur électronique de trajectoire, ABS, régulateur de vitesse, etc.) afin de fournir la fonctionnalité de conduite autonome. De manière préférentielle, le système d’aide à la conduite 200 fournit la fonctionnalité de conduite autonome en utilisant prioritairement une modélisation de la trajectoire future du véhicule qu’il détermine en fonction de données caractérisant au moins un élément de cartographie déterminées en utilisant le système de navigation 203 du véhicule et de données caractérisant la localisation d’au moins un élément de marquage au sol déterminées en utilisant l’appareil de détection 201, préférentiellement une caméra. Ainsi, en interagissant avec ou en faisant partie intégrante d’un tel système d’aide à la conduite, le dispositif 100 selon l’invention est notamment en mesure de déterminer la localisation d’un véhicule précédant qui circule sur la même voie de circulation. En outre, il peut aussi déterminer si une modélisation de la trajectoire future du véhicule utilisée à l’instant courant par le système d’aide à la conduite pour la fourniture de la fonctionnalité de conduite autonome implique un risque de collision.
De plus, pour mettre en œuvre au moins une étape du procédé selon l’invention décrit ci-dessous, le dispositif 100 selon l’invention comprend également des moyens matériels et logiciels pour interagir avec une interface homme-machine 204 du véhicule, qui comprend conventionnellement un écran 205 et un haut-parleur 206 pour permettre la diffusion d’indications visuelles et/ou sonores dans l’habitacle du véhicule 1. Grâce à ces moyens, le dispositif 100 selon l’invention est avantageusement en mesure de provoquer la diffusion d’une indication visuelle et/ou sonore dans l’habitacle du véhicule.
Selon l’invention, tous les éléments décrits ci-dessus contribuent pour permettre la mise en œuvre d’un procédé de sécurisation d’une fonctionnalité de conduite autonome fournie par un système d’aide à la conduite d’un véhicule automobile, tel que décrit ci-dessous en lien avec les figures 1 et 3.
Selon une première étape 301 du procédé selon l’invention, le dispositif 100 selon l’invention détermine des données caractérisant les coordonnées de plusieurs points de la trajectoire suivie par le deuxième véhicule 2 précédant le premier véhicule 1 sur la même voie de circulation. Pour ce faire, le dispositif 100 selon l’invention interagit avec le système d’aide à la conduite 200, qui utilise son appareil de détection 201, préférentiellement un radar, pour modéliser constamment l’environnement de conduite autour du premier véhicule 1, notamment les objets statiques ou mobiles qui s’y trouvent et, en particulier, le deuxième véhicule 2 qui circule juste devant sur la même voie de circulation. Ainsi, en interrogeant de manière périodique le système d’aide à la conduite 200, le dispositif 100 selon l’invention détermine au cours de cette première étape 301 les coordonnées de plusieurs points de la trajectoire suivie par le deuxième véhicule 2, par exemple les coordonnées des six points illustrés sur la .
Ensuite, selon une deuxième étape 302 du procédé selon l’invention, le dispositif 100 selon l’invention détermine si des données caractérisant une première modélisation de la trajectoire future du premier véhicule utilisée à l’instant courant par le système d’aide à la conduite pour la fourniture de la fonctionnalité de conduite autonome implique un risque de collision. Pour cela, le dispositif 100 selon l’invention interagit de nouveau préférentiellement avec le système d’aide à la conduite 200. En effet, celui-ci fournit à ce stade la fonctionnalité de conduite autonome en utilisant une modélisation de la trajectoire future du premier véhicule (TRAJ1) qui est déterminée en fonction de la cartographie et d’une détection des éléments de marquage au sol, préférentiellement réalisée au moyen d’une caméra. Et pour continuellement déterminer si un risque de collision existe, le système d’aide à la conduite 200 procède de manière conventionnelle en fusionnant cette modélisation de la trajectoire future du premier véhicule (TRAJ1) avec une modélisation de l’environnement de conduite courant déterminée au moyen de l’appareil de détection 201, préférentiellement un radar. Ainsi, le dispositif 100 selon l’invention peut identifier la modélisation de la trajectoire future du véhicule qui est utilisée à l’instant courant par le système d’aide à la conduite 200 pour fournir la fonctionnalité de conduite autonome et, dès lors que le système d’aide à la conduite 200 établit qu’un risque de collision est induit par cette modélisation courante de la trajectoire future du premier véhicule 1, le dispositif 100 selon l’invention l’établit également.
