FR3139532A1 - Procédé de détection d’une collision prochaine, procédé d’étalonnage d’un système de détection de collision et véhicule automobile associé - Google Patents

Procédé de détection d’une collision prochaine, procédé d’étalonnage d’un système de détection de collision et véhicule automobile associé Download PDF

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Abstract

L’invention concerne un procédé de de détection d’une collision prochaine entre un véhicule automobile (10) et au moins un autre utilisateur (20, 30, 40, 50, 60, 70) présent dans l’environnement du véhicule automobile, le véhicule automobile comprenant un calculateur équipé d’une unité de communication et l’autre utilisateur comprenant un terminal mobile (21, 22, 23, 24, 25, 26, 31, 41, 51, 61, 71) configuré pour communiquer avec l’unité de communication du calculateur, le procédé comprenant, à deux instants successifs, des étapes de : - détection de la présence de l’autre utilisateur dans l’environnement du véhicule automobile par émission, par l’unité de communication du calculateur, d’un signal de communication sans fil, - réception, par l’unité de communication du calculateur, d’un signal de réponse émis par l’autre utilisateur suite à la réception du signal de communication sans fil, - détermination d’une donnée de localisation de l’autre utilisateur au moyen de caractéristiques du signal de réponse, et - détection d’une collision prochaine entre ledit véhicule automobile et l’autre utilisateur par détermination d’un indicateur de risque de collision fonction des données de localisation déterminées aux deux instants successifs. Figure pour l’abrégé : Fig. 2

Description

Procédé de détection d’une collision prochaine, procédé d’étalonnage d’un système de détection de collision et véhicule automobile associé Domaine technique de l'invention
La présente invention concerne de manière générale les aides à la conduite de véhicules automobiles.
L’invention concerne plus particulièrement un procédé de détection d’une collision prochaine entre un véhicule automobile et un autre utilisateur présent dans l’environnement du véhicule automobile.
Elle concerne également un procédé d’étalonnage d’un système de détection de collision entre un véhicule automobile et un autre utilisateur présent dans l’environnement du véhicule automobile.
L’invention concerne enfin un véhicule automobile associé.
 Etat de la technique
Dans un souci de sécurisation des véhicules automobiles, on équipe actuellement ces derniers de systèmes d’aide à la conduite (ou ADAS pour «Advanced driver-assistance systems» selon l’acronyme d’origine anglo-saxonne couramment utilisé) voire de systèmes de conduite hautement automatisée.
Parmi ces systèmes, on connait notamment les systèmes de freinage d’urgence automatique (plus connu sous l’abréviation AEB, de l’anglais «Automatic Emergency Braking»), conçus pour éviter toute collision avec des obstacles situés dans la voie empruntée par le véhicule, en agissant simplement sur le système de freinage conventionnel du véhicule automobile.
On connaît également les systèmes d’évitement automatique (plus connu sous l’abréviation AES, de l’anglais «Automatic Evasive Steering » ou « Automatic Emergency Steering») qui permettent d’éviter l’obstacle en déviant le véhicule de sa trajectoire, en agissant sur la direction du véhicule.
Ces systèmes permettent, d’une manière générale, de détecter une collision imminente avec un autre véhicule automobile, d’alerter le conducteur et d’actionner, si besoin, le système de freinage jusqu’à l’arrêt complet du véhicule automobile.
Pour permettre cette détection, ces systèmes comprennent généralement des capteurs munis de radars et/ou de lasers (tels que des lidars, pour «Laser Imaging Detection And Ranging») et/ou des capteurs d’acquisition d’images comme des caméras. Ces différents capteurs sont positionnés à l’avant du véhicule automobile (par exemple derrière le pare-chocs) ou à l’avant du tableau de bord, dans l’habitacle du véhicule automobile. L’analyse des données issues de ces capteurs permet de localiser d’autres véhicules dans l’environnement du véhicule automobile d’intérêt et d’évaluer un risque de collision avec l’un d’eux.
Cependant, les différents capteurs utilisés présentent des inconvénients, notamment en cas de conditions météorologiques défavorables, par exemple en cas de temps brumeux ou pluvieux.
En effet, les gouttelettes d’eau présentes dans l’air en cas de temps brumeux ou pluvieux diffusent ou dévient le faisceau laser émis par un lidar, ce qui rend ensuite délicate l’analyse des faisceaux réfléchis pour la détection des objets présents dans l’environnement du véhicule automobile. De même, les gouttes d’eau présentes sur un pare-brise peuvent occulter tout ou partie du champ de vision d’un capteur d’acquisition positionné dans l’habitacle du véhicule automobile. Dans ces conditions, la détection d’autres utilisateurs de la route dans l’environnement du véhicule automobile est donc difficile voire même impossible.
De plus, en cas de dysfonctionnement et/ou d’indisponibilité du système de détection dans le véhicule automobile, le conducteur ne peut compter que sur sa vigilance (et son acuité visuelle) pour éviter une éventuelle collision.
 Présentation de l'invention
Afin de remédier aux inconvénients précités, la présente invention propose d’améliorer la détection d’une éventuelle collision, quelles que soient les conditions météorologiques ou en cas de dysfonctionnement ou d’indisponibilité de systèmes de détection dans le véhicule automobile.
