WO2016097037A1 - Procédé de prédiction de la vitesse d'un conducteur au volant d'un véhicule - Google Patents

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WO2016097037A1
WO2016097037A1 PCT/EP2015/080070 EP2015080070W WO2016097037A1 WO 2016097037 A1 WO2016097037 A1 WO 2016097037A1 EP 2015080070 W EP2015080070 W EP 2015080070W WO 2016097037 A1 WO2016097037 A1 WO 2016097037A1
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speed
driver
vehicle
driving
prediction method
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PCT/EP2015/080070
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Marc Duvernier
Benoît GANDAR
Clément Petit
Denis Martin
Original Assignee
Compagnie Generale Des Etablissements Michelin
Michelin Recherche Et Technique S.A.
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    • B60W2556/45—External transmission of data to or from the vehicle
    • B60W2556/50—External transmission of data to or from the vehicle for navigation systems

Definitions

  • the present invention relates to the speed prediction of a driver driving a vehicle on a driving zone. This invention applies in particular in the field of motor vehicles.
  • ABS brake assist systems
  • ESP electronic trajectory correctors
  • Speed control systems or speed limiters allow a driver to set a maximum speed that should not be exceeded.
  • speed control systems do not adapt, and if they prevent driving at too great speeds, they can not guarantee that the driver is driving at a suitable speed, for example in driving areas or situations particular driving modes, such as turning zones.
  • the governors or speed limiters are controlled by the driver, which itself sets a maximum speed, without necessarily being aware of its driving profile with respect to a path to be completed.
  • the present invention seeks to overcome these disadvantages by providing a speed prediction method that is both adapted to the driver of the vehicle and a driving zone on which the vehicle will move.
  • the present invention also provides a method for previously determining driver categories and reference profiles associated with these categories.
  • the invention relates to a method for predicting the speed relative to the road of a driver driving a vehicle, comprising the following steps:
  • this measured speed is compared with a set of velocity profiles, each profile corresponding to a predetermined class of conductors,
  • the driver speed is predicted over a second driving zone according to the reference profile of the selected category.
  • the invention relates to a prediction method further comprising the following steps:
  • the predicted speed is corrected according to this distance.
  • the prediction method is such that, in addition to the speed of the driver, the acceleration of the driver is measured on the first driving zone, and this measurement of the acceleration is used to select the relevant class of drivers.
  • the step of predicting the speed consists in assigning to the driver the average speed of the selected category on the second driving zone, or on a driving zone having similarities with the approximate driving zone. by the vehicle.
  • the prediction method further comprises the step of correcting the predicted speed as a function of external parameters.
  • parameters are, for example, included in the group comprising: meteorological parameters, parameters relating to the state of the road, parameters relating to car traffic and parameters relating to the vehicle.
  • the prediction method comprises a step of transmitting the predicted speed to a driver assistance device installed on the vehicle.
  • driver assistance device is meant for example a device of the type "adaptive cruise control”.
  • the prediction method comprises a step of transmitting the predicted speed to a display device and / or alert, audible and / or visual, available to the driver of the vehicle.
  • the invention also relates to a method for determining speed profiles for a speed determination method, in which the method comprises the following steps: data are obtained that are representative of the driving speed of a group. predetermined number of drivers on a predefined driving zone, each driver being considered as an individual,
  • a profile speed is determined for each class thus determined.
  • the hierarchical classification used is a hierarchical ascending classification, or CAH.
  • the steps for categorizing individuals into a predetermined number of categories can be used independently of the present invention. Indeed, we can consider using the categorization of individuals to, for example, perform the marketing of services based on an individual profile.
  • the hierarchical classification is performed using only a portion of the data, the data being selected from observations made on predetermined relevant driving areas.
  • the principle of this classification is, using a concept of adequate distance, to group the users in classes, each as homogeneous as possible and, between them, as distinct as possible.
  • the classes are such that the intra-class variance is minimized, while the intergroup variance is maximized.
  • the speed of an individual is recorded during several passages on the same course, each passage giving rise to a set of observations.
  • the distance between the reference speeds of each of these users is calculated.
  • the number of classes used is chosen a posteriori, and is considered adequate if the interclass variance does not decrease significantly by adding a class.
