FR3142983A1 - Method for determining the position of a railway vehicle - Google Patents

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FR3142983A1
FR3142983A1 FR2213011A FR2213011A FR3142983A1 FR 3142983 A1 FR3142983 A1 FR 3142983A1 FR 2213011 A FR2213011 A FR 2213011A FR 2213011 A FR2213011 A FR 2213011A FR 3142983 A1 FR3142983 A1 FR 3142983A1
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FR
France
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railway
railway vehicle
vehicle
trajectory
track
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FR2213011A
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French (fr)
Inventor
Yannick COLLOT
Vincent Bonnevay
Hubert Andre
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Alstom Holdings SA
Original Assignee
Alstom Holdings SA
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Publication date
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)

Abstract

Titre : Procédé pour déterminer la position d’un véhicule ferroviaire L’invention concerne un procédé pour déterminer la position d’un véhicule ferroviaire (6), le procédé comprenant les étapes suivantes : acquérir les données d’une position mesurée (11) d’un système de positionnement par satellite (12a) et/ou une centrale inertielle (12b) ; obtenir une carte numérique comprenant une pluralité de nœuds de référence; déterminer, à partir de la pluralité de nœuds de référence et des contraintes de l’infrastructure ferroviaire, une trajectoire (9) d’un segment d’une voie ferré ; déterminer à partir de la trajectoire déterminée (9) et les données de la position mesurée (11) une position réelle (13) du véhicule ferroviaire (6). Figure pour l'abrégé : Figure 3Title: Method for determining the position of a railway vehicle The invention relates to a method for determining the position of a railway vehicle (6), the method comprising the following steps: acquiring data of a measured position (11) d 'a satellite positioning system (12a) and/or an inertial unit (12b); obtaining a digital map including a plurality of reference nodes; determining, from the plurality of reference nodes and the constraints of the railway infrastructure, a trajectory (9) of a segment of a railway track; determine from the determined trajectory (9) and the measured position data (11) a real position (13) of the railway vehicle (6). Figure for abstract: Figure 3

Description

Procédé pour déterminer la position d’un véhicule ferroviaireMethod for determining the position of a railway vehicle

La présente invention concerne un procédé pour déterminer la position d’un véhicule ferroviaire.The present invention relates to a method for determining the position of a railway vehicle.

En outre, la présente invention concerne un contrôleur pour un véhicule ferroviaire.Furthermore, the present invention relates to a controller for a railway vehicle.

Pour les véhicules ferroviaires autonomes il est important à déterminer de manière précise la position du véhicule respectif. Or, les capteurs existants par exemple des capteurs d’un système de positionnement par satellite ou d’une centrale inertielle n’ont pas une précision suffisante pour déterminer la position et/ou le cap de la voiture de l’extrémité avant. Par exemple EP3147884 A1 ou US 2013/0101174 A1 concernent respectivement un dispositif de reconnaissance de feux de circulation. Par contre ces systèmes ne sont pas très exacts pour l’utilisation dans le domaine ferroviaire. Par exemple, lors des entrées ou sorties de tunnels, des zones vallonnées ou des canyons le signal GPS est perturbé.For autonomous rail vehicles it is important to precisely determine the position of the respective vehicle. However, existing sensors, for example sensors from a satellite positioning system or an inertial unit, do not have sufficient precision to determine the position and/or heading of the car from the front end. For example EP3147884 A1 or US 2013/0101174 A1 respectively relate to a traffic light recognition device. On the other hand, these systems are not very accurate for use in the railway sector. For example, when entering or exiting tunnels, hilly areas or canyons the GPS signal is disrupted.

Le but de la demande est de proposer un procédé amélioré pour déterminer la position réelle d’un véhicule ferroviaire, en particulier pour déterminer une position d’un objet à observer par rapport au véhicule ferroviaire.The aim of the application is to propose an improved method for determining the actual position of a railway vehicle, in particular for determining a position of an object to be observed relative to the railway vehicle.

Ce but est atteint, conformément à l'invention, par un procédé pour déterminer la position d’un véhicule ferroviaire, le procédé comprenant les étapes suivantes :
acquérir les données d’une position mesurée d’un système de positionnement par satellite et/ou une centrale inertielle ;
obtenir une carte numérique comprenant une pluralité de nœuds de référence;
déterminer, à partir de la pluralité de nœuds de référence et une ou plusieurs contraintes de l’infrastructure ferroviaire, une trajectoire d’un segment d’une voie ferré ;
déterminer à partir de la trajectoire déterminée et les données de la position mesurée une position réelle du véhicule ferroviaire.This aim is achieved, in accordance with the invention, by a method for determining the position of a railway vehicle, the method comprising the following steps:
acquire data from a measured position from a satellite positioning system and/or an inertial unit;
obtaining a digital map including a plurality of reference nodes;
determine, from the plurality of reference nodes and one or more constraints of the railway infrastructure, a trajectory of a segment of a railway track;
determine from the determined trajectory and the measured position data a real position of the railway vehicle.

Suivant d’autres aspects avantageux de l’invention, le procédé comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles :

  • les données d’une position mesurée comprennent la latitude, la longitude, l’altitude, le roulis, le tangage, le lacet ;
  • la ou les contraintes de l’infrastructure ferroviaire sont au moins une vitesse maximale autorisée du véhicule ferroviaire sur la voie ferrée, en particulier sur le segment de la voie ferrée, le rayon minimal de la voie ferrée, une variation maximale de courbure du rail, une variation maximale de torsion du rail une accélération maximale radiale autorisée et/ou une secousse maximale latérale autorisée ;
  • déterminer à partir de la trajectoire déterminée et les données de la position mesurée au moins une position réelle du véhicule ferroviaire comprends projeter au moins une coordonnée des données de la position mesurée sur la trajectoire déterminée ;
  • le procédé comprend en outre l’étape à déterminer à partir de la position réelle du véhicule ferroviaire, la trajectoire déterminée et les dimensions du véhicule ferroviaire un vecteur normal de la face avant du véhicule ferroviaire, en particulier le lacet de l’extrémité avant du véhicule ferroviaire, et/ou l’orientation du véhicule ferroviaire ;
  • les nœuds de référence ont entre eux une distance, suivant la direction de la voie ferrée, entre 20m et 100m, en particulier entre 40m et 80m.
  • les nœuds ont une distance égale entre eux suivant la direction de la voie ferrée.
According to other advantageous aspects of the invention, the method comprises one or more of the following characteristics, taken individually or in all technically possible combinations:
  • the data of a measured position includes latitude, longitude, altitude, roll, pitch, yaw;
  • the constraint(s) of the railway infrastructure are at least a maximum authorized speed of the railway vehicle on the railway track, in particular on the segment of the railway track, the minimum radius of the railway track, a maximum variation in curvature of the rail, a maximum variation of rail twist, a maximum authorized radial acceleration and/or a maximum authorized lateral jerk;
  • determining from the determined trajectory and the measured position data at least one real position of the railway vehicle includes projecting at least one coordinate of the measured position data onto the determined trajectory;
  • the method further comprises the step of determining from the actual position of the railway vehicle, the determined trajectory and the dimensions of the railway vehicle a normal vector of the front face of the railway vehicle, in particular the yaw of the front end of the railway vehicle, and/or the orientation of the railway vehicle;
  • the reference nodes have a distance between them, following the direction of the railway, between 20m and 100m, in particular between 40m and 80m.
  • the nodes have an equal distance between them following the direction of the railway track.