Plus particulièrement, on propose selon l’invention un procédé de détection d’une collision prochaine entre un véhicule automobile et au moins un autre utilisateur présent dans l’environnement du véhicule automobile, le véhicule automobile comprenant un calculateur équipé d’une unité de communication et l’autre utilisateur comprenant un terminal mobile configuré pour communiquer avec l’unité de communication du calculateur, le procédé comprenant, à deux instants successifs, des étapes de :
- détection de la présence de l’autre utilisateur dans l’environnement du véhicule automobile par émission, par l’unité de communication du calculateur, d’un signal de communication sans fil,
- réception, par l’unité de communication du calculateur, d’un signal de réponse émis par l’autre utilisateur suite à la réception du signal de communication sans fil,
- détermination d’une donnée de localisation de l’autre utilisateur au moyen de caractéristiques du signal de réponse, et
- détection d’une collision prochaine entre ledit véhicule automobile et l’autre utilisateur par détermination d’un indicateur de risque de collision fonction des données de localisation déterminées aux deux instants successifs.
Ainsi, d’après la présente invention, la détection d’une éventuelle collision est réalisée en utilisant les communications sans fil qui peuvent être établies entre le calculateur du véhicule automobile et les autres utilisateurs de la route. Ce procédé est particulièrement simple à mettre en œuvre car il repose sur l’établissement de communications sans fil avec des terminaux mobiles couramment utilisés aujourd’hui.
De plus, ces communications sans fil peuvent être mises en œuvre quelles que soient les conditions météorologiques. Par ailleurs, cette détection ne repose pas non plus sur l’utilisation de capteurs présents dans le véhicule, dont les éventuels dysfonctionnements ou indisponibilités peuvent être préjudiciables pour la détection d’éventuelles collisions.
D’autres caractéristiques avantageuses et non limitatives du procédé de détection conforme à l’invention, prises individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles, sont les suivantes :
- l’indicateur du risque de collision est déterminé par calcul d’un taux d’accroissement entre les données de localisation déterminées aux deux instants successifs ;
- chaque donnée de localisation déterminée comportant une distance relative entre le véhicule automobile et l’autre utilisateur, à l’étape de détection de collision, il est prévu des sous-étapes de :
a) détermination d’un signe de l’indicateur de risque de collision, et
b) comparaison de l’une au moins des distances relatives déterminées avec un seuil de distance prédéterminée,
une collision prochaine étant détectée lorsque l’indicateur du risque de collision est négatif et que ladite distance relative est inférieure audit seuil de distance prédéterminée ;
- le seuil de distance prédéterminée est inférieur à 15 mètres ;
- à chaque instant successif, il est prévu une étape d’identification de l’autre utilisateur par un élément d’identification transmis dans ledit signal de réponse ;
- il est prévu des étapes de :
a1) chiffrement dudit élément d’identification, et
b1) mémorisation dudit élément d’identification chiffré dans une mémoire dudit calculateur ;
- avant la détermination de l’indicateur du risque de collision, il est prévu une étape de lissage des données de localisation ;
- l’étape de lissage des données de localisation est réalisée par détermination d’une moyenne mobile exponentielle ;
- la communication sans fil est établie selon la norme Bluetooth® ; et
- la communication sans fil est établie selon la technique de modulation Ultra Large Bande.
L’invention concerne également un procédé d’étalonnage d’un système de détection de collision entre un véhicule automobile et au moins un autre utilisateur présent dans l’environnement du véhicule automobile, ledit système de détection comprenant au moins un capteur de télédétection et/ou d’imagerie et une unité de commande, le véhicule automobile comprenant un calculateur muni d’une unité de communication, le procédé comprenant des étapes de :
- acquisition, par le capteur de télédétection et/ou d’imagerie, de données concernant l’environnement du véhicule automobile,
- détermination d’une donnée de localisation de l’autre utilisateur en fonction des données acquises et compte-tenu de paramètres de traitement de l’unité de commande du système de détection,
- obtention de la donnée de localisation dudit autre utilisateur par la mise en œuvre du procédé de détection décrit précédemment,
- détermination d’une différence entre la donnée de localisation déterminée et la donnée de localisation obtenue, puis
si ladite différence est supérieure à un seuil prédéterminé,
- actualisation de paramètres de traitement de l’unité de commande
L’invention concerne également un véhicule automobile comprenant un calculateur configuré pour mettre en œuvre un procédé de détection de collision tel qu’introduit précédemment.
Bien entendu, les différentes caractéristiques, variantes et formes de réalisation de l'invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres.
 Description détaillée de l'invention
La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d’exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l’invention et comment elle peut être réalisée.
Sur les dessins annexés :
représente une vue schématique du dessus d’un véhicule automobile adapté à mettre en œuvre un procédé conforme à l’invention ;
est une vue schématique de dessus du véhicule automobile et d’autres utilisateurs de la route présents dans l’environnement du véhicule automobile ;
représente, sous forme de logigramme, un exemple de procédé de détection d’une collision entre le véhicule automobile et un autre utilisateur de la route conforme à l’invention ; et
représente, sous forme de logigramme, un exemple de procédé d’étalonnage d’un système de détection de collision conforme à l’invention.
Sur la , on a représenté un véhicule 10 automobile adapté à mettre en œuvre l’invention.
Il s’agit ici d’une voiture. En variante, il pourrait s’agir d’un autre type de véhicule (camion, moto…).
Ici, ce véhicule 10 comporte classiquement un habitacle dans lequel se trouvent notamment un siège pour le conducteur du véhicule, une planche de bord 14 avec un écran d’affichage 13, et un volant 12.
Ce véhicule 10 comporte un groupe motopropulseur, un système de freinage et un système de direction permettant de faire tourner le véhicule (non visibles sur la figure). Classiquement, le système de direction comporte un actionneur de direction assistée pilotable électroniquement, le groupe motopropulseur comporte un actionneur de commande de moteur pilotable électroniquement, et le système de freinage comporte un actionneur de freinage pilotable électroniquement.