  • the categories are determined using not all available observations, but only part of these observations. For example, observations on relevant driving areas, such as turns or areas of high acceleration, will be chosen.
  • the relevant driving areas are for example determined by mapping the driving area, or by a vehicle behavior during a passage on these areas, the behavior being for example analyzed in view of a speed and / or a vehicle acceleration on these areas.
  • the reference speed used for the classification can be chosen in different ways.
  • the reference speed is the median speed among the different passage speeds of a user.
  • the distance between the reference speed of this new individual and the profile speed of each of the classes is determined. We then classify the individual in the class for which this distance is the smallest.
  • the reference speed of the individual is determined on a path declared beforehand by the individual. To know the characteristics of this path, one can for example enrich the process by the use of cartographic data.
  • the reference speed of the individual is determined on a set of predefined characteristic zones.
  • a characteristic zone is, for example: a curve having a certain radius of curvature, a zone of sudden acceleration, a steep slope.
  • the speed is predicted at each time unit taking into account the categories and assigning each driver the profile speed of the category.
  • speed profile is meant a statistically determined speed, included in the group comprising: the average speed of individuals of a category, the median speeds of individuals of a category, a quantile of any order of the distribution speeds of individuals in a category or other statistical estimator representative of the speeds of all individuals in a category.
  • the step of predicting the speed of the driver on a second driving zone is to predict the speed in a finite number of points of the second driving zone, and to make an approximation between these points.
  • the speed is predicted only in certain specific areas, where the speed varies greatly, and an approximation is made between these zones.
  • Such an embodiment makes it possible to reduce the computing power used for the prediction. It is specified here that the choice of points is made according to speed variations, and therefore does not necessarily have a regular distribution on the driving zone.
  • the speed thus predicted is corrected according to external parameters, such as, for example
  • meteorological data data relating to the taxiway, such as, for example, information concerning a locally reduced level of adhesion
  • the predicted speed is corrected by using a statistically observed sub-behavior of this individual on characteristic areas, such as turns.
  • the predicted speed is corrected by using the distance of the individual to the average of his class.
  • this prediction can be refined, especially for individuals at the end of each category.
  • the reference profiles are initially downloaded into a memory on a vehicle
  • the profile thus determined is stored in memory, and
  • the speed is predicted according to this reference profile.
  • the implementation of the method may comprise a step of category change of an individual, if the records on the beginning of a path show too great a dispersion with respect to a category determined at prior.
  • the driver profile is not stored on a vehicle memory, but on a remote database.
  • the vehicle retrieves information from this database when an individual moves behind the wheel via telecommunications means installed on the vehicle.

Abstract

L'invention concerne un procédé de prédiction de la vitesse d'un conducteur au volant d'un véhicule, comprenant les étapes suivantes : - on mesure la vitesse du conducteur sur une première zone de conduite, - on compare cette vitesse mesurée avec un ensemble de profils de vitesse, chaque profil correspondant à une catégorie de conducteurs prédéterminée, - en fonction du résultat de cette comparaison, on sélectionne la catégorie pertinente pour le conducteur du véhicule, et - on prédit la vitesse du conducteur sur une seconde zone de conduite en fonction du profil de référence de la catégorie sélectionnée. L'invention concerne également un procédé de détermination de profils de vitesse pour un procédé de prédiction selon l'invention.

Description

Procédé de prédiction de la vitesse d'un conducteur au volant d'un véhicule
DOMAINE DE L'INVENTION
[0001] La présente invention concerne la prédiction de vitesse d'un conducteur au volant d'un véhicule sur une zone de conduite. Cette invention s'applique notamment dans le domaine des véhicules automobiles.
[0002] Les véhicules automobiles sont aujourd'hui équipés de nombreux équipements permettant d'améliorer la sécurité du conducteur et des passagers d'un véhicule. On connaît ainsi les systèmes d'assistance de freinage (ABS) permettant d'éviter le blocage des roues en cas de freinage intense. On connaît aussi les correcteurs électroniques de trajectoire (ESP), qui permettent, par un contrôle de la trajectoire, d'éviter les dérapages des véhicules.
[0003] Le développement de ces systèmes a été rendu possible par l'installation de nombreux dispositifs électroniques dans les véhicules, et la mise en œuvre de calculateurs électroniques de plus en plus puissants, permettant d'embarquer des puissances de calcul importantes dans des véhicules automobiles sans encombrement additionnel.
