WO2019229345A1 - Autonomous crossing of an obligatory passage zone on a road - Google Patents
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- WO2019229345A1 WO2019229345A1 PCT/FR2019/051221 FR2019051221W WO2019229345A1 WO 2019229345 A1 WO2019229345 A1 WO 2019229345A1 FR 2019051221 W FR2019051221 W FR 2019051221W WO 2019229345 A1 WO2019229345 A1 WO 2019229345A1
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- B60W30/0956—Predicting travel path or likelihood of collision the prediction being responsive to traffic or environmental parameters
Definitions
- the present invention belongs to the field of assistance in driving a vehicle. It relates in particular to a method of crossing by a vehicle, whose driving is at least partially assisted, a required passage area included on a road.
- Vehicle means any type of vehicle such as a motor vehicle, a moped, a motorcycle, a rail vehicle, etc.
- assistance to the driving of a vehicle is meant any automated process capable of assisting the driving of the vehicle. The method may thus consist of partially or totally steering the vehicle or providing any type of assistance to the natural person driving the vehicle.
- “Road” means any type of road capable of supporting a movement of the vehicle.
- a highway, a track in the desert, a national road or a path for motocross trials are examples of roads.
- the assistance devices for driving a vehicle can, for example, guide the vehicle on a road, anticipate an intersection by braking, facilitate the parking or the rear steps, or detect obstacles, especially in front of their vehicle, or illuminate an obstacle detected in front of their vehicle (a function sometimes called "marking light"), or correcting the trajectory of their vehicle according to the marking delimiting the traffic lanes used, or regulating the speed of their vehicle according to a set of instructions provided by their driver or a speed restriction in effect on the traffic lane.
- marking light a function sometimes called "marking light”
- the vehicle has to cross areas where the road must pass. These situations typically correspond to the crossing of a toll barrier, a work area in which specific lanes are planned, or a customs or police control barrier.
- the road infrastructure (toll barrier for example) has a plurality of compulsory passage zones (eg toll lanes).
- a preprogrammed trajectory is used.
- the vehicle determines lateral direction instructions to simply follow the preprogrammed path.
- This solution has a certain rigidity insofar as the trajectories must all be predefined in particular according to the cartography of the passage area required for a vehicle to perform the crossing independently. At least three disadvantages emerge from such rigidity.
- a trajectory must have been calculated for each zone of passage required. This is very restrictive because the location (cartography), the layout, the environment or other characteristics of the zones of passage required vary frequently, which makes it necessary to recalculate each time a trajectory. For example, in the case of a toll, the areas of passage (toll lanes) change very frequently, typically depending on the traffic (weekend departures and weekend returns).
- a first aspect of the invention relates to a method of crossing a vehicle, whose driving is at least partially assisted, of a compulsory passage zone included on a road, comprising the steps of:
- the determination of the lateral direction setpoint is therefore made in real time and is not subject to any previously calculated fixed trajectory.
- lateral direction setpoint means any instruction capable of causing a lateral direction of movement of the vehicle, such as implying a directional grip to the left or right of the vehicle.
- a set of steering wheel angle or handlebar are examples of lateral direction set.
- the method further comprises a step of obtaining vehicle speed data.
- the variation data is obtained from the vehicle positioning data, the positioning data of the required passage area and the vehicle speed data. The use of these data makes it easy to determine, because of easy-to-acquire quantities, variation data.
- the step of determining the lateral direction setpoint comprises the sub-steps of:
- the use of the coefficient makes it possible to adapt the autonomous driving to various criteria, such as, for example, the type of driving desired by the occupant (s) of the vehicle.
- the variation of this coefficient indeed has repercussions on the variability (abruptness) of the direction setpoint.
- the predetermined value is used for the determination of the lateral direction setpoint.
- the predetermined value is determined from at least one of the following elements: at least one characteristic of the vehicle, maximum acceleration that is tolerable for a vehicle occupant, a regulatory constraint.
- the road comprises a road infrastructure, the road infrastructure comprising a plurality of compulsory passage zones, the passage zone required, mentioned in the preceding claims, being one of the zones of obligatory passage of said plurality and being referred to as affected passage zone in the present claim, and wherein the method further comprises, before the steps mentioned in one of the preceding claims, the step of:
- the vehicles managed by the method may, in a flexible manner, be oriented towards different areas of passage required.