Le véhicule 10 comporte par ailleurs une unité électronique et/ou informatique de traitement (ci-après appelée calculateur 11) comprenant au moins un microprocesseur ou microcontrôleur, au moins une mémoire et des interfaces d'entrée et de sortie.
Grâce à ses interfaces d'entrée, le calculateur 11 est adapté à recevoir différentes données d’entrée, qui proviennent de capteurs ou de calculateurs tiers.
Par exemple, parmi ces capteurs, il est par exemple prévu :
- un dispositif tel qu’une caméra frontale et/ou une caméra latérale, permettant de repérer la position du véhicule automobile 10 par rapport à sa voie de circulation, et
- un dispositif tel qu’un télédétecteur RADAR et/ou un télédétecteur LIDAR, permettant de détecter les bords de la route.
Ces différents capteurs peuvent par exemple être utilisés dans le cadre d’un système de détection 15 de collision équipant de manière optionnelle le véhicule automobile 10. Les données acquises par ces différents capteurs sont par exemple traitées et analysées par une unité de commande 17 comprise dans ce système de détection 15.
Grâce à ses interfaces de sortie, le calculateur 11 est adapté à commander l’écran d’affichage 13, l’actionneur de direction assistée, l’actionneur de commande de moteur, et l’actionneur de freinage.
Ainsi, le calculateur 11 est adapté à mettre en œuvre des fonctions d’aide à la conduite et/ou des fonctions de conduite automatisée (grâce auxquelles le véhicule automobile 10 peut évoluer dans la circulation de façon autonome, sans intervention du conducteur).
Grâce à sa mémoire, le calculateur 11 mémorise une application informatique, constituée de programmes d’ordinateur comprenant des instructions dont l’exécution par le calculateur permet la mise en œuvre du procédé de suivi décrit ci-après.
Enfin, dans le contexte de la présente invention, le calculateur 11 comprend une unité de communication 11A configurée pour communiquer, via une communication sans fil, avec d’autres équipements électroniques présents dans l’environnement du véhicule automobile 10. Par exemple, l’unité de communication 11A peut entrer en communication avec un terminal mobile 21, 22, 23, 24, 25, 26, 31, 41, 51, 61, 71 porté par un autre utilisateur 20, 30, 40, 50, 60, 70 de la route ( ).
Ce terminal mobile 21, 22, 23, 24, 25, 26, 31, 41, 51, 61, 71 est par exemple un téléphone portable intelligent (ou «smartphone» selon l’appellation d’origine anglo-saxonne couramment utilisée).
En variante, il pourrait s’agir d’un autre type de terminal mobile, par exemple d’une montre connectée, d’une paire de lunettes connectée, d’une tablette numérique ou encore d’une autre unité de communication d’un autre véhicule automobile.
Ici la communication sans fil est par exemple de type Bluetooth®. La présente invention trouve une application particulièrement avantageuse dans le cadre d’une connexion Bluetooth®à basse énergie (ou BLE pour «Bluetooth Low Energy» selon l’acronyme d’origine anglo-saxonne couramment utilisé).
Ce type de communication sans fil est particulièrement avantageux car il consomme très peu d’énergie pour la transmission de signaux.
En variante, la communication sans fil peut être de type de modulation Ultra Large Bande (ou UWB pour «Ultra Wide Band»).
Bien entendu, d’autres protocoles de communication pourraient également être employés.
D’une manière générale, dans la présente invention, on considère que le véhicule automobile 10 circule sur une voie de circulation 100A. Sur la , on a représenté le véhicule automobile 10 circulant sur la voie de circulation 100A menant à un croisement 200 avec d’autres voies de circulation 100B, 101A, 101B, 102A, 102B, 103A, 103B.
Comme le montre la , d’autres utilisateurs 20, 30, 40, 50, 60, 70 de la route sont présents sur ces voies de circulation 100B, 101A, 101B, 102A, 102B, 103A, 103B. Il s’agit par exemple d’autres véhicules tel qu’un bus 20, une personne sur une bicyclette 60, un deux-roues 30, un camion 40, un piéton 50 ou une autre voiture 70.
Ici, chaque autre utilisateur 20, 30, 40, 50, 60, 70 de la route est équipé d’un terminal mobile 21, 22, 23, 24, 25, 26, 31, 41, 51, 61, 71. Dans le bus 20, on considère par exemple que plusieurs personnes sont équipées chacune d’un terminal mobile 21, 22, 23, 24, 25, 26.
La présente invention concerne un procédé de détection de collision prochaine entre le véhicule automobile 10 et l’un ou plusieurs des autres utilisateurs 20, 30, 40, 50, 60, 70 de la route. Ce procédé vise à permettre de détecter une éventuelle prochaine collision (en amont, avant qu’elle se produise) à partir de communications sans fil établies entre le véhicule automobile 10 et au moins un autre utilisateur 20, 30, 40, 50, 60, 70 de la route.
Plus particulièrement, grâce aux communications sans fil établies entre l’unité de communication 11A du calculateur 11 du véhicule automobile 10 et chaque terminal mobile 21, 22, 23, 24, 25, 26, 31, 41, 51, 61, 71 équipant l’un des autres utilisateurs 20, 30, 40, 50, 60, 70 de la route, le procédé selon l’invention permet à chaque instant de localiser chacun des autres utilisateurs 20, 30, 40, 50, 60, 70 (simultanément). Puis en suivant le déplacement relatif de chacun des autres utilisateurs 20, 30, 40, 50, 60, 70 par rapport au véhicule automobile 10, le procédé permet d’évaluer le risque d’une prochaine collision pour le véhicule automobile 10.