[0004] En outre, on sait que l'une des causes d'accident les plus fréquentes sur les routes est une vitesse véhicule trop importante, ou inadaptée. Les systèmes régulateurs de vitesse ou limiteurs de vitesse permettent à un conducteur de fixer une vitesse maximale à ne pas dépasser. Toutefois, de tels systèmes ne s'adaptent pas, et s'ils permettent d'éviter une conduite à des vitesses trop importantes, ils ne peuvent garantir que le conducteur roule à une vitesse adaptée, par exemple dans des zones de conduite ou des situations de conduite particulières, telles que des zones à virages. En outre, les régulateurs ou limiteurs de vitesse sont contrôlés par le conducteur, qui fixe lui-même une vitesse maximale, sans forcément être conscient de son profil de conduite par rapport à un trajet à accomplir.
[0005] On connaît également, du brevet américain US 8 478 499, une méthode pour prédire une vitesse véhicule en fonction d'un historique de vitesse. Toutefois, on a constaté que cette méthode fournissait parfois une prédiction assez peu adaptée au conducteur du véhicule.
[0006] La présente invention vise à remédier à ces inconvénients en fournissant un procédé de prédiction de vitesse qui soit à la fois adapté au conducteur du véhicule et à une zone de conduite sur laquelle le véhicule va se déplacer. La présente invention fournit également un procédé permettant de déterminer au préalable des catégories de conducteur et des profils de référence associés à ces catégories. BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION
[0007] Ainsi, l'invention concerne un procédé de prédiction de la vitesse par rapport à la route d'un conducteur au volant d'un véhicule, comprenant les étapes suivantes :
- on mesure la vitesse du conducteur sur une première zone de conduite,
on compare cette vitesse mesurée avec un ensemble de profils de vitesse, chaque profil correspondant à une catégorie de conducteurs prédéterminée,
en fonction du résultat de cette comparaison, on sélectionne la catégorie pertinente pour le conducteur du véhicule, et
- on prédit la vitesse du conducteur sur une seconde zone de conduite en fonction du profil de référence de la catégorie sélectionnée.
[0008] On parle ici de vitesse « d'un conducteur » car l'invention porte sur un procédé de prédiction dépendant d'une personne qui conduit un véhicule. Toutefois, il est clair que la vitesse ici considérée est bien la vitesse du véhicule conduit par un conducteur, par rapport à la route. Cette interprétation est valable pour toutes les mentions de la vitesse dans ce texte. Il en va de même pour l'accélération lorsque ce terme sera utilisé.
[0009] Le procédé permettant la définition au préalable d'un certain nombre de catégories de conducteurs sera ultérieurement détaillé.
[0010] Dans la suite de la description, on utilisera indifféremment les termes de « classifier » et « catégoriser ». De la même manière, on utilisera parfois indifféremment les termes de « catégorie » ou de « profil », étant donné qu'à une catégorie de conducteur correspond un unique profil de référence.
[0011] Dans une réalisation préférentielle, l'invention concerne un procédé de prédiction comprenant en outre les étapes suivantes :
on détermine une distance du profil du conducteur au profil de référence de la catégorie sélectionnée, et
on corrige la vitesse prédite en fonction de cette distance.
[0012] Dans une réalisation préférentielle, le procédé de prédiction est tel que l'on mesure, outre la vitesse du conducteur, l'accélération du conducteur sur la première zone de conduite, et on utilise cette mesure de l'accélération pour sélectionner la catégorie de conducteurs pertinente. [0013] Dans une réalisation préférentielle, l'étape de prédiction de la vitesse consiste à affecter au conducteur la vitesse moyenne de la catégorie sélectionnée sur la seconde zone de conduite, ou sur une zone de conduite présentant des similarités avec la zone de conduite approchée par le véhicule.
[0014] Dans une réalisation préférentielle, le procédé de prédiction comprend en outre l'étape de corriger la vitesse prédite en fonction de paramètres extérieurs. Ces paramètres sont, par exemple, compris dans le groupe comprenant : des paramètres météorologiques, des paramètres concernant l'état de la route, des paramètres concernant le trafic automobile et des paramètres concernant le véhicule.