Ensuite, lorsqu’il a établi qu’une première modélisation de la trajectoire future du premier véhicule utilisée à l’instant courant par le système d’aide à la conduite 200 pour la fourniture de la fonctionnalité de conduite autonome implique un risque de collision, le dispositif 100 selon l’invention réalise les étapes suivantes du procédé selon l’invention décrites ci-dessous.
Selon une troisième étape 303 du procédé selon l’invention, le dispositif 100 selon l’invention provoque la diffusion d’une indication visuelle et/ou sonore dans l’habitacle du premier véhicule 1. Pour ce faire, le dispositif 100 selon l’invention procède de manière conventionnelle en interagissant avec l’interface homme-machine 204. En effet, comme cela a été évoqué en préambule, la plupart des systèmes d’aide à la conduite connus sont déjà en mesure de provoquer la diffusion d’indications dans l’habitacle des véhicules, en particulier pour inciter le conducteur à reprendre la main. Ainsi, le dispositif 100 selon l’invention a établi qu’un risque de collision existe en lien avec une modélisation courante de la trajectoire future du véhicule et, en conséquence, il réalise de manière conventionnelle une étape consistant à alerter le conducteur.
Ensuite, selon une quatrième étape 304 du procédé selon l’invention, le dispositif 100 selon l’invention détermine avantageusement des données caractérisant une deuxième modélisation de la trajectoire future du premier véhicule en fonction des données caractérisant les coordonnées de plusieurs points de la trajectoire suivie par un deuxième véhicule précédant le premier véhicule sur la même voie de circulation. En d’autres termes, le dispositif 100 selon l’invention procède à ce stade en utilisant les coordonnées de la trajectoire suivie par le deuxième véhicule 2 qui ont été déterminées au cours de la première étape 301 du procédé pour déterminer une nouvelle modélisation de la trajectoire future du premier véhicule (TRAJ2), par exemple par interpolation des six points précédemment déterminés illustrés sur la . Et comme on l’a vu, cela a pour avantage que la trajectoire future du premier véhicule est dès lors basée non plus sur la cartographie et la détection des éléments de marquage au sol mais uniquement sur la trajectoire passée du deuxième véhicule 2.
Ensuite, selon une cinquième étape 305 du procédé selon l’invention, le dispositif 100 selon l’invention provoque l’utilisation par le système d’aide à la conduite 200 des données caractérisant la deuxième modélisation de la trajectoire future du premier véhicule pour la fourniture de la fonctionnalité de conduite autonome. En d’autres termes, le dispositif 100 selon l’invention instruit le système d’aide à la conduite 200 pour qu’il utilise la deuxième modélisation, celle déterminée à l’étape précédente du procédé qui ne dépend que de la trajectoire passée du deuxième véhicule 2, pour guider le véhicule à partir de cet instant. Ainsi, au terme de cette cinquième étape du procédé, le premier véhicule 1 est guidé selon une trajectoire qui est complétement différente de celle utilisée jusqu’alors, non seulement du point de vue de la manière de la déterminer (cartographie et éléments de marquage au sol vs. trajectoire passée du véhicule précédant) mais également en ce qui concerne les appareils de détection qui sont utilisés (caméra pour les éléments de marquage au sol vs. radar pour la trajectoire du véhicule précédant). De préférence, cette cinquième étape du procédé est réalisée jusqu’à ce que le conducteur pose ses mains sur le volant du véhicule, état de fait que le dispositif 100 selon l’invention détermine, par exemple, en interagissant avec un capteur dans le volant ou une caméra dans l’habitacle, et au maximum pendant une durée préétablie, par exemple cinq secondes. Ensuite, si le conducteur n’a toujours pas repris le contrôle, le dispositif 100 selon l’invention peut, par exemple, réaliser une étape additionnelle au cours de laquelle il provoque un arrêt sur voie (ou voie d’urgence) du véhicule. Ainsi, durant le laps de temps qui précède la reprise en main du conducteur, le premier véhicule 1 est avantageusement guidé selon la trajectoire la plus sûre qui soit puisque c’est celle qui a été suivie par le deuxième véhicule 2 qui est situé juste devant.