Pour cela, le procédé de détection est mis en œuvre de manière itérative, à intervalles de temps réguliers, lors du déplacement du véhicule automobile 10. Ce procédé est par exemple exécuté en boucle entre le démarrage et l’arrêt du véhicule automobile 10.
Comme cela ressort de la description qui suit et qui est représentée, sous forme de logigramme, sur la , certaines étapes du procédé sont donc répétées en boucle à pas de temps régulier. Ce pas de temps est par exemple compris entre 5 et 100 millisecondes, de préférence de l’ordre de 10 millisecondes.
Comme le montre la , le procédé débute à l’étape E2 d’initialisation d’une variable temporelle t. Cette variable temporelle t correspond à l’instant de début de mise en œuvre du procédé. Par exemple ici, cette variable temporelle t est initialisée à l’instant t0. On considérera ici que cet instant t0correspond à un instant distinct du moment où le véhicule 10 est démarré.
Le procédé se poursuit ensuite à l’étape E4. Lors de cette étape, l’unité de communication 11A du calculateur 11 du véhicule automobile 10 émet une pluralité de signaux de communication sans fil dans toutes les directions autour du véhicule automobile 10. En d’autres termes, l’unité de communication 11A scanne l’environnement entourant le véhicule automobile 10 par l’émission de cette pluralité de signaux de communication sans fil. Cette pluralité de signaux de communication sans fil vise à détecter la présence d’un ou plusieurs utilisateurs 20, 30, 40, 50, 60, 70 dans l’environnement du véhicule automobile 10.
Chaque terminal mobile 21, 22, 23, 24, 25, 26, 31, 41, 51, 61, 71 équipant les autres utilisateurs 20, 30, 40, 50, 60, 70, qui reçoit le signal de communication émis par l’unité de communication 11A, émet, en réponse, un signal de communication sans fil de réponse (étape E4).
A l’étape E6, ce signal de communication sans fil de réponse est reçu par l’unité de communication 11A du calculateur 11. A l’issue de cette étape, le calculateur 11 dispose donc d’une liste de l’ensemble des autres utilisateurs présents dans l’environnement du véhicule automobile 10 (ayant émis une réponse au signal de communication sans fil).
Il peut être noté ici que le véhicule automobile 10 peut également comprendre des terminaux mobiles (non représentés) qui pourraient éventuellement recevoir le signal de communication émis par le calculateur 11 et émettre en retour un signal de communication sans fil de réponse. Toutefois, ces terminaux mobiles ont par exemple été identifiés par le calculateur 11, préalablement à la mise en œuvre du procédé. Ils ne sont donc pas considérés dans la présente invention.
Plus précisément, à l’étape E8, le calculateur 11 identifie chaque autre utilisateur 20, 30, 40, 50, 60, 70 grâce au signal de communication sans fil de réponse qui comprend un élément d’identification associé à l’autre utilisateur 20, 30, 40, 50, 60, 70 concerné.
En effet, dans le cadre de la communication sans fil établie entre l’unité de communication 11A et chaque autre utilisateur 20, 30, 40, 50, 60, 70, chaque autre utilisateur 20, 30, 40, 50, 60, 70 présente un élément d’identification unique qui lui est associé (aussi appelé UUID pour «Universal Unique Identifier»). Le calculateur 11 reçoit cet élément d’identification associé à chaque autre utilisateur 20, 30, 40, 50, 60, 70 lors de la réception du signal de communication sans fil de réponse.
Cet élément d’identification permet au calculateur 11 de suivre à chaque instant l’autre utilisateur 20, 30, 40, 50, 60, 70 concerné.
Comme cela est représenté sur la , le procédé se poursuit à l’étape E10, lors de laquelle le calculateur 11 procède au chiffrement de chaque élément d’identification reçu. En effet, afin d’assurer une protection des données des autres utilisateurs 20, 30, 40, 50, 60, 70, l’élément d’identification de chaque autre utilisateur 20, 30, 40, 50, 60, 70 n’est pas manipulé en tant que tel par le calculateur 11.
Le chiffrement de l’élément d’identification est par exemple mis en œuvre par application d’une fonction de hachage cryptographique utilisant une clé de chiffrement secrète. Cette fonction de hachage cryptographique est par exemple un code d’authentification de message de hachage à clé du type HMAC-SHA-1 (avec HMAC pour «keyed-hash message authentication code»).
L’élément d’identification chiffré est ensuite mémorisé dans la mémoire du calculateur 11 (étape E12).
Le procédé se poursuit à l’étape E14. Lors de cette étape, le calculateur 11 détermine une donnée de localisation associée à chaque autre utilisateur 20, 30, 40, 50, 60, 70. Grâce à la communication sans fil établie, cette donnée de localisation est déduite des caractéristiques du signal de communication sans fil reçu, par le calculateur 11, pour chaque autre utilisateur 20, 30, 40, 50, 60, 70.
Par exemple, dans le cadre d’une communication sans fil de type Bluetooth® à basse énergie, la donnée de localisation est déduite des données de puissance du signal de réponse (ou RSSI pour «Received Signal Strength Indication») ainsi que des angles d’arrivée («Angle of Arrival») et de départ («Angle of Departure») de ce signal.
En pratique ici, la donnée de localisation associée à chaque autre utilisateur 20, 30, 40, 50, 60, 70 est représentée par les coordonnées sphériques de cet autre utilisateur 20, 30, 40, 50, 60, 70 dans le repère du véhicule automobile 10.
De manière générale, comme cela est représenté sur la , on définit, par rapport au véhicule automobile 10, un repère véhicule orthonormé (en coordonnées cartésiennes) caractérisé par une origine O située par exemple au milieu de l’essieu avant, un axe longitudinal X orienté de l’avant vers l’arrière du véhicule, un axe latéral Y, et un axe Z vertical orienté vers le haut (le véhicule étant considéré à l’horizontal).