L’invention a également pour objet un procédé de contrôle d’un véhicule ferroviaire, le procédé comprenant les étapes suivantes :
déterminer la position réelle du véhicule ferroviaire selon un procédé tel que défini ci-dessus ; et
déterminer une direction et/ou un positionnement d’au moins une zone d’observation par rapport au véhicule ferroviaire,
effectuer une reconnaissance d’image de la ou les zones d’observation ;The invention also relates to a method of controlling a railway vehicle, the method comprising the following steps:
determine the actual position of the railway vehicle according to a method as defined above; And
determine a direction and/or a positioning of at least one observation zone relative to the railway vehicle,
perform image recognition of the observation area(s);

contrôler la vitesse du véhicule ferroviaire en fonction d’un objet reconnu dans la ou les zones d’observation et, en particulier, en fonction de la position réelle déterminée.control the speed of the rail vehicle according to an object recognized in the observation zone(s) and, in particular, according to the actual position determined.

Suivant d’autres aspects avantageux de l’invention, le procédé comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :

  • un objet à observer est une signalisation ferroviaire, en particulier une pancarte, un tableau, un signal lumineux et/ou un signal mécanique.
According to other advantageous aspects of the invention, the method comprises one or more of the following characteristics:
  • an object to be observed is a railway sign, in particular a sign, a board, a light signal and/or a mechanical signal.

L’invention a également pour objet un contrôleur pour un véhicule ferroviaire, le contrôleur comprenant un ou plusieurs processeurs configurés pour mettre en œuvre les étapes du procédé tel que défini ci-dessus.The invention also relates to a controller for a railway vehicle, the controller comprising one or more processors configured to implement the steps of the method as defined above.

L’invention a également pour objet un produit programme d'ordinateur comprenant des instructions qui, lorsque le programme est exécuté par un ordinateur, conduisent celui-ci à mettre en œuvre les étapes du procédé tel que défini ci-dessus.The invention also relates to a computer program product comprising instructions which, when the program is executed by a computer, lead it to implement the steps of the method as defined above.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-dessous, en référence aux dessins, qui illustrent un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif et dans lesquels :Other characteristics and advantages of the present invention will emerge from the description given below, with reference to the drawings, which illustrate an exemplary embodiment devoid of any limiting character and in which:

montre schématiquement une voie ferrée avec une signalisation ferroviaire ; schematically shows a railway track with railway signals;

montre schématiquement une trajectoire d’une voie ferrée calculée ; schematically shows a trajectory of a calculated railway track;

montre schématiquement des positions mesurées d’un système de positionnement par satellite et/ou une centrale inertielle superposées à la trajectoire de la voie ferrée calculée ; schematically shows measured positions of a satellite positioning system and/or an inertial unit superimposed on the calculated railway track trajectory;

montre schématiquement une trajectoire d’une voie ferrée calculée avec un signal ferroviaire et différentes positions réelles déterminées d’un véhicule ferroviaire ; schematically shows a trajectory of a railway track calculated with a railway signal and different determined real positions of a railway vehicle;

montre une image d’une caméra montée à l’extrémité avant du véhicule ferroviaire ; et shows an image from a camera mounted at the front end of the railway vehicle; And

montre schématiquement un ordinogramme d’un procédé selon un mode de réalisation. schematically shows a flowchart of a process according to one embodiment.

montre schématiquement une voie ferrée 1 avec une signalisation ferroviaire 3. La signalisation ferroviaire 3 est un objet à observer par un véhicule ferroviaire, par exemple lorsque le véhicule ferroviaire fonctionne de manière automatique. schematically shows a railway track 1 with a railway signal 3. The railway signal 3 is an object to be observed by a railway vehicle, for example when the railway vehicle operates automatically.

Une ou des cartes numériques utilisées pour décrire les infrastructures ferroviaires comprennent une pluralité de points de référence 5. Les points de référence sont aussi appelés nœuds 5. Ces points de référence ou nœuds 5 permettent de déterminer et de décrire au moins une trajectoire d’un segment d’une voie ferrée 1. Chaque nœud 5 est alors agencé sur la voie ferrée 1 comprenant des rails.One or more digital maps used to describe the railway infrastructures comprise a plurality of reference points 5. The reference points are also called nodes 5. These reference points or nodes 5 make it possible to determine and describe at least one trajectory of a segment of a railway track 1. Each node 5 is then arranged on the railway track 1 comprising rails.

La voie ferrée 1 est formée ainsi par un ou plusieurs arcs de clothoïde qui passent par les nœuds 5 et/ou sont joints au nœuds 5. Une clothoïde est une courbe plane.The railway track 1 is thus formed by one or more spiral arcs which pass through the nodes 5 and/or are joined to the nodes 5. A spiral is a plane curve.

La ou les cartes numériques comprennent également au moins l’objet 3 à observer. Par exemple l’objet à observer est la signalisation ferroviaire 3, comme une pancarte, un tableau, un signal lumineux et/ou un signal mécanique. Dans un exemple, la signalisation ferroviaire 3 forme également un nœud de la clothoïde.The digital map(s) also include at least object 3 to be observed. For example, the object to observe is railway signaling 3, such as a sign, a board, a light signal and/or a mechanical signal. In one example, railway signaling 3 also forms a node of the spiral.

Dans un mode de réalisation, l’espacement des nœuds 5 est supérieure par rapport à la cartographie des routes automobiles.In one embodiment, the spacing of 5 nodes is greater compared to automobile road mapping.

Selon un mode de réalisation, l’espacement des nœuds 5 est déterminé suivant la direction de la voie ferrée 1, par exemple lors de la création de la ou des cartes numériques.According to one embodiment, the spacing of the nodes 5 is determined according to the direction of the railway track 1, for example during the creation of the digital map(s).

Par exemple, les nœuds 5 ont entre eux une distance entre 20m et 100m, de préférence environ 60m, en particulier avant la signalisation ferroviaire 3. Dans un mode de réalisation, les nœuds 5 ont une distance égale entre eux suivant la direction de la voie ferrée 1. Dans un autre mode de réalisation, les nœuds 5 sont plus proches les uns des autres dans des courbes par rapport au lignes droites.For example, the nodes 5 have a distance between them between 20m and 100m, preferably around 60m, in particular before the railway signaling 3. In one embodiment, the nodes 5 have an equal distance between them following the direction of the track railway 1. In another embodiment, the nodes 5 are closer to each other in curves compared to straight lines.