- the method further comprises, before the receiving step, the steps of:
- a second aspect of the invention is directed to a computer program comprising instructions for implementing the method according to the first aspect of the invention, when these instructions are executed by a processor.
- a third aspect of the invention relates to a vehicle crossing device, the driving of which is at least partially assisted, of a compulsory passage zone comprised on a road, comprising at least one memory and at least one processor arranged to perform the steps of:
- a fourth aspect of the invention is a vehicle whose driving is at least partially assisted, comprising:
- FIG. 1 illustrates an application context of the invention
- FIG. 2 illustrates a method of crossing by a vehicle, whose conduct is at least partially assisted, of a compulsory passage zone included on a road, according to the invention
- Figure 3 illustrates a processing device, according to one embodiment of the invention.
- the invention is described below in its non-limiting application to the passage of a toll by an autonomous vehicle.
- Other applications such as a passage from a police barrier to the border by a moped whose driving is assisted or storage in a box of a device capable of carrying loads in a storage plant are also possible.
- Figure 1 illustrates the context of implementation of the invention.
- a vehicle 508 must cross a tollgate PG located on a road RD.
- the vehicle 508 typically comprises at least one sensor, such as, for example, exteroceptive sensors, for example ultrasonic sensors, cameras, radars, a motion sensor or lidars.
- exteroceptive sensors for example ultrasonic sensors, cameras, radars, a motion sensor or lidars.
- the vehicle 508 When the vehicle 508 arrives close to the toll, it crosses a border LIM1 (the border may be virtual and not indicated by a marking on the ground) whose crossing triggers the implementation of the autonomous toll crossing process as described above. after referring to FIG. 2, until the vehicle 508 crosses a border LIM2 downstream of the toll.
- a border LIM1 the border may be virtual and not indicated by a marking on the ground
- a compulsory passage zone SL3 is assigned to the vehicle 508 by the toll PG.
- the assignment is made upon obtaining a request from the vehicle 508.
- This request may be generated by the vehicle, at the initiative of the driver or not (detection of the passage of the vehicle in a specific area) or by any other device connected to the vehicle.
- infrastructure For example, sensors positioned on the road upstream of the infrastructure may be the source of the request.
- the assignment method comprises the steps of:
- this assignment step includes the substeps of:
- the state of congestion is for example given by the information transmitted by the vehicles (see step S17 of FIG. 2), by data from the internet, by a mapping provider, by sensors located on the road, etc. ;
- the category (utility, truck, light vehicle, etc.), the type of subscription subscribed (electronic toll, wireless payment, etc.), a characteristic of the vehicle, etc. can be taken into account during the assignment.
- the parameters (such as coefficients a and b described hereinafter with reference to FIG. 2) for implementing the method described hereinafter with reference to FIG. 2 can be adapted, for example as a function of the zones between LIM1 and LIM2 where the vehicle is located, for example the area between LIM1 and the PG toll gate, the area corresponding to the PG toll gate and the area between the PG and LIM2 toll gate.
- the longitudinal control (acceleration / braking to the front / rear of the vehicle) is performed from the position of the vehicle and the flow of other vehicles. For example, the instruction acceleration / braking is calculated so that the vehicle 508 follows at a distance the vehicle in front of it.
- the driver can take control of his autonomous vehicle.
- the driver can only regain control of the driving of the vehicle at certain times (for example, other than when he passes the PG barrier).
- a fixed RP mark is used.
- This marker can be set according to different conventions, the X axis of the abscissa can for example correspond to the geographical north. In another convention, the Y axis is substantially parallel to an axis representative of the toll barrier.
- An example of an RP landmark is the WGS84 inertial reference, World Geodetic System 1984 in English: World Geodetic System, 1984 revision, in French.
- the process is implemented dynamically. This means that a direction setpoint is determined over time, at a predefined periodicity. For example, every tenth of a second, the method described hereinafter with reference to Figure 2 is implemented for new input data values (see below, including positioning, speed, etc.). Of course, other values of periodicity are conceivable, in particular as a function of the computing capacities of a device, such as the device D described hereinafter with reference to FIG. 3. Periodicity values of the order of one second. , the millisecond, the nanosecond or even the minute are also for example possible.