Les coordonnées sphériques sont alors définies, par rapport à ce repère orthonormé avec (pour chaque autre utilisateur i parmi les autre utilisateurs 20, 30, 40, 50, 60, 70) : rila distance radiale définie comme la distance entre le véhicule automobile 10 et l’autre utilisateur i concerné, θi, l’angle polaire défini comme l’angle de décalage, dans le plan de la route, entre le véhicule automobile 10 et l’autre utilisateur i concerné et φi, l’angle azimutal défini comme un angle caractérisant une différence d’altitude entre le véhicule automobile 10 et l’autre utilisateur i concerné.
D’après le contexte de la présente invention, l’angle azimutal φiest faible et caractérise peu la localisation des autres utilisateurs 20, 30, 40, 50, 60, 70.
Ces coordonnées sphériques sont fonction du temps. Ainsi, à l’instant t0, à l’étape E14, pour chaque autre utilisateur, le calculateur 11 détermine les coordonnées sphériques de chaque autre utilisateur i par rapport au véhicule automobile 10.
En variante, la donnée de localisation pourrait être représentée par des coordonnées cartésiennes.
Finalement, à l’issue de l’étape E14, le calculateur 11 dispose de données de localisation, à l’instant t0, pour chaque autre utilisateur 20, 30, 40, 50, 60, 70 présent dans l’environnement du véhicule automobile 10. En particulier, à partir de chaque donnée de localisation déterminée, le calculateur 11 déduit le positionnement relatif (avant, arrière, droite, gauche) de chaque autre utilisateur 20, 30, 40, 50, 60, 70 par rapport au véhicule automobile 10.
A l’étape E16, le calculateur 11 met en œuvre une étape de lissage de la donnée de localisation. Cette étape de lissage présente l’avantage de permettre de s’affranchir d’écarts ponctuels ou de minimiser le bruit issu de la détermination brute des données de localisation.
Cette étape de lissage correspond par exemple à un filtrage passe-bas du premier ordre des données de localisation.
Par exemple, cette étape de lissage est réalisée par une méthode de détermination d’une moyenne mobile exponentielle de la distance radiale.
Dans le cadre de cette méthode, la moyenne mobile rmoy_ide la distance radiale est donnée par l’expression suivante :
avec ri(t0) la distance radiale déterminée entre le véhicule automobile 10 et l’autre utilisateur i concerné déterminée à l’instant courant t0, rmoy_i(t0-Δt) la moyenne mobile déterminée à l’instant précédent, rmoy_i(t0) la moyenne mobile déterminée à l’instant courant et α une constante de lissage définie par l’expression suivante :
avec N un nombre entier à choisir en fonction de la précision de lissage souhaitée.
Il faut noter que la moyenne mobile rmoy_i(t0-Δt) au tout premier instant de mis en œuvre du procédé est par exemple égale à la première valeur déterminée de la distance radiale entre le véhicule automobile 10 et l’autre utilisateur i concerné.
Comme le montre la , le procédé se poursuit à l’étape E18, lors de laquelle la variable temporelle t est incrémentée d’un pas de temps prédéterminé. L’instant auquel sont mises en œuvre les étapes suivantes (après incrémentation) est appelé dans la suite « instant courant ».
Les étapes E20 à E32 sont respectivement les mêmes que les étapes E4 à E18 décrites précédemment. Elles visent à permettre la détermination d’une autre donnée de localisation pour chaque autre utilisateur 20, 30, 40, 50, 60, 70, à l’instant courant.
Ainsi, à l’étape E30, et de manière similaire à l’étape E14 décrite précédemment, le calculateur 11 détermine une autre donnée de localisation associée à chaque autre utilisateur 20, 30, 40, 50, 60, 70 et correspondant à sa localisation à l’instant courant.
Par exemple, le calculateur 11 détermine les coordonnées sphériques de chaque autre utilisateur 20, 30, 40, 50, 60, 70 à l’instant courant.
Ainsi, à l’issue de l’étape E30, le calculateur 11 dispose, pour chaque autre utilisateur 20, 30, 40, 50, 60, 70, de deux données de localisation déterminées à deux instants successifs. Ces deux données de localisation déterminées à deux instants successifs vont permettre d’évaluer la possibilité qu’une collision entre le véhicule automobile 10 et l’un au moins des autres utilisateurs 20, 30, 40, 50, 60, 70 de la route survienne.
De manière similaire à l’étape E16 décrite précédemment, à l’étape E32, le calculateur 11 met en œuvre une étape de lissage des données de localisation.
Par exemple, dans le cadre de la méthode de moyenne mobile, à l’instant courant, la moyenne mobile rmoy_ide la distance radiale est donnée par l’expression suivante :
avec ri(t0+Δt) la distance radiale déterminée entre le véhicule automobile 10 et l’autre utilisateur i concerné déterminée à l’instant courant t0+Δt, rmoy_i(t0) la moyenne mobile déterminée à l’instant précédent (ici t0), rmoy_i(t0+Δt) la moyenne mobile déterminée à l’instant courant et α la constante de lissage définie précédemment.
Pour détecter une éventuelle collision, le calculateur 11 détermine, à l’étape E34, un indicateur du risque de collision en fonction de deux données de localisation déterminées aux deux instant successifs et lissées (étapes E16 et E32).
En pratique, cet indicateur du risque de collision est déterminé par calcul d’un taux d’accroissement entre les deux données de localisation déterminées pour un même autre utilisateur aux deux instants successifs et lissées.