Le nombre et la distance de nœuds sont optimisés pour permettre à un véhicule ferroviaire 6 (montré sur les Figures 2 et 3) d’en déduire le positionnement de la voie ferrée avec une marge d’erreur minimisée. Dans un mode de réalisation, au moins 5 nœuds sont utilisés avant un objet à observer, par exemple avant la signalisation ferroviaire 3.The number and distance of nodes are optimized to allow a railway vehicle 6 (shown in Figures 2 and 3) to deduce the positioning of the railway track with a minimized margin of error. In one embodiment, at least 5 nodes are used before an object to be observed, for example before railway signaling 3.

Le nombre minimal de nœuds et leur distance entre eux pour un segment de la voie ferrée 1 sont déterminés de manière à minimiser l’erreur, notamment l’erreur de l’angle maximale de sortie et l’erreur maximal entre les deux trajectoires 7a, 7b extrêmes calculées ou déterminées à partir des nœuds 5. Dans un mode de réalisation, l’erreur maximale entre deux trajectoires est inférieure à la distance entre deux voies ferrées parallèles, par exemple inférieure à 1.5m, en particulier inférieure à 1.25m. Dans un exemple, l’erreur de l’angle maximale de sortie est inférieure à 2.5 degrés, en particulier inférieure à 1.94 degrés.The minimum number of nodes and their distance between them for a segment of the railway track 1 are determined so as to minimize the error, in particular the error of the maximum exit angle and the maximum error between the two trajectories 7a, 7b extremes calculated or determined from the nodes 5. In one embodiment, the maximum error between two trajectories is less than the distance between two parallel railway tracks, for example less than 1.5m, in particular less than 1.25m. In one example, the error of the maximum exit angle is less than 2.5 degrees, especially less than 1.94 degrees.

Par exemple, un algorithme pour calculer le nombre minimal de nœuds 5 et leur distance entre eux prend en compte une ou plusieurs des contraintes suivantes : une longueur de la voie ferrée, en particulier du segment de la voie ferrée à décrire par la ou les cartes, une accélération radiale, au moins une vitesse maximale autorisée du véhicule ferroviaire 6 sur la voie ferrée, en particulier sur le segment de la voie ferrée, le rayon minimal de la voie ferrée, une accélération maximale radiale autorisée, la variation maximale de courbure du rail, la variation maximale de torsion du rail et/ou une secousse maximale latérale autorisée.For example, an algorithm for calculating the minimum number of nodes 5 and their distance between them takes into account one or more of the following constraints: a length of the railway track, in particular of the segment of the railway track to be described by the map(s) , a radial acceleration, at least one maximum authorized speed of the railway vehicle 6 on the railway track, in particular on the segment of the railway track, the minimum radius of the railway track, a maximum authorized radial acceleration, the maximum variation in curvature of the rail, the maximum twist variation of the rail and/or a maximum lateral jerk allowed.

Au moins une partie des contraintes sont définies par les règlementations ferroviaires. Par exemple, la secousse maximale latérale autorisée est inférieure à 0.5 m/s^3, en particulier inférieure à 0.2 m/s^3, l’accélération maximale radiale autorisée est inférieure à 1.5 m/s^2, en particulier inférieure à 1.25 m/s^2. De plus, la voie ferrée, en particulier le segment de la voie ferrée, peut avoir d’autres contraintes, par exemple une vitesse maximale autorisée inférieure à 50 km/h pour un rayon minimal de la voie ferrée supérieure à 125m, en particulier supérieure à 150m.At least part of the constraints are defined by railway regulations. For example, the maximum authorized lateral shock is less than 0.5 m/s^3, in particular less than 0.2 m/s^3, the maximum authorized radial acceleration is less than 1.5 m/s^2, in particular less than 1.25 m/s^2. In addition, the railway, in particular the segment of the railway, may have other constraints, for example a maximum authorized speed of less than 50 km/h for a minimum radius of the railway greater than 125m, in particular greater 150m away.

Dans un mode de réalisation, le nombre de nœuds et leur distance entre eux sont déterminés de manière itératif. Par exemple, lors du calcul itératif, l’algorithme commence avec un nombre minimal de nœuds, par exemple 2. Ensuite une courbe est créée en prenant en compte une ou plusieurs contraintes. Dans la suite l’erreur est calculée, notamment l’erreur de l’angle maximal de sortie, une erreur maximale latérale et/ou l’erreur maximale entre les deux trajectoires 7a, 7b extrêmes calculées ou déterminées à partir des nœuds 5. Si l’erreur est supérieure à une valeur maximale, le nombre de nœuds est augmenté est le calcul est répété. Le calcul itératif est arrêté lorsque l’erreur, notamment l’erreur de l’angle maximal de sortie et l’erreur maximale entre les deux trajectoires 7a, 7b est inférieure à un seuil prédéfini, par exemple la ou les erreurs maximales décrites ci-dessus. Lors du calcul des nœuds, des équations mathématiques et géométriques standards sont utilisées.In one embodiment, the number of nodes and their distance between them are determined iteratively. For example, during iterative calculation, the algorithm starts with a minimum number of nodes, for example 2. Then a curve is created taking into account one or more constraints. Subsequently the error is calculated, in particular the error of the maximum exit angle, a maximum lateral error and/or the maximum error between the two extreme trajectories 7a, 7b calculated or determined from the nodes 5. If the error is greater than a maximum value, the number of nodes is increased and the calculation is repeated. The iterative calculation is stopped when the error, in particular the error of the maximum exit angle and the maximum error between the two trajectories 7a, 7b, is less than a predefined threshold, for example the maximum error(s) described below. above. When calculating knots, standard mathematical and geometric equations are used.

En autre mots, les contraintes de l’infrastructure ferroviaire, en particulier d’un segment de la voie ferrée, permettent de réduire le nombre de nœuds 5. Ces contraintes sont par exemple liées à la topologie, les courbes, et/ou les exigences de l’infrastructure ferroviaire, en particulier de la voie ferrée 1 ou du segment de la voie ferrée 1.In other words, the constraints of the railway infrastructure, in particular of a segment of the railway track, make it possible to reduce the number of nodes 5. These constraints are for example linked to the topology, the curves, and/or the requirements of the railway infrastructure, in particular of railway track 1 or the segment of railway track 1.

Les nœuds et/ou la position de la signalisation ferroviaire sont alors stockés dans la ou les cartes numériques utilisées pour décrire les infrastructures ferroviaires.The nodes and/or the position of the railway signaling are then stored in the digital map(s) used to describe the railway infrastructure.

Dans un mode de réalisation, la ou les cartes numériques comprennent également une ou plusieurs contraintes, notamment l’accélération radiale, au moins une vitesse maximale autorisée du véhicule ferroviaire 6, en particulier sur le segment de la voie ferrée, le rayon minimal de la voie ferrée, la variation maximale de courbure du rail, la variation maximale de torsion du rail, une accélération maximale radiale autorisée et/ou une secousse maximale latérale autorisée. Notamment la carte numérique comprend la ou les contraintes utilisées pour le calcul de nombre des nœuds et/ou nécessaires pour déterminer une trajectoire.In one embodiment, the digital map(s) also include one or more constraints, in particular the radial acceleration, at least one maximum authorized speed of the railway vehicle 6, in particular on the segment of the railway track, the minimum radius of the railway track, the maximum variation in curvature of the rail, the maximum variation in twist of the rail, a maximum authorized radial acceleration and/or a maximum authorized lateral jerk. In particular, the digital map includes the constraint(s) used for calculating the number of nodes and/or necessary to determine a trajectory.