- V v V v
- the method is implemented dynamically and here the speed Vv corresponds to the instantaneous speed of the vehicle 508.
- an angle h (small Greek letter etta) is also represented h corresponds to an angle between an axis which links the vehicle 508 to the forced passage zone SL3 (here the VC axis) and a fixed direction relative to to the reference system RP (here the x-axis X, represented in dashed line).
- FIG. 2 illustrates the method according to the invention, in one embodiment.
- a first step E1 vehicle positioning data, positioning data of the required passage area, vehicle speed data are obtained.
- GNSS Global Navigation Satellite System
- GPS Global Positioning
- o vehicle sensors such as those described above with reference to Figure 1; o communication between the vehicle and at least one other vehicle;
- o communication between the vehicle and at least one infrastructure element o communication between the vehicle and at least one user terminal; o communication between the vehicle and at least one extended telecommunication network;
- step S2 for calculating the distance D between the point V and the point C and the norm V R of the speed of V with respect to C is implemented.
- One way of calculating these quantities is for example given below:
- variation data of the angle h are calculated.
- this variation corresponds to a variation with respect to time, and is therefore denoted by ê (eta point).
- ê eta point
- the variation of the angle h is directly or indirectly obtained by other sensor measurements of the vehicle (such as those described above with reference to FIG. 1) or received from a remote entity and connected to the vehicle (eg surveillance camera of the toll gate).
- the coefficient of reactivity can be chosen according to, for example, the driving preferences of the vehicle occupants (aggressive driving, with significant values of normal acceleration, with high values of a or conversely driving casting with lower values a) or dynamic capabilities of the vehicle (ability to take turns at a certain speed).
- a preferred value range of the reactivity coefficient is [2.5; 4,5].
- other calculation data are used for the calculation of the normal acceleration ACNS.
- a way of calculating the ACNS normal acceleration is given below:
- coefficient of continuation (x c x v ). u v + (y c y v ). v v and let b (Greek letter beta) a coefficient, called coefficient of continuation, which can vary, for example, according to the same criteria as those detailed above for the coefficient of reactivity a, we have:
- b 0.
- a preferred value range of the tracking coefficient is [2.5; 4,5].
- a normal acceleration control is performed in steps T5, S6 and S7.
- the normal acceleration ACNS is not greater than or equal to a maximum acceleration AMAX.
- the maximum acceleration AMAX is determined from at least one of the following: at least one characteristic of the vehicle (eg maximum turning radius, table of maximum angles as a function of speed, etc.); maximum permissible acceleration for a vehicle occupant (eg twice the weight of the occupant, in the side); a regulatory constraint. If, at step S6, the normal acceleration ACNS is not greater than or equal to a maximum value AMAX, the normal acceleration ACN which will be used to determine the direction setpoint is equal to the normal acceleration ACNS calculated at step S4.
- step S7 the normal acceleration ACNS is greater than or equal to a maximum value AMAX
- the normal acceleration ACN which will be used to determine the direction setpoint is equal to the maximum acceleration AMAX calculated at step S4.
- step S8 a radius of curvature Rc is calculated according to the normal acceleration ACN.
- this magnitude is given below:
- This radius of curvature Rc is then used in step S9 to determine a lateral direction set CSGN.
- a set of steering wheel angle or handlebar are examples of lateral direction set CSGN. To do this, it is for example calculated the angle to be made by the wheel or wheels and / or the rear wheel or wheels so that the vehicle follows the radius of curvature Rc.
- the lateral direction set CSGN is then applied so that the vehicle is moving, according to the law detailed above, to the SL3 obligatory passage zone.
- a forced passage zone among the plurality of compulsory passage zone is thus assigned to the vehicle for it to cross autonomously, and without following a predefined path, the infrastructure through this affected area.
- the determination of the lateral direction setpoint is made in real time (starting from the instantaneous speed) and is not subject to any previously calculated fixed trajectory.
- Combining a reception of information on the affected area of passage and the real-time determination of the direction setpoint makes possible a dynamic management optimized in traffic for the infrastructure and time, comfort and safety for the occupants of the vehicle.