A ce stade, on peut noter que l’élément d’identification permet de garantir que les données de localisation successivement acquises à des instants successifs sont bien associées au même autre utilisateur.
Dans le cas où les données de localisation sont représentées au moyen des coordonnées sphériques, le calculateur 11 détermine le taux d’accroissement de la distance radiale (lissée) entre le véhicule automobile 10 et chaque autre utilisateur i entre l’instant t0(instant précédent) et l’instant courant (t0incrémenté d’un pas de temps Δt).
Ainsi, pour une autre utilisateur i, le taux d’accroissement (noté τ est donné par l’expression suivante) :
Autrement formulé, ce taux d’accroissement est une vitesse instantanée de rapprochement ou d’éloignement de l’autre utilisateur considéré.
En variante, l’indicateur du risque de collision pourrait être déterminé directement à partir des données de localisation déterminées aux étapes E14 et E30 (non lissées).
Un fois l’indicateur du risque de collision déterminé, le procédé se poursuit à l’étape E36. Lors de cette étape, le calculateur 11 détermine le signe de l’indicateur du risque de collision. L’interprétation du signe de cet indicateur du risque de collision permet de comprendre le déplacement relatif du véhicule automobile 10 par rapport à l’autre utilisateur i concerné.
Plus précisément, un signe négatif de l’indicateur du risque de collision signifie que le véhicule automobile 10 et l’autre utilisateur i concerné se rapprochent, tandis qu’un signe positif de cet indicateur signifie que le véhicule automobile 10 et l’autre utilisateur i concerné s’éloignent.
Si l’indicateur du risque de collision est positif, le procédé se poursuit à l’étape E38. Dans ce cas, comme le véhicule automobile 10 et l’autre utilisateur i s’éloignent, le calculateur 11 estime que le risque de collision (avec cet autre utilisateur i) est nul. Dans cette éventualité, à l’étape E38, le calculateur 11 commande l’affichage, par exemple sur l’écran présent dans l’habitacle du véhicule automobile 10, de la localisation de l’autre utilisateur i concerné à titre informatif. En variante, le calculateur 11 peut n’émettre aucune information à ce sujet à l’attention du conducteur.
Par exemple, pour la situation illustrée sur la , on pourrait considérer que le véhicule automobile 70 s’éloigne du croisement 200 et donc du véhicule automobile 10. Dans ce cas, le risque de collision est nul et le conducteur du véhicule automobile 10 n’est par exemple pas informé de la présence de cet autre véhicule automobile 70.
Comme le montre la , le procédé se poursuit ensuite à l’étape E50 lors de laquelle la variable temporelle est incrémentée d’un pas de temps pour exécuter le procédé à l’instant suivant. Le procédé se poursuit alors à l’étape E16 avec, comme instant courant, le précédent instant courant incrémenté d’un pas de temps supplémentaire.
Dans le cas où, à l’étape E36, l’indicateur du risque de collision a été indiqué comme négatif, le procédé se poursuit à l’étape E40. Lors de cette étape, la distance radiale (lissée), à l’instant courant, entre le véhicule automobile 10 et l’autre utilisateur i concerné est comparée à un seuil de distance prédéterminée. Ce seuil de distance prédéterminée permet de fixer une limite de distance en dessous de laquelle il est probable qu’une collision survienne entre le véhicule automobile 10 et l’autre utilisateur i concerné. Ce seuil de distance prédéterminée est par exemple inférieur à 15 mètres.
De manière avantageuse ici, et comme cela est représenté sur la , il est possible de définir trois zones Z1, Z2, Z3de risque de collision. Chacune de ces zones Z1, Z2, Z3est définie comme un cercle d’origine O et de rayon d1, d2, d3respectif.
Chacune de ces zones Z1, Z2, Z3caractérise un risque de collision différent. Par exemple, la zone Z1de rayon d1correspond à un risque de collision élevé, la zone Z2de rayon d2correspond à un risque de collision moyen et la zone Z3de rayon d3correspond à un risque de collision faible.
Dans le cadre de la présente invention, le rayon d1est par exemple égal à 5 mètres, le rayon d2est par exemple égal à 10 mètres et le rayon d3est par exemple égale à 15 mètres.
En d’autres termes, à l’étape E40 (sachant que l’indicateur du risque de collision est négatif, donc que le véhicule automobile 10 et l’autre utilisateur i se rapprochent), le calculateur 11 compare la distance radiale (lissée) aux rayons d1, d2, d3.
Si la distance radiale (lissée) est inférieure au rayon d1, cela signifie que, en plus de se rapprocher, le véhicule automobile 10 et l’autre utilisateur i sont déjà très proches. Le risque de collision est ici très élevé. Dans le cas de la situation représentée sur la , le bus 20 pourrait être dans cette situation si le véhicule automobile 10 continue d’avancer alors que le bus 20 est à l’arrêt.
Le procédé se poursuit ici à l’étape E42. Le calculateur 11 génère une alerte quant à l’imminence d’une collision avec un autre utilisateur i de son environnement. Cette alerte est ici sonore (via les enceintes de véhicule), haptique (via des vibrations du volant) ou visuelle (via l’écran d’affichage).
L’alerte sonore peut par exemple correspondre à un signal dont la fréquence sonore est élevée (tel que celui émis par un radar de recul lors d’une distance très faible entre le véhicule à l’obstacle détecté). Dans ce cas, le calculateur 11 peut également générer une commande d’un système de freinage d’urgence pour éviter la collision ou, si cela n’est plus possible, limiter les dégâts d’une telle collision.