[0015] Dans une réalisation préférentielle, le procédé de prédiction comprend une étape de transmission de la vitesse prédite à un dispositif d'aide à la conduite installé sur le véhicule. Par dispositif d'aide à la conduite on entend par exemple un dispositif de type « adaptive cruise control ».
[0016] Dans une autre réalisation préférentielle, le procédé de prédiction comprend une étape de transmission de la vitesse prédite à un dispositif d'affichage et/ou d'alerte, sonore et/ou visuelle, à disposition du conducteur du véhicule.
[0017] L'invention concerne également un procédé de détermination de profils de vitesse pour un procédé de détermination de vitesse, dans lequel le procédé comprend les étapes suivantes : on fait l'acquisition de données représentatives de la vitesse de conduite d'un groupe prédéterminé de conducteurs sur une zone de conduite prédéfinie, chaque conducteur étant considéré comme un individu,
on effectue une classification hiérarchique des individus pour les répartir en un nombre de classes défini en fonction des données, et
on détermine une vitesse de profil pour chaque classe ainsi déterminée.
[0018] Dans un mode de réalisation avantageux, la classification hiérarchique utilisée est une classification ascendante hiérarchique, ou CAH.
[0019] On précise ici que les étapes permettant de catégoriser les individus en un nombre prédéterminé de catégories peuvent être utilisées indépendamment de la présente invention. En effet, on peut envisager d'utiliser la catégorisation des individus pour, par exemple, effectuer la commercialisation de services en fonction d'un profil d'individu. [0020] Dans une réalisation préférentielle, la classification hiérarchique est effectuée en utilisant uniquement une partie des données, les données étant choisies parmi les observations effectuées sur des zones de conduite pertinentes prédéterminées.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
Détermination des catégories de conducteurs [0021] Ainsi que précédemment décrit, pour déterminer des catégories de conducteurs, on observe la vitesse d'un certain nombre d'individus sur un même trajet, et on effectue une classification hiérarchique sur l'ensemble des observations disponibles. On précise ici que les variables sont enregistrées avec une fréquence propre aux moyens d'enregistrement. Ces variables ne sont pas statistiquement considérées comme des courbes continues, mais comme un ensemble d'observations ponctuelles. Ainsi, à chaque individu est associé un ensemble d'observations pour chacun de ces passages.
[0022] Le principe de cette classification est, en utilisant une notion de distance adéquate, de regrouper les utilisateurs dans des classes, chacune le plus homogène possible et, entre elles, les plus distinctes possible. Dans un exemple de réalisation, les classes sont telles que la variance intra-classes est minimisée, alors que la variance intergroupes est maximisée.
[0023] De manière avantageuse, pour effectuer la classification, on enregistre la vitesse d'un individu au cours de plusieurs passages sur un même parcours, chaque passage donnant lieu à un ensemble d'observations. Pour définir la distance entre deux utilisateurs, on calcule la distance entre les vitesses de référence de chacun de ces utilisateurs.
[0024] Une fois que les classes sont déterminées, on détermine la vitesse moyenne de chaque classe, également appelée vitesse de profil.
[0025] Dans une telle classification hiérarchique, le nombre de classes utilisées est choisi à posteriori, et est considéré comme adéquat si la variance interclasse ne diminue pas significativement en ajoutant une classe.
[0026] Ainsi, dans un exemple de réalisation de la présente invention, on a envisagé d'utiliser six classes, pour minimiser la variance interclasse. Or, on a constaté qu'on obtenait des résultats aussi pertinents avec quatre classes. On choisit donc préférentiellement ce nombre de quatre classes, pour des raisons de parcimonie. Cela permet en effet de réduire la puissance de calcul et les temps de calcul nécessaires.
[0027] Toujours dans un souci de parcimonie, dans un exemple de réalisation, les catégories sont déterminées en utilisant non pas l'ensemble des observations disponibles, mais seulement une partie de ces observations. On choisira par exemple les observations sur des zones de conduite pertinentes, telles que des virages ou des zones à forte accélération.
[0028] Les zones de conduite pertinentes sont par exemple déterminées grâce à une cartographie de la zone de conduite, ou grâce à un comportement véhicule lors d'un passage sur ces zones, le comportement étant par exemple analysé au vu d'une vitesse et/ou d'une accélération véhicule sur ces zones.