- An adaptation to the evolving characteristics of traffic or even infrastructure is indeed possible, without the need to re-map the infrastructure to recalculate a trajectory.
- the required area of passage can be reassigned by sending a new message of identification information without disturbing the autonomous driving which, by its real time processing, will easily adapt to the change of passage area required.
- FIG. 3 represents an exemplary device D of the vehicle 508.
- This device D can be used as a centralized device in charge of at least certain steps of the method carried out by the vehicle, according to the invention.
- the process steps performed by the vehicle, according to the invention can be performed by the single device D but also be carried out for some or all by a landed device connected to the vehicle, such as a server of the toll gate in charge of the autonomous driving of vehicles passing the toll.
- This device D can take the form of a housing comprising printed circuits, any type of computer or a smartphone.
- the device D comprises a random access memory 1 for storing instructions for the implementation by a processor 2 of at least one step of the method as described above.
- the device also comprises a mass memory 3 for storing data intended to be stored after the implementation of the method.
- the device D may further comprise a digital signal processor (DSP) 4.
- DSP digital signal processor
- This DSP 4 receives the data from the sensors to format, demodulate and amplify, in a manner known per se, these data.
- the device also comprises an input interface 5 for receiving data implemented by the method according to the invention, such as the vehicle positioning data, and / or received by an antenna of the vehicle and an output interface 6 for transmitting the data implemented by the method, such as the lateral direction setpoint.
- an input interface 5 for receiving data implemented by the method according to the invention, such as the vehicle positioning data, and / or received by an antenna of the vehicle
- an output interface 6 for transmitting the data implemented by the method, such as the lateral direction setpoint.
- a device similar to the device D described above can also be used to implement the method of assigning the passage area required by the infrastructure described above with reference to Figure 1, it is then included in the infrastructure or connected to it (wired or radiofrequency link).
- a reference frame RP and a Cartesian coordinate system was described to implement the steps of the method that is the subject of the invention.
- the invention is not limited to such a reference system and can also be implemented in other reference systems (such as a barycentric or heliocentric reference) or coordinate system (typically polar coordinates).
- a system has also been described in which it is the infrastructure that communicates with the vehicle and in particular affects it a zone of passage required. These communications and processing can be relocated, typically in cloud computing, cloud, so that the vehicle actually communicates with remote servers.
- described above are examples of mathematical calculations described to implement the steps of the method object of the invention. The invention is not limited to such calculations and variants in the mathematical expressions are possible.
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Abstract
The invention relates to a crossing method for a vehicle (508), the driving of which is at least partially assisted, for crossing an obligatory passage zone (SL3) on a road (RD), said method comprosing the steps of: obtaining positioning data of the vehicle in a predetermined reference frame (RP); obtaining positioning data of the obligatory passage zone in said reference frame; determining a lateral direction set point value from the positioning data of the vehicle, the positioning data of the obligatory passage zone, and data relating to the variation of an angle between an axis that connects the vehicle to the obligatory passage zone and a direction which is set in relation to said reference frame.
Description
Franchissement autonome Autonomous crossing
d’une zone de passage obligé d’une route a zone of passage of a road
La présente invention appartient au domaine de l’assistance à la conduite d’un véhicule. Elle concerne en particulier un procédé de franchissement par un véhicule, dont la conduite est au moins partiellement assistée, d’une zone de passage obligé comprise sur une route. The present invention belongs to the field of assistance in driving a vehicle. It relates in particular to a method of crossing by a vehicle, whose driving is at least partially assisted, a required passage area included on a road.
Elle est particulièrement avantageuse dans le cas d’un véhicule automobile autonome devant franchir une barrière de péage. It is particularly advantageous in the case of an autonomous motor vehicle to cross a toll barrier.
On entend par « véhicule » tout type de véhicule tel qu’un véhicule automobile, un cyclomoteur, une motocyclette, un véhicule sur rails, etc. On entend par assistance à la conduite d’un véhicule tout procédé automatisé apte à assister la conduite du véhicule. Le procédé peut ainsi consister à diriger partiellement ou totalement le véhicule ou à apporter tout type d’aide à la personne physique conduisant le véhicule. "Vehicle" means any type of vehicle such as a motor vehicle, a moped, a motorcycle, a rail vehicle, etc. By assistance to the driving of a vehicle is meant any automated process capable of assisting the driving of the vehicle. The method may thus consist of partially or totally steering the vehicle or providing any type of assistance to the natural person driving the vehicle.