Si la distance radiale (lissée) est comprise entre le rayon d1et le rayon d2, cela signifie le véhicule automobile 10 et l’autre utilisateur i se rapprochent tout en étant à distance moyenne l’un de l’autre. Le risque de collision est ici moyen (et la mise en œuvre du procédé aux instants suivants permettra de suivre l’évolution de ce risque de collision).
Dans le cas de la situation représentée sur la , une collision de ce type pourrait se produire avec le cycliste 60 caché par le bus 20, si le véhicule automobile 10 continue d’avancer.
Dans ce cas, le procédé se poursuit à l’étape E44. Le calculateur 11 génère par exemple une alerte d’information pour attirer l’attention du conducteur sur la présence de l’autre utilisateur i duquel il se rapproche. Cette alerte est ici sonore (via les enceintes de véhicule), haptique (via des vibrations du volant) ou visuelle (via l’écran d’affichage).
Si la distance radiale (lissée) est comprise entre le rayon d2et le rayon d3, cela signifie le véhicule automobile 10 et l’autre utilisateur i se rapprochent tout en étant à distance raisonnable l’un de l’autre. Le risque de collision est ici faible (et la mise en œuvre du procédé aux instants suivants permettra de suivre l’évolution de ce risque de collision).
Dans ce cas, le procédé se poursuit à l’étape E46. Le calculateur 11 génère par exemple une alerte d’information pour attirer l’attention du conducteur sur la présence de l’autre utilisateur i duquel il se rapproche. Cette alerte est ici sonore (via les enceintes de véhicule), haptique (via des vibrations du volant) ou visuelle (via l’écran d’affichage).
Enfin, si la distance radiale (lissée) est supérieure au rayon d3, le véhicule automobile 10 et l’autre utilisateur i sont relativement éloignés (bien qu’ils se rapprochent). Dans ce cas, le risque de collision est nul. Ce cas rejoint alors celui décrit précédemment dans lequel le véhicule automobile 10 et l’autre utilisateur i s’éloignent. Le procédé se poursuit alors à l’étape E38 décrite précédemment.
Comme cela est représenté sur la , quel que soit le cas de figures, le procédé se poursuit ensuite à l’étape E50 lors de laquelle la variable temporelle est incrémentée d’un pas de temps pour exécuter le procédé à l’instant suivant. Le procédé se poursuit alors à l’étape E16 avec comme, instant courant, le précédent instant courant incrémenté d’un pas de temps supplémentaire.
Ainsi, à chacune des mises en œuvre successives des différentes étapes, ce sont toujours les données de localisation déterminées à deux instants successifs qui sont utilisées et analysées. Par conséquent, cela permet un suivi temporel continu des localisations des autres utilisateurs de la route par rapport au véhicule automobile 10 et donc un suivi temporel continu des éventuels risques de collision impliquant le véhicule automobile 10.
De plus, ce suivi temporel des données de localisation des autres utilisateurs peut être utilisé pour conduire une estimation précise des trajectoires observées par les autres utilisateurs pour ensuite être utilisées dans le cadre des systèmes d’aide à la conduite (tel que le système ADAS).
Le procédé de détection de collision conforme à la présente invention permet d’évaluer le risque d’une possible collision entre le véhicule automobile 10 et au moins un autre utilisateur, que cet autre utilisateur soit positionné, par rapport au véhicule automobile 10, en avant, en arrière, sur le côté, qu’il y ait un ou plusieurs autres utilisateurs concernés, ou même que certains utilisateurs soient masqués (comme le cycliste 60 sur la ).
La présente invention concerne également un procédé d’étalonnage d’un système de détection de collision entre le véhicule automobile 10 et un autre utilisateur 20, 30, 40, 50, 60, 70 de la route. Ce procédé d’étalonnage vise à tirer parti des avantages du procédé de détection de collision décrit précédemment afin d’étalonner (et donc de rendre plus performant) un système de détection 15 de collision « classique » qui équipe usuellement les véhicules automobiles.
Ce procédé d’étalonnage, représenté sous forme de logigramme ( ), comprend une succession d’étapes.
Comme le montre la , ce procédé d’étalonnage débute à l’étape E100 au cours de laquelle les capteurs de télédétection et/ou d’imagerie du système de détection 15 acquièrent des données concernant l’environnement du véhicule automobile 10.
A l’étape E102, l’unité de commande 17 du système de détection 15 de collision analysent les données acquises pour en déduire des premières données de localisation des autres utilisateurs 20, 30, 40, 50, 60, 70 présents dans l’environnement du véhicule automobile 10. Cette détermination des données de localisation est mise en œuvre compte-tenu des paramètres de traitement configurant l’unité de commande 17. Ces paramètres de traitement ont par exemple été déterminés initialement lors de la fabrication du véhicule automobile 10 et de l’installation du système de détection 15 de collision dans le véhicule automobile 10. Cette étape E102 étant bien connue par ailleurs, elle ne sera pas ici décrite en détail.
Le procédé se poursuit à l’étape E104 lors de laquelle le calculateur 11 détermine des secondes données de localisation des autres utilisateurs par mise en œuvre du procédé de détection de collision décrit précédemment (et représenté sur la ).
Le calculateur 11 compare ensuite, à l’étape E106, les premières données de localisation déterminées par le système de détection 15 et les secondes données de localisation obtenues par la mise en œuvre du procédé de détection de collision. Par exemple, le calculateur 11 détermine la différence les données de localisation déterminées par le système de détection 15 et celles obtenues par la mise en œuvre du procédé de détection de collision.
A l’étape E108, cette différence est comparée à un seuil prédéterminé. Si la différence est inférieure au seuil prédéterminé, il est considéré que le système de détection 15 est convenablement étalonné. Ici, ce seuil prédéterminé est par exemple de l’ordre de 5 %. Le procédé reprend donc à l’étape E100.