Le véhicule ferroviaire 6, en particulier un contrôleur 6a pour un véhicule ferroviaire 6 est propre à calculer la trajectoire du segment de la voie ferrée à partir des nœuds 5 stockés dans la ou les cartes numériques et les contraintes de l’infrastructure ferroviaire.The railway vehicle 6, in particular a controller 6a for a railway vehicle 6, is capable of calculating the trajectory of the segment of the railway track from the nodes 5 stored in the digital map(s) and the constraints of the railway infrastructure.

Dans un mode de réalisation, le contrôleur comprend un ou plusieurs processeurs. Le contrôleur est placé dans le véhicule ferroviaire 6 ou en dehors du véhicule ferroviaire 6, par exemple sur un serveur.In one embodiment, the controller includes one or more processors. The controller is placed in the railway vehicle 6 or outside the railway vehicle 6, for example on a server.

La ou les contraintes de l’infrastructure ferroviaire sont soit stockées dans la ou les cartes numériques ou soit connues en avance par le contrôleur 6a ou soit partiellement stockées dans la ou les cartes numériques et partiellement connues en avance par le contrôleur 6a.The constraints of the railway infrastructure are either stored in the digital map(s) or are known in advance by the controller 6a or are partially stored in the digital map(s) and partially known in advance by the controller 6a.

Dans un mode de réalisation, la ou les contraintes de l’infrastructure ferroviaire sont notamment au moins une vitesse maximale autorisée du véhicule ferroviaire 6, en particulier sur le segment de la voie ferrée 1, le rayon minimal de la voie ferrée, la variation maximale de courbure du rail, la variation maximale de torsion du rail, une accélération maximale radiale autorisée et/ou une secousse maximale latérale autorisée.In one embodiment, the constraint(s) of the railway infrastructure are in particular at least a maximum authorized speed of the railway vehicle 6, in particular on the segment of the railway track 1, the minimum radius of the railway track, the maximum variation curvature of the rail, the maximum variation of twist of the rail, a maximum allowed radial acceleration and/or a maximum allowed lateral jerk.

La montre en outre deux autres trajectoires possibles 7a, 7b de la voie ferrée qui peuvent former une ou plusieurs clothoïdes. Chaque trajectoire 7a, 7b possède des paramètres différents l’une par rapport à l’autre.There further shows two other possible trajectories 7a, 7b of the railway track which can form one or more clothoids. Each trajectory 7a, 7b has different parameters from one another.

La montre schématiquement une trajectoire 9 d’une voie ferrée calculée à partir des nœuds 5 et les contraintes de l’infrastructure ferroviaire comme décrites ci-dessus. Les nœuds 5 désignent respectivement un point géographique. La trajectoire 9 correspond à la meilleure estimation d’une trajectoire.There schematically shows a trajectory 9 of a railway track calculated from the nodes 5 and the constraints of the railway infrastructure as described above. Nodes 5 respectively designate a geographical point. Trajectory 9 corresponds to the best estimate of a trajectory.

Par exemple un repère de Serret-Frenet, en particulier avec un développement de Taylor, peut être utilisé à cette fin pour construire la trajectoire, en particulier une trajectoire polyligne.For example a Serret-Frenet reference frame, in particular with a Taylor expansion, can be used for this purpose to construct the trajectory, in particular a polyline trajectory.

La repère de Serret-Frenet, en particulier son développement de Taylor, comprends trois vecteurs décrivant la courbe, notamment le vecteurs T, N, B, aussi appelés ensemble en anglais « TNB frame ». Les trois vecteurs T, N, B sont unitaires et forment une base orthonormale directe. T est le vecteur tangent unitaire, N et le vecteur normale et B est le vecteur binormal. Les vecteurs ont les relations suivantes entre eux :The Serret-Frenet reference frame, in particular its Taylor expansion, includes three vectors describing the curve, in particular the vectors T, N, B, also called together in English "TNB frame". The three vectors T, N, B are unitary and form a direct orthonormal basis. T is the unit tangent vector, N is the normal vector and B is the binormal vector. The vectors have the following relationships between them:

équation (1) équation (2) , équation (3) equation (1) equation (2) , equation (3)

avec d/ds étant la dérivée par rapport à l’abscisse curviligne s, κ étant la courbure de la courbe et τ étant la torsion de la courbe.with d/ds being the derivative with respect to the curvilinear abscissa s, κ being the curvature of the curve and τ being the twist of the curve.

Pour déterminer les paramètres, notamment κ et τ, du repère de Serret-Frenet pour déterminer la trajectoire de la voie ferrée la plus probable, une ou plusieurs contraintes de l’infrastructure sont utilisées, par exemple le rayon minimal, la variation maximale de courbure du rail et/ou la variation maximale de torsion du rail, et la distance respective de la trajectoire aux nœuds est minimisé, les variations de la courbure de rail sont minimisées et/ou les variations de la torsion de rail sont minimisées. Dans un mode de réalisation l’erreur maximale latérale est prise également en compte pour déterminer la trajectoire la plus probable. To determine the parameters, in particular κ and τ, of the Serret-Frenet benchmark to determine the most probable trajectory of the railway track, one or more infrastructure constraints are used, for example the minimum radius, the maximum variation of curvature of the rail and/or the maximum variation of twist of the rail, and the respective distance of the trajectory to the nodes is minimized, the variations of the rail curvature are minimized and/or the variations of the rail twist are minimized. In one embodiment the maximum lateral error is also taken into account to determine the most probable trajectory.

montre schématiquement des coordonnées mesurées 11 d’un système de positionnement par satellite 12a et/ou d’une centrale inertielle 12b superposées à la trajectoire 9 d’une voie ferrée calculée. Les coordonnées 11 mesurées sont obtenues par des données de position du système de positionnement par satellite et/ou de la centrale inertielle. schematically shows measured coordinates 11 of a satellite positioning system 12a and/or an inertial unit 12b superimposed on the trajectory 9 of a calculated railway track. The measured coordinates 11 are obtained by position data from the satellite positioning system and/or the inertial unit.

Une centrale inertielle 12b est un instrument propre à mesurer le mouvement d’un véhicule dans laquelle la centrale inertielle est montée. Par exemple, la centrale inertielle est propre à estimer une orientation, une vitesse et une position du véhicule, en particulier à partir d’une mesure de l’accélération et de la vitesse angulaire. Une centrale inertielle est dénommée « Inertial Measurement Unit (IMU) » en anglais.An inertial unit 12b is an instrument suitable for measuring the movement of a vehicle in which the inertial unit is mounted. For example, the inertial unit is able to estimate an orientation, a speed and a position of the vehicle, in particular from a measurement of the acceleration and the angular speed. An inertial unit is called an “Inertial Measurement Unit (IMU)” in English.