On entend par « route » tout type de voie apte à supporter un mouvement du véhicule. Une autoroute, une piste dans le désert, une route nationale ou encore un chemin pour motocross trial sont des exemples de routes. "Road" means any type of road capable of supporting a movement of the vehicle. A highway, a track in the desert, a national road or a path for motocross trials are examples of roads.
Les dispositifs d’assistance à la conduite d’un véhicule peuvent, par exemple, guider le véhicule sur une route, anticiper une intersection en freinant, faciliter les stationnements ou les marches arrières, ou détecter des obstacles, notamment devant leur véhicule, ou éclairer un obstacle détecté devant leur véhicule (fonction parfois appelée « marking light »), ou corriger la trajectoire de leur véhicule en fonction du marquage délimitant les voies de circulation empruntées, ou encore réguler la vitesse de leur véhicule en fonction d’une consigne fournie par leur conducteur ou d’une limitation de vitesse en vigueur sur la voie de circulation empruntée. The assistance devices for driving a vehicle can, for example, guide the vehicle on a road, anticipate an intersection by braking, facilitate the parking or the rear steps, or detect obstacles, especially in front of their vehicle, or illuminate an obstacle detected in front of their vehicle (a function sometimes called "marking light"), or correcting the trajectory of their vehicle according to the marking delimiting the traffic lanes used, or regulating the speed of their vehicle according to a set of instructions provided by their driver or a speed restriction in effect on the traffic lane.
Dans certaines situations, le véhicule doit franchir des zones de passage obligé de la route. Ces situations correspondent typiquement au franchissement d’une barrière de péage, d’une
zone de travaux dans laquelle des voies spécifiques sont prévues, ou encore d’une barrière de contrôle douanier ou policier. L’infrastructure routière (barrière de péage par exemple) comporte une pluralité de zones de passage obligé (voies de péage par exemple). In certain situations, the vehicle has to cross areas where the road must pass. These situations typically correspond to the crossing of a toll barrier, a work area in which specific lanes are planned, or a customs or police control barrier. The road infrastructure (toll barrier for example) has a plurality of compulsory passage zones (eg toll lanes).
Le document FR1756609, non-accessible au public au jour du dépôt ou de la priorité de la présente demande de brevet, propose un procédé rendant possible le franchissement autonome d’une zone de passage obligé. The document FR1756609, which is not accessible to the public on the day of filing or priority of the present patent application, proposes a method making it possible to cross an area of compulsory passage independently.
Pour ce faire, lorsqu’il est déterminé que le véhicule doit franchir la zone de passage obligé, telle qu’une voie d’une barrière de péage, une trajectoire préprogrammée est utilisée. En particulier, le véhicule détermine des consignes de direction latérale pour simplement suivre la trajectoire préprogrammée. To do this, when it is determined that the vehicle must cross the required crossing area, such as a toll barrier lane, a preprogrammed trajectory is used. In particular, the vehicle determines lateral direction instructions to simply follow the preprogrammed path.
Cette solution présente une certaine rigidité dans la mesure où les trajectoires doivent toutes être prédéfinies en fonction notamment de la cartographie de la zone de passage obligé pour qu’un véhicule puisse effectuer le franchissement de manière autonome. Au moins trois inconvénients ressortent d’une telle rigidité. D’une part, une trajectoire doit avoir été calculée pour chaque zone de passage obligé. Ceci est très contraignant car l’emplacement (cartographie), la disposition, l’environnement ou d’autres caractéristiques des zones de passage obligé varient fréquemment, ce qui impose de recalculer à chaque fois une trajectoire. Par exemple, dans le cas d’un péage, les zones de passage obligé (voies du péage) changent très fréquemment, typiquement en fonction du trafic (départs en week-end et retours en week-end). This solution has a certain rigidity insofar as the trajectories must all be predefined in particular according to the cartography of the passage area required for a vehicle to perform the crossing independently. At least three disadvantages emerge from such rigidity. On the one hand, a trajectory must have been calculated for each zone of passage required. This is very restrictive because the location (cartography), the layout, the environment or other characteristics of the zones of passage required vary frequently, which makes it necessary to recalculate each time a trajectory. For example, in the case of a toll, the areas of passage (toll lanes) change very frequently, typically depending on the traffic (weekend departures and weekend returns).