Ainsi, grâce au procédé et au dispositif selon l’invention décrits ci-dessus, une solution est fournie pour maximiser la sécurité d’une fonctionnalité de conduite autonome fournie par un système d’aide à la conduite d’un véhicule automobile, notamment pour permettre une conduite autonome sûre lorsque qu’une reprise en main du conducteur est nécessaire.

Claims (8)

  1. Procédé de sécurisation d’une fonctionnalité de conduite autonome fournie par un système d’aide à la conduite (200) d’un premier véhicule automobile (1) au moyen d’un dispositif informatique (100) embarqué à bord du premier véhicule,caractérisé en ce quele procédé comprend les étapes de :
    1. déterminer (301) des données caractérisant les coordonnées de plusieurs points de la trajectoire suivie par un deuxième véhicule automobile (2) précédant le premier véhicule sur la même voie de circulation en utilisant un appareil de détection (201) ;
    2. déterminer (302) si des données caractérisant une première modélisation de la trajectoire future du premier véhicule utilisée à l’instant courant par le système d’aide à la conduite pour la fourniture de la fonctionnalité de conduite autonome implique un risque de collision ; et, lorsqu’il est établi que tel est le cas,
    3. provoquer (303) la diffusion d’une indication visuelle et/ou sonore dans l’habitacle du premier véhicule en interagissant avec une interface homme-machine (204) ;
    4. déterminer (304) des données caractérisant une deuxième modélisation de la trajectoire future du premier véhicule en fonction des données caractérisant les coordonnées de plusieurs points de la trajectoire suivie par un deuxième véhicule précédant le premier véhicule sur la même voie de circulation ; et
    5. provoquer (305) l’utilisation par le système d’aide à la conduite (200) des données caractérisant la deuxième modélisation de la trajectoire future du premier véhicule pour la fourniture de la fonctionnalité de conduite autonome.
  2. Procédé selon la revendication 1,caractérisé en ce quel’étape iv) est réalisée tant que le conducteur du premier véhicule n’a pas posé ses mains sur le volant et au maximum pendant une durée préétablie.
  3. Procédé selon la revendication 2,caractérisé en ce quela durée préétablie est égale à cinq secondes.
  4. Procédé selon l’une des revendications précédentes,caractérisé en ce queles données caractérisant une première modélisation de la trajectoire future du premier véhicule sont déterminées en fonction de données caractérisant au moins un élément de cartographie déterminées en utilisant un système de navigation (203) et de données caractérisant la localisation d’au moins un élément de marquage au sol déterminées en utilisant l’appareil de détection (201).
  5. Dispositif (100) de sécurisation d’une fonctionnalité de conduite autonome fournie par un système d’aide à la conduite (200) d’un véhicule automobile,caractérisé en ce quele dispositif comprend au moins une unité de traitement d’informations (101), comprenant au moins un processeur, et un support de stockage de données (102) configurés pour mettre en œuvre un procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes.
  6. Programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l’exécution des étapes d’un procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 4 lorsque ledit programme est exécuté par au moins un processeur.
  7. Support utilisable dans un ordinateur,caractérisé en ce qu’un programme selon la revendication 6 y est enregistré.
  8. Véhicule automobile,caractérisé en ce qu’il comprend un dispositif (100) selon la revendication 5.
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