Vitesse de référence d'un individu :
[0029] La vitesse de référence utilisée pour la classification peut être choisie de différentes manières. Ainsi, dans un exemple, la vitesse de référence est la vitesse médiane parmi les différentes vitesses de passage d'un utilisateur.
[0030] Dans un autre exemple, on choisit une référence artificielle appelée « vitesse à 75% ». Cette vitesse est déterminée en prenant, sur chaque observation, le 3eme quartile de la vitesse d'un utilisateur sur chacun de ces passages.
Classification d'un individu dans une catégorie :
[0031] Pour classifier un nouvel individu, non encore considéré, dans une des catégories déterminées comme mentionné ci-dessus, on détermine la distance entre la vitesse de référence de ce nouvel individu et la vitesse de profil de chacun des classes. On classifie alors l'individu dans la classe pour laquelle cette distance est la plus petite.
[0032] Pour que cette classification soit effectuée de manière pertinente, il est utile que les vitesses comparées aient été déterminées sur des zones de conduite similaires, ou présentant des caractéristiques communes. [0033] Ainsi dans un exemple, la vitesse de référence de l'individu est déterminée sur un trajet déclaré au préalable par l'individu. Pour connaître les caractéristiques de ce trajet, on peut par exemple enrichir le procédé par l'utilisation de données cartographiques.
[0034] Dans un autre exemple, la vitesse de référence de l'individu est déterminée sur un ensemble de zones caractéristiques prédéfinies. Une zone caractéristique est par exemple : un virage présentant un certain rayon de courbure, une zone d'accélération brutale, une pente raide.
Prédiction de la vitesse d'un individu :
[0035] Une fois que l'individu a été classifié dans une certaine catégorie, il est possible de prédire sa vitesse sur une zone de conduite future, en utilisant le profil de vitesse de cette catégorie.
[0036] A cet effet, la vitesse est prédite à chaque unité de temps en prenant en compte les catégories et en affectant à chaque conducteur la vitesse profil de la catégorie.
[0037] Par vitesse profil, on entend une vitesse statistiquement déterminée, comprise dans le groupe comprenant : la moyenne des vitesses des individus d'une catégorie, la médiane des vitesses des individus d'une catégorie, un quantile de tout ordre de la distribution des vitesses des individus d'une catégorie ou tout autre estimateur statistique représentatif des vitesses de l'ensemble des individus d'une catégorie.
[0038] Dans un mode de réalisation avantageux, l'étape de prédiction de la vitesse du conducteur sur une seconde zone de conduite consiste à prédire la vitesse en un nombre de points finis de la seconde zone de conduite, et à effectuer une approximation entre ces points. Ainsi, par exemple on ne prédit la vitesse que sur certaines zones spécifiques, où la vitesse varie fortement, et on effectue une approximation entre ces zones. Un tel mode de réalisation permet de diminuer la puissance de calcul mise en œuvre pour la prédiction. On précise ici que le choix des points est effectué en fonction des variations de vitesse, et ne présente donc pas nécessairement une répartition régulière sur la zone de conduite.
[0039] De manière avantageuse, la vitesse ainsi prédite est corrigée en fonction de paramètres extérieurs, tels que par exemple
- la vitesse maximale légalement autorisée sur la zone de conduite,
des données météorologiques, des données concernant le sol de roulage, telles que par exemple une information concernant un niveau d'adhérence localement réduit,
[0040] Dans un autre exemple de réalisation, la vitesse prédite est corrigée en utilisant un sous-comportement statistiquement constaté de cet individu sur des zones caractéristiques, telles que des virages.
[0041] Dans un autre exemple encore, la vitesse prédite est corrigée en utilisant la distance de l'individu à la moyenne de sa classe. En effet, bien que la catégorisation des individus permette une prédiction relativement pertinente, cette prédiction peut être affinée, notamment pour les individus se situant aux extrémités de chacune des catégories.