Un système de positionnement par satellite 12a, également connu sous le nom anglais « Global navigation satellite system (GNSS) » est un système propre à déterminer sa position et sa vitesse à partir des signaux reçus des satellites. Par exemple, un système de positionnement par satellite est le GPS (Global Positioning System), Glonass ou Galileo.A satellite positioning system 12a, also known by the English name "Global navigation satellite system (GNSS)", is a system capable of determining its position and speed from signals received from satellites. For example, a satellite positioning system is GPS (Global Positioning System), Glonass or Galileo.

Dans un mode de réalisation, le système de positionnement par satellite 12a à une précision de 5 mètres.In one embodiment, the satellite positioning system 12a has an accuracy of 5 meters.

La centrale inertielle 12b et/ou le système de positionnement par satellite 12a sont propres à fournir des données d’une position du véhicule ferroviaire 6, en particulier les coordonnées (la latitude, la longitude, l’altitude), le roulis, le tangage et/ou le lacet,. Par exemple, la centrale inertielle 12b et/ou le système de positionnement par satellite 12a fournissent les données d’une position du véhicule ferroviaire 6 au contrôleur 6a.The inertial unit 12b and/or the satellite positioning system 12a are capable of providing data on a position of the railway vehicle 6, in particular the coordinates (latitude, longitude, altitude), roll, pitch and/or the lace,. For example, the inertial unit 12b and/or the satellite positioning system 12a provide data on a position of the railway vehicle 6 to the controller 6a.

Dans un mode de réalisation, le contrôleur 6a pour le véhicule ferroviaire 6 est propre à calculer à partir des données de la position mesurée, en particulier les coordonnées mesurées 11, et la trajectoire 9 la ou les positions réelles 13 du véhicule ferroviaire 6.In one embodiment, the controller 6a for the railway vehicle 6 is able to calculate from the data of the measured position, in particular the measured coordinates 11, and the trajectory 9 the real position(s) 13 of the railway vehicle 6.

Dans un mode de réalisation, les coordonnées 11 obtenues à partir des données d’une position 11 sont projetées sur la trajectoire 9 de la voie ferrée.In one embodiment, the coordinates 11 obtained from the data of a position 11 are projected onto the trajectory 9 of the railway track.

La projection est faite, par exemple, par une droite traversant les coordonnées mesurées 11 qui est orthogonale à une tangente de la trajectoire 9 à la position réelle 13. Dans un autre mode de réalisation, la projection 15 sur la trajectoire 9 est faite de manière orthogonal à un vecteur de vitesse du véhicule calculé à partir des données de la position 11 de la centrale inertielle et/ou le système de positionnement par satellite. La position réelle 13 est alors le point sur la trajectoire 9 où la projection 15 croise la trajectoire 9. Dans un autre mode de réalisation, les coordonnées 13 sont déterminées à partir du point le plus probable sur la trajectoire 9, en particulier un optimum de probabilités de position sur la trajectoire 9.The projection is made, for example, by a straight line crossing the measured coordinates 11 which is orthogonal to a tangent of the trajectory 9 at the real position 13. In another embodiment, the projection 15 on the trajectory 9 is made so orthogonal to a vehicle speed vector calculated from data from position 11 of the inertial unit and/or the satellite positioning system. The real position 13 is then the point on the trajectory 9 where the projection 15 crosses the trajectory 9. In another embodiment, the coordinates 13 are determined from the most probable point on the trajectory 9, in particular an optimum of position probabilities on trajectory 9.

La position réelle 13 est un point de référence sur le véhicule qui peut être définit arbitrairement, par exemple l'avant le nez du véhicule ou la position de la caméra dans le véhicule, notamment pour simplifier les calculs. The real position 13 is a reference point on the vehicle which can be defined arbitrarily, for example the front of the nose of the vehicle or the position of the camera in the vehicle, in particular to simplify the calculations .

Dans un mode de réalisation, le contrôleur 6a pour le véhicule ferroviaire 6 est propre à calculer un vecteur normal de la face avant du véhicule ferroviaire 6 (« heading vector » en anglais), en particulier le lacet de l’extrémité avant du véhicule ferroviaire 6, et/ou l’orientation du véhicule ferroviaire 6. Par exemple, les dimensions du véhicule ferroviaire 6, la trajectoire calculée 9 et la position réelle 13 sont prises en compte pour ce calcul. Le contrôleur est alors propre à obtenir les dimensions du véhicule ferroviaire 6 d’une ou plusieurs mémoires ou d’un autre contrôleur.In one embodiment, the controller 6a for the railway vehicle 6 is capable of calculating a normal vector of the front face of the railway vehicle 6 ("heading vector" in English), in particular the yaw of the front end of the railway vehicle 6, and/or the orientation of the railway vehicle 6. For example, the dimensions of the railway vehicle 6, the calculated trajectory 9 and the actual position 13 are taken into account for this calculation. The controller is then able to obtain the dimensions of the railway vehicle 6 from one or more memories or from another controller.

Les dimensions du véhicule ferroviaire 6 comprennent par exemple la longueur du véhicule ferroviaire 6, la longueur des caisses du véhicule ferroviaire 6, le largueur du véhicule ferroviaire 6, la distance entre deux bogies, en particulier des caisses du véhicule ferroviaire 6, et/ou la hauteur du véhicule ferroviaire 6, en particulier des caisses du véhicule ferroviaire 6. Les caisses du véhicule ferroviaire 6 comprennent des caisses motorisées et sans moteur, les caisses des extrémités et/ou les caisses intermédiaires. Les caisses des extrémités sont par exemples les caisses des extrémités avant et/ou arrière. Les caisses intermédiaires sont entre les caisses des extrémités. Les dimensions du véhicule comprennent également le positionnement de la centrale inertielle 12b et/ou le système de positionnement par satellite 12a dans le véhicule ferroviaire.The dimensions of the railway vehicle 6 include for example the length of the railway vehicle 6, the length of the bodies of the railway vehicle 6, the width of the railway vehicle 6, the distance between two bogies, in particular of the bodies of the railway vehicle 6, and/or the height of the railway vehicle 6, in particular of the bodies of the railway vehicle 6. The bodies of the railway vehicle 6 include motorized and motorless bodies, the end bodies and/or the intermediate bodies. The end boxes are for example the front and/or rear end boxes. The intermediate crates are between the end crates. The dimensions of the vehicle also include the positioning of the inertial unit 12b and/or the satellite positioning system 12a in the railway vehicle.

Dans un exemple, le contrôleur 6a pour le véhicule ferroviaire 6 est propre à déterminer la direction d’une ou plusieurs zones d’observation par rapport au véhicule ferroviaire 6. Par exemple, chaque zone d’observation contient un objet à observer, en particulier une signalisation ferroviaire et/ou un possible obstacle à observer.In one example, the controller 6a for the railway vehicle 6 is capable of determining the direction of one or more observation zones relative to the railway vehicle 6. For example, each observation zone contains an object to be observed, in particular a railway signal and/or a possible obstacle to observe.