En revanche, si la différence est supérieure à ce seuil prédéterminé, cela signifie que l’écart entre les données de localisation déterminées par le système de détection 15 et celles obtenues par la mise en œuvre du procédé de détection de collision est significatif. En d’autres termes, cela signifie que le système de détection 15 n’a pas été en mesure de détecter tous les autres utilisateurs présents dans l’environnement du véhicule automobile 10. En particulier, cela indique que le système de détection 15 n’a pas été configuré initialement pour réussir à identifier tous les autres utilisateurs présents dans l’environnement du véhicule automobile 10.
Dans ce cas, le procédé se poursuit à l’étape E110. Lors de cette étape, le calculateur 11 transmet des consignes d’actualisation des paramètres de l’unité de commande 17 de manière à améliorer les performances de détection du système de détection 15.
Ce procédé d’étalonnage est de préférence mis en œuvre en phase d’essai du véhicule automobile 10. En variante, il peut également être mis en œuvre pendant le déplacement du véhicule automobile 10. Une intelligence artificielle pourra être employée à cet égard, de façon à permettre d’améliorer les performances de détection du système de détection 15 même lorsque les conditions météorologiques sont dégradées.

Claims (10)

  1. Procédé de détection d’une collision prochaine entre un véhicule automobile (10) et au moins un autre utilisateur (20, 30, 40, 50, 60, 70) présent dans l’environnement du véhicule automobile (10), le véhicule automobile (10) comprenant un calculateur (11) équipé d’une unité de communication (11A) et l’autre utilisateur (20, 30, 40, 50, 60, 70) comprenant un terminal mobile (21, 22, 23, 24, 25, 26, 31, 41, 51, 61, 71) configuré pour communiquer avec l’unité de communication (11A) du calculateur (11), le procédé comprenant, à deux instants successifs, des étapes de :
    - détection de la présence de l’autre utilisateur (20, 30, 40, 50, 60, 70) dans l’environnement du véhicule automobile (10) par émission, par l’unité de communication (11A) du calculateur (11), d’un signal de communication sans fil,
    - réception, par l’unité de communication (11A) du calculateur (11), d’un signal de réponse émis par l’autre utilisateur (20, 30, 40, 50, 60, 70) suite à la réception du signal de communication sans fil,
    - détermination d’une donnée de localisation de l’autre utilisateur (20, 30, 40, 50, 60, 70) au moyen de caractéristiques du signal de réponse, et
    - détection d’une collision prochaine entre ledit véhicule automobile (10) et l’autre utilisateur (20, 30, 40, 50, 60, 70) par détermination d’un indicateur de risque de collision fonction des données de localisation déterminées aux deux instants successifs.
  2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l’indicateur du risque de collision est déterminé par calcul d’un taux d’accroissement entre les données de localisation déterminées aux deux instants successifs.
  3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel, chaque donnée de localisation déterminée comportant une distance relative entre le véhicule automobile (10) et l’autre utilisateur (20, 30, 40, 50, 60, 70), à l’étape de détection de collision, il est prévu des sous-étapes de :
    - détermination d’un signe de l’indicateur de risque de collision, et
    - comparaison de l’une au moins des distances relatives déterminées avec un seuil de distance prédéterminée,
    une collision prochaine étant détectée lorsque l’indicateur du risque de collision est négatif et que ladite distance relative est inférieure audit seuil de distance prédéterminée.
  4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel le seuil de distance prédéterminée est inférieur à 15 mètres.
  5. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel, à chaque instant successif, il est prévu une étape d’identification de l’autre utilisateur (20, 30, 40, 50, 60, 70) par un élément d’identification transmis dans ledit signal de réponse.
  6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel il est prévu des étapes de :
    - chiffrement dudit élément d’identification, et
    - mémorisation dudit élément d’identification chiffré dans une mémoire dudit calculateur (11).
  7. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel, avant la détermination de l’indicateur du risque de collision, il est prévu une étape de lissage des données de localisation, préférentiellement par détermination d’une moyenne mobile exponentielle.
  8. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel la communication sans fil est établie selon la norme Bluetooth®ou selon la technique de modulation Ultra Large Bande.
  9. Procédé d’étalonnage d’un système de détection (15) de collision entre un véhicule automobile (10) et au moins un autre utilisateur (20, 30, 40, 50, 60, 70) présent dans l’environnement du véhicule automobile (10), ledit système de détection (15) comprenant au moins un capteur de télédétection et/ou d’imagerie et une unité de commande (17), le véhicule automobile (10) comprenant un calculateur (11) muni d’une unité de communication (11A), le procédé comprenant des étapes de :
    - acquisition, par le capteur de télédétection et/ou d’imagerie, de données concernant l’environnement du véhicule automobile (10),
    - détermination d’une donnée de localisation de l’autre utilisateur (20, 30, 40, 50, 60, 70) en fonction des données acquises et compte-tenu de paramètres de traitement de l’unité de commande (17) du système de détection (15),
    - obtention de la donnée de localisation dudit autre utilisateur (20, 30, 40, 50, 60, 70) par la mise en œuvre du procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 8,
    - détermination d’une différence entre la donnée de localisation déterminée et la donnée de localisation obtenue, puis
    si ladite différence est supérieure à un seuil prédéterminé,
    - actualisation de paramètres de traitement de l’unité de commande (17).
  10. Véhicule automobile (10) comprenant un calculateur (11) muni d’une unité de communication (11A) et configuré pour mettre en œuvre le procédé de détection selon l’une des revendications 1 à 8.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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