Mise en œuyre d'un procédé selon l'invention :
[0042] Dans un exemple de réalisation, un procédé selon l'invention est concrètement mis en œuvre de la manière suivante :
- On télécharge initialement les profils de référence dans une mémoire embarquée sur un véhicule,
Lorsque qu'un conducteur s'installe au volant, on vérifie en mémoire s'il a déjà été catégorisé dans un des profils existants,
Si le conducteur n'est pas catégorisé, on met en œuvre les étapes pour lui attribuer une catégorie,
On stocke en mémoire le profil ainsi déterminé, et
On prédit la vitesse en fonction de ce profil de référence.
[0043] Dans un mode de réalisation, la mise en œuvre du procédé peut comprendre une étape de changement de catégorie d'un individu, si les enregistrements sur le début d'un trajet montrent une trop grande dispersion par rapport à une catégorie déterminée au préalable.
[0044] Dans un autre mode de réalisation, le profil du conducteur n'est pas stocké sur une mémoire du véhicule, mais sur une base de données distante. Dans ce cas, le véhicule récupère les informations de cette base de données lorsqu'un individu s'installe au volant via des moyens de télécommunications installés sur le véhicule.

Claims

REVENDICATIONS
Procédé de prédiction de la vitesse d'un conducteur au volant d'un véhicule par rapport à la route, comprenant les étapes suivantes :
on mesure la vitesse du conducteur sur une première zone de conduite,
on compare cette vitesse mesurée avec un ensemble de profils de vitesse, chaque profil correspondant à une catégorie de conducteurs prédéterminée,
en fonction du résultat de cette comparaison, on sélectionne la catégorie pertinente pour le conducteur du véhicule, et
on prédit la vitesse du conducteur sur une seconde zone de conduite en fonction du profil de référence de la catégorie sélectionnée.
Procédé de prédiction selon la revendication 1 , comprenant en outre les étapes suivantes : on détermine une distance du profil du conducteur au profil de référence de la catégorie sélectionnée, et
on corrige la vitesse prédite en fonction de cette distance.
Procédé de prédiction selon la revendication 1 ou 2, dans lequel on mesure, outre la vitesse du conducteur, l'accélération du conducteur par rapport à la route sur la première zone de conduite, et on utilise cette mesure de l'accélération pour sélectionner la catégorie de conducteurs pertinente.
Procédé de prédiction selon l'une des revendications précédentes dans lequel l'étape de prédiction de la vitesse consiste à affecter la vitesse profil de la catégorie sélectionnée sur la seconde zone de conduite.
Procédé de prédiction selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'étape de prédiction de la vitesse du conducteur sur une seconde zone de conduite consiste à prédire la vitesse en un nombre de points finis de la seconde zone de conduite, et à effectuer une approximation entre ces points.
Procédé de prédiction selon l'une des revendications précédentes, comprenant l'étape de corriger la vitesse prédite en fonction de paramètres extérieurs.
7. Procédé de prédiction selon la revendication 5, dans lequel les paramètres extérieurs sont compris dans le groupe comprenant : des paramètres météorologiques, des paramètres concernant l'état de la route, des paramètres concernant le trafic automobile, des paramètres concernant le véhicule.
8. Procédé de prédiction selon l'une des revendications précédentes, comprenant une étape de transmission de la vitesse prédite à un dispositif d'aide à la conduite installé sur le véhicule. 9. Procédé de prédiction selon l'une des revendications précédentes, comprenant une étape de transmission de la vitesse prédite à un dispositif d'affichage et/ou d'alerte à disposition du conducteur du véhicule.
10. Procédé de détermination de profils de vitesse pour un procédé de prédiction de vitesse selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le procédé comprenant les étapes suivantes :
on fait l'acquisition de données représentatives de la vitesse de conduite d'un groupe de conducteurs sur une zone de conduite prédéfinie, chaque conducteur étant considéré comme un individu, et
- on effectue une classification hiérarchique des individus pour les répartir en un nombre de classes défini en fonction des données,
on détermine une vitesse de profil pour chaque classe ainsi déterminée.
11. Procédé de détermination de profils de vitesse selon la revendication 10, dans lequel la classification hiérarchique est effectuée en utilisant uniquement une partie des données, les données étant choisies parmi les observations effectuées sur des zones de conduite pertinentes prédéterminées.
PCT/EP2015/080070 2014-12-16 2015-12-16 Procédé de prédiction de la vitesse d'un conducteur au volant d'un véhicule WO2016097037A1 (fr)

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