Dans un mode de réalisation, l’objet est un obstacle s’étendant dans le gabarit ferroviaire sur la voie ferrée, par exemple une personne traversant la voie ferrée ou un arbre bloquant la voie ferrée. Dans ce cas, la ou les zones d’observation comprennent au moins le gabarit du train. In one embodiment, the object is an obstacle extending into the railway gauge on the railway track, for example a person crossing the railway track or a tree blocking the railway track. In this case, the observation zone(s) include at least the gauge of the train.

Chaque zone d’observation est capturée par une ou plusieurs caméras et/ou détecteurs dans le véhicule ferroviaire 6. Par exemple, la ou les caméras et/ou détecteurs sont agencé dans la face avant du véhicule ferroviaire 6.Each observation zone is captured by one or more cameras and/or detectors in the railway vehicle 6. For example, the camera(s) and/or detectors are arranged in the front face of the railway vehicle 6.

Dans un mode de réalisation, la direction de chaque zone d’observation est déterminée à partir de la position réelle 13 du véhicule ferroviaire 6 d’une part et l’orientation du véhicule ferroviaire 6, le lacet de l’extrémité avant du véhicule ferroviaire 6 et/ou le vecteur normal de la face avant du véhicule ferroviaire 6 d’autre part.In one embodiment, the direction of each observation zone is determined from the real position 13 of the railway vehicle 6 on the one hand and the orientation of the railway vehicle 6, the yaw of the front end of the railway vehicle 6 and/or the normal vector of the front face of the railway vehicle 6 on the other hand.

Par exemple, la direction de chaque zone d’observation est un azimut respectif et/ou une élévation respective par rapport au lacet de l’extrémité avant du véhicule ferroviaire 6. Dans d’autres modes de réalisation, la trajectoire déterminée 9 de la voie ferrée est prise également en compte pour déterminer la direction ou le positionnement d’une zone d’observation par rapport au véhicule ferroviaire 6. Alternativement ou additionnellement, des coordonnées de la zone d’observation sont prises également en compte pour déterminer la direction ou le positionnement d’une zone d’observation par rapport au véhicule ferroviaire 6.For example, the direction of each observation zone is a respective azimuth and/or a respective elevation relative to the yaw of the front end of the railway vehicle 6. In other embodiments, the determined trajectory 9 of the track railway is also taken into account to determine the direction or positioning of an observation zone relative to the railway vehicle 6. Alternatively or additionally, coordinates of the observation zone are also taken into account to determine the direction or the positioning of an observation zone in relation to the railway vehicle 6.

montre schématiquement un véhicule ferroviaire 6 circulant sur la trajectoire 9 de la voie ferrée. Les croix 13a, 13b, 13c montrent respectivement une position réelle déterminée. L’angle αa, αb, αcentre le lacet 17a, 17b, 17c ou le vecteur normal de la face avant du véhicule ferroviaire 6 d’une part et un vecteur 19a, 19b, 19c entre la position réelle déterminée 13a, 13b, 13c et la zone d’observation, ici avec la signalisation ferroviaire 3 d’autre part est différent pour chaque position réelle 13a, 13b, 13c déterminée sur la trajectoire 9. Chaque angle forme respectivement un azimut αa, αb, αc .Dans un autre mode de réalisation alternativement et additionnellement une élévation est prise en compte pour calculer la direction ou le positionnement d’une zone d’observation par rapport au véhicule ferroviaire 6. schematically shows a railway vehicle 6 traveling on trajectory 9 of the railway track. The crosses 13a, 13b, 13c respectively show a determined real position. The angle α a , α b , α c between the yaw 17a, 17b, 17c or the normal vector of the front face of the railway vehicle 6 on the one hand and a vector 19a, 19b, 19c between the determined real position 13a, 13b, 13c and the observation zone, here with the railway signaling 3 on the other hand is different for each real position 13a, 13b, 13c determined on the trajectory 9. Each angle respectively forms an azimuth α a , α b , α vs . In another embodiment, alternatively and additionally, an elevation is taken into account to calculate the direction or positioning of an observation zone in relation to the railway vehicle 6.

montre schématiquement la vue d’une caméra montée à la face avant du véhicule ferroviaire 6. Le champ de vue comprend une pluralité des signalisations ferroviaires 3a, 3b, 3c, 3d. Par contre, seulement une d’entre elles sont à prendre en compte par le véhicule ferroviaire 6. Les autres signalisations, ici les signalisations ferroviaires 3a, 3b, 3c, concernent d’autres voies ferrées adjacentes. schematically shows the view of a camera mounted on the front face of the railway vehicle 6. The field of view comprises a plurality of railway signals 3a, 3b, 3c, 3d. On the other hand, only one of them is to be taken into account by the railway vehicle 6. The other signals, here the railway signals 3a, 3b, 3c, concern other adjacent railway tracks.

Selon un mode de réalisation, il est possible de déterminer exactement la direction ou le positionnement de la zone d’observation 19 comprenant la signalisation ferroviaire 3d par rapport au véhicule ferroviaire 6, par exemple un azimut et/ou une élévation qui désigne le centre de la zone d’observation 19. Dans un autre mode de réalisation un coin de la zone d’observation 19 est désigné par l’azimut et/ou l’élévation. Comme décrit ci-dessus, l’azimut et/ou l’élévation est déterminé à partir de la position réelle déterminée du véhicule ferroviaire 6 d’une part et l’orientation du véhicule ferroviaire 6, le lacet de l’extrémité avant du véhicule ferroviaire 6 et/ou le un vecteur normal de la face avant du véhicule ferroviaire 6 d’autre part.According to one embodiment, it is possible to determine exactly the direction or positioning of the observation zone 19 comprising the railway signaling 3d in relation to the railway vehicle 6, for example an azimuth and/or an elevation which designates the center of the observation zone 19. In another embodiment a corner of the observation zone 19 is designated by the azimuth and/or elevation. As described above, the azimuth and/or elevation is determined from the determined real position of the railway vehicle 6 on the one hand and the orientation of the railway vehicle 6, the yaw of the front end of the vehicle railway 6 and/or a normal vector of the front face of the railway vehicle 6 on the other hand.

Dans la suite, le contrôleur 6a fait une reconnaissance d’image dans la zone d’observation. De cette façon, il est possible de trouver et reconnaitre la signalisation ferroviaire 3d concernant le véhicule ferroviaire 6.Subsequently, the controller 6a performs image recognition in the observation zone. In this way, it is possible to find and recognize the 3d railway signaling concerning the railway vehicle 6.

De la même façon, il est possible de déterminer un obstacle s’étendant dans le gabarit ferroviaire, par exemple une personne traversant la voie ferrée, devant le véhicule ferroviaire 6. Dans ce cas, l’objet à reconnaitre est l’obstacle et/ou la ou les zones d’observation correspond au gabarit ferroviaire à une ou plusieurs positions données le long de la voie ferrée ou de la trajectoire 9 de la voie ferrée.In the same way, it is possible to determine an obstacle extending into the railway gauge, for example a person crossing the railway track, in front of the railway vehicle 6. In this case, the object to be recognized is the obstacle and/or or the observation zone(s) corresponds to the railway gauge at one or more given positions along the railway track or trajectory 9 of the railway track.

Dans un mode de réalisation, le contrôleur 6a est propre à contrôler la vitesse du véhicule ferroviaire 6 en fonction de la position réelle déterminée 13, 13a, 13b, 13c et de l’objet reconnu. Par exemple, lorsqu’un signal rouge et/ou un obstacle sur la voie ferrée est détecté, le contrôleur 6a est propre à arrêter ou à freiner le véhicule ferroviaire 6.In one embodiment, the controller 6a is capable of controlling the speed of the railway vehicle 6 as a function of the determined real position 13, 13a, 13b, 13c and the recognized object. For example, when a red signal and/or an obstacle on the railway track is detected, the controller 6a is capable of stopping or braking the railway vehicle 6.

montre schématiquement un ordinogramme d’un procédé selon un mode de réalisation. schematically shows a flowchart of a process according to one embodiment.

Dans une première étape 1000 les données d’une position mesurée d’un système de positionnement par satellite 12a et/ou une centrale inertielle 12b sont acquis. Par exemples les données de la position contiennent au moins une coordonnée mesurée 11.In a first step 1000 the data of a measured position of a satellite positioning system 12a and/or an inertial unit 12b are acquired. For example, the position data contains at least one measured coordinate 11.

Dans la suite, ou préalablement, à l’étape 1010 au moins une carte numérique comprenant une pluralité de nœuds 5 de référence sont obtenus. Les nœuds 5 de référence décrivent au moins un segment d’une voie ferrée d’une infrastructure ferroviaire. Par exemple la ou les cartes numériques est/sont chargées d’une ou plusieurs mémoires du véhicule ferroviaire. Alternativement, la ou les cartes sont reçues d’un autre contrôleur, par exemple par une transmission électronique. Les contraintes de l’infrastructure ferroviaire sont également chargées ou obtenues par le contrôleur 6a.Subsequently, or previously, in step 1010 at least one digital map comprising a plurality of reference nodes 5 are obtained. The reference nodes 5 describe at least one segment of a railway track of a railway infrastructure. For example, the digital card(s) is/are loaded with one or more memories of the railway vehicle. Alternatively, the card(s) are received from another controller, for example by electronic transmission. The constraints of the railway infrastructure are also loaded or obtained by the controller 6a.

A partir de la pluralité de nœuds de référence 5 et les contraintes de l’infrastructure ferroviaire, à l’étape 1020, une trajectoire d’une voie ferrée 9 est déterminée. Par exemple, comme décrit ci-dessus, la ou les contraintes de l’infrastructure ferroviaire sont une vitesse maximale autorisée du véhicule ferroviaire 6, en particulier sur le segment de la voie ferrée, le rayon minimal de la voie ferrée, la variation maximale de courbure du rail, la variation maximale de torsion du rail, une accélération maximale radiale autorisée et/ou une secousse maximale latérale autorisée. Par exemple un repère de Serret-Frenet peut être utilisé à cette fin.From the plurality of reference nodes 5 and the constraints of the railway infrastructure, in step 1020, a trajectory of a railway track 9 is determined. For example, as described above, the constraint(s) of the railway infrastructure are a maximum authorized speed of the railway vehicle 6, in particular on the segment of the railway track, the minimum radius of the railway track, the maximum variation of curvature of the rail, the maximum variation of twist of the rail, a maximum allowed radial acceleration and/or a maximum allowed lateral jerk. For example, a Serret-Frenet benchmark can be used for this purpose.

La trajectoire déterminée 9 et les données de la position mesurée, par exemples les coordonnées mesurées 11, sont utilisées pour déterminer, à l’étape 1030, au moins une position réelle 13 du véhicule ferroviaire 6. Par exemple, à cet effet une position mesurée ou des coordonnées mesurées obtenu par les données d’une position est projetée sur la trajectoire déterminée 9.The determined trajectory 9 and the measured position data, for example the measured coordinates 11, are used to determine, in step 1030, at least one real position 13 of the railway vehicle 6. For example, for this purpose a measured position or measured coordinates obtained by the data of a position is projected onto the determined trajectory 9.

Optionnellement, à l’étape 1040, la direction ou le positionnement d’une ou plusieurs zones d’observation 19 par rapport au véhicule ferroviaire 6 est déterminé(e) et une reconnaissance d’image de chaque zone d’observation 19 est effectuée. Par exemple, préalablement un vecteur normal de la face avant du véhicule ferroviaire 6, en particulier le lacet de l’extrémité avant du véhicule ferroviaire 6, et/ou l’orientation du véhicule ferroviaire 6 est/sont déterminés ou calculés, par exemple à partir de la position réelle 13 du véhicule ferroviaire 6, la trajectoire déterminée 9 et les dimensions du véhicule ferroviaire 6.Optionally, in step 1040, the direction or positioning of one or more observation zones 19 relative to the railway vehicle 6 is determined and image recognition of each observation zone 19 is carried out. For example, previously a normal vector of the front face of the railway vehicle 6, in particular the yaw of the front end of the railway vehicle 6, and/or the orientation of the railway vehicle 6 is/are determined or calculated, for example at from the real position 13 of the railway vehicle 6, the determined trajectory 9 and the dimensions of the railway vehicle 6.

Dans un mode de réalisation, la direction ou le positionnement de chaque zone d’observation par rapport au véhicule ferroviaire 6 est déterminé(e) à partir de la position réelle 13 du véhicule ferroviaire 6 d’une part et l’orientation du véhicule ferroviaire 6, le lacet de l’extrémité avant du véhicule ferroviaire 6 et/ou le un vecteur normal de la face avant du véhicule ferroviaire 6 d’autre part.In one embodiment, the direction or positioning of each observation zone relative to the railway vehicle 6 is determined from the actual position 13 of the railway vehicle 6 on the one hand and the orientation of the railway vehicle 6, the yaw of the front end of the railway vehicle 6 and/or a normal vector of the front face of the railway vehicle 6 on the other hand.

Dans d’autres modes de réalisation, la trajectoire 9 déterminée de la voie ferrée est prise également en compte pour déterminer la direction ou le positionnement de chaque zone d’observation 19 par rapport au véhicule ferroviaire 6. Alternativement ou additionnellement, des coordonnées de chaque zone d’observation sont prises également en compte pour déterminer la direction ou le positionnement d’une zone d’observation 19 par rapport au véhicule ferroviaire 6, par exemple pour déterminer l’azimut et/ou l’élévation de chaque zone d’observation.In other embodiments, the determined trajectory 9 of the railway track is also taken into account to determine the direction or positioning of each observation zone 19 relative to the railway vehicle 6. Alternatively or additionally, coordinates of each observation zone are also taken into account to determine the direction or positioning of an observation zone 19 relative to the railway vehicle 6, for example to determine the azimuth and/or elevation of each observation zone .

Finalement, à l’étape 1050 la vitesse du véhicule ferroviaire 6 est contrôlée en fonction d’un objet reconnu dans la ou les zones d’observation 19 et en particulier de la position réelle 13 déterminée. Par exemple le contrôleur 6a commande un freinage, arrêt ou une accélération du véhicule ferroviaire 6.Finally, in step 1050 the speed of the railway vehicle 6 is controlled as a function of an object recognized in the observation zone(s) 19 and in particular of the real position 13 determined. For example, the controller 6a controls braking, stopping or acceleration of the railway vehicle 6.

Selon l’invention, le recalage sur une trajectoire prédéfinie repose sur les contraintes fortes. Les positions imposées par la trajectoire de la voie ferrée permettent d’obtenir une reconnaissance des objets plus fiable et/ou un stockage de données réduites pour une cartographie de voie ferrée.According to the invention, resetting to a predefined trajectory is based on strong constraints. The positions imposed by the trajectory of the railway track make it possible to obtain more reliable object recognition and/or reduced data storage for railway mapping.

Claims (11)

Procédé pour déterminer la position d’un véhicule ferroviaire (6), le procédé comprenant les étapes suivantes :
acquérir (1000) les données d’une position mesurée (11) d’un système de positionnement par satellite (12a) et/ou une centrale inertielle (12b) ;
obtenir (1010) une carte numérique comprenant une pluralité de nœuds (5) de référence;
déterminer (1020), à partir de la pluralité de nœuds (5) de référence et une ou plusieurs contraintes de l’infrastructure ferroviaire, une trajectoire (9) d’un segment d’une voie ferrée ;
déterminer (1030) à partir de la trajectoire déterminée (9) et les données de la position mesurée (11) une position réelle (13) du véhicule ferroviaire (6).Method for determining the position of a railway vehicle (6), the method comprising the following steps:
acquire (1000) data from a measured position (11) of a satellite positioning system (12a) and/or an inertial unit (12b);
obtaining (1010) a digital map comprising a plurality of reference nodes (5);
determine (1020), from the plurality of reference nodes (5) and one or more constraints of the railway infrastructure, a trajectory (9) of a segment of a railway track;
determine (1030) from the determined trajectory (9) and the measured position data (11) a real position (13) of the railway vehicle (6). Procédé selon la revendication précédente, dans lequel les données d’une position mesurée (11) comprennent la latitude, la longitude, l’altitude, le roulis, le tangage, le lacet.Method according to the preceding claim, wherein the data of a measured position (11) comprises latitude, longitude, altitude, roll, pitch, yaw. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la ou les contraintes de l’infrastructure ferroviaire sont au moins une vitesse maximale autorisée du véhicule ferroviaire (6) sur la voie ferrée, en particulier sur le segment de la voie ferrée, le rayon minimal de la voie ferrée, une variation maximale de courbure du rail, une variation maximale de torsion du rail une accélération maximale radiale autorisée et/ou une secousse maximale latérale autorisée.Method according to one of the preceding claims, in which the constraint(s) of the railway infrastructure are at least a maximum permitted speed of the railway vehicle (6) on the railway track, in particular on the segment of the railway track, the radius minimum of the railway track, a maximum variation in curvature of the rail, a maximum variation in twist of the rail, a maximum authorized radial acceleration and/or a maximum authorized lateral jerk. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel déterminer à partir de la trajectoire déterminée (9) et les données de la position mesurée (11) une position réelle (13) du véhicule ferroviaire (6) comprend projeter au moins une coordonnée des données de la position mesurée sur la trajectoire déterminée (9).Method according to one of the preceding claims, in which determining from the determined trajectory (9) and the data of the measured position (11) a real position (13) of the railway vehicle (6) comprises projecting at least one coordinate of the data from the position measured on the determined trajectory (9). Procédé selon l’une des revendications précédentes comprenant en outre l’étape à déterminer à partir de de la position réelle (13) du véhicule ferroviaire (6), la trajectoire déterminée (9) et les dimensions du véhicule ferroviaire un vecteur normal de la face avant du véhicule ferroviaire (6), en particulier le lacet (17a, 17b, 17c) de l’extrémité avant du véhicule ferroviaire (6), et/ou l’orientation du véhicule ferroviaire (6).Method according to one of the preceding claims further comprising the step of determining from the actual position (13) of the railway vehicle (6), the determined trajectory (9) and the dimensions of the railway vehicle a normal vector of the front face of the railway vehicle (6), in particular the yaw (17a, 17b, 17c) of the front end of the railway vehicle (6), and/or the orientation of the railway vehicle (6). Procédé selon l’une des revendications précédentes dans lequel les nœuds de référence ont entre eux une distance, suivant la direction de la voie ferrée, entre 20m et 100m, en particulier entre 40m et 80m.Method according to one of the preceding claims in which the reference nodes have a distance between them, following the direction of the railway, between 20m and 100m, in particular between 40m and 80m. Procédé selon l’une des revendications précédentes dans lequel les nœuds (5) ont une distance égale entre eux suivant la direction de la voie ferrée (1).Method according to one of the preceding claims in which the nodes (5) have an equal distance between them in the direction of the railway track (1). Procédé de contrôle d’un véhicule ferroviaire, le procédé comprenant les étapes suivantes :
déterminer la position réelle (13) du véhicule ferroviaire (6) selon l’une des revendications précédentes ; et
déterminer (1040) une direction et/ou un positionnement d’au moins une zone d’observation (19) par rapport au véhicule ferroviaire (6),
effectuer une reconnaissance d’image de la ou les zones d’observation (19) ;
contrôler (1050) la vitesse du véhicule ferroviaire (6) en fonction d’un objet à observer reconnu dans la ou les zones d’observation et, en particulier, en fonction de la position réelle (13) déterminée.Method for controlling a railway vehicle, the method comprising the following steps:
determine the actual position (13) of the railway vehicle (6) according to one of the preceding claims; And
determine (1040) a direction and/or a positioning of at least one observation zone (19) relative to the railway vehicle (6),
perform image recognition of the observation area(s) (19);
controlling (1050) the speed of the railway vehicle (6) as a function of an object to be observed recognized in the observation zone(s) and, in particular, as a function of the actual position (13) determined. Procédé selon la revendication 8, dans lequel un objet à observer est une signalisation ferroviaire (3, 3a, 3b, 3c, 3d), en particulier une pancarte, un tableau, un signal lumineux et/ou un signal mécanique.Method according to claim 8, in which an object to be observed is a railway signal (3, 3a, 3b, 3c, 3d), in particular a sign, a board, a light signal and/or a mechanical signal. Contrôleur pour un véhicule ferroviaire, comprenant un ou plusieurs processeurs configurés pour mettre en œuvre les étapes du procédé pour déterminer la position d’un véhicule ferroviaire selon l’une des revendications 1 à 7.Controller for a railway vehicle, comprising one or more processors configured to implement the steps of the method for determining the position of a railway vehicle according to one of claims 1 to 7. Contrôleur pour un véhicule ferroviaire, comprenant un ou plusieurs processeurs configurés pour mettre en œuvre les étapes du procédé de contrôle d’un véhicule ferroviaire selon l’une des revendications 8 ou 9.Controller for a railway vehicle, comprising one or more processors configured to implement the steps of the method for controlling a railway vehicle according to one of claims 8 or 9.
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