Ensuite, ces changements récurrents imposent de prévoir des moyens importants de calcul et de stockage des trajectoires. Then, these recurrent changes require to provide important means of calculating and storing trajectories.
Enfin, les perturbations qui font sortir le véhicule de sa trajectoire sont particulièrement difficiles à gérer. En effet, la rigidité du procédé rend ces situations complexes car le véhicule ne pourra pas s’adapter dynamiquement à la situation, et cherchera toujours à rejoindre la trajectoire qui lui aura été attribuée. Finally, the disturbances that make the vehicle leave its trajectory are particularly difficult to manage. Indeed, the rigidity of the process makes these situations complex because the vehicle will not dynamically adapt to the situation, and will always seek to join the path that has been assigned.
La présente invention vient améliorer la situation.
A cet effet, un premier aspect de l’invention concerne un procédé de franchissement par un véhicule, dont la conduite est au moins partiellement assistée, d’une zone de passage obligé comprise sur une route, comprenant les étapes de : The present invention improves the situation. For this purpose, a first aspect of the invention relates to a method of crossing a vehicle, whose driving is at least partially assisted, of a compulsory passage zone included on a road, comprising the steps of:
- obtention de données de positionnement du véhicule, dans un référentiel prédéterminé ; obtaining vehicle positioning data in a predetermined reference frame;
- obtention de données de positionnement de la zone de passage obligé, dans ledit référentiel ; obtaining positioning data of the passage zone required in said reference frame;
- détermination d’une consigne de direction latérale à partir des données de positionnement du véhicule, des données de positionnement de la zone de passage obligé et de données de variation d’un angle entre un axe qui lie le véhicule à la zone de passage obligé et une direction fixe par rapport audit référentiel. determination of a lateral direction setpoint from the vehicle positioning data, positioning data of the passage zone required and data of variation of an angle between an axis which links the vehicle to the zone of passage required and a fixed direction with respect to said repository.
La détermination de la consigne de direction latérale est donc faite en temps réel et n’est soumise à aucune trajectoire fixe préalablement calculée. The determination of the lateral direction setpoint is therefore made in real time and is not subject to any previously calculated fixed trajectory.
Dès lors, une adaptation dynamique aux caractéristiques évolutives de la zone de passage obligé est possible, sans qu’il soit besoin de recalculer une trajectoire. Ceci simplifie avantageusement les moyens liés aux calculs des trajectoires et à leur stockage. Therefore, a dynamic adaptation to the evolutionary characteristics of the forced passage zone is possible, without the need to recalculate a trajectory. This advantageously simplifies the means related to the calculations of trajectories and their storage.
En outre, lorsque le véhicule subit des perturbations, il ne cherche pas à rejoindre sa trajectoire au plus vite, ce qui n’est ni optimal d’un point de vue géométrique pour rejoindre de la manière la plus efficace la zone de passage obligé ni optimal pour le confort des passagers puisque le retour à la trajectoire impose des changements de direction avec des angles importants. Au contraire, corréler la consigne de direction latérale à une variation angulaire du véhicule (angle entre un axe qui lie le véhicule à la zone de passage obligé et une direction fixe par rapport audit référentiel) est géométriquement optimal et le plus fluide possible pour les passagers (car corrélé à la variation angulaire effective du véhicule). On entend par « consigne de direction latérale » toute instruction apte à provoquer un mouvement de direction latérale du véhicule, tel qu’impliquant une prise de direction vers la gauche ou la droite du véhicule. Un consigne d’angle volant ou de guidon sont des exemples de consigne de direction latérale.
Dans un mode de réalisation, le procédé comporte en outre une étape d’obtention de données de vitesse du véhicule. Dans ce mode de réalisation, les données de variation sont obtenues à partir des données de positionnement du véhicule, des données de positionnement de la zone de passage obligé et des données de vitesse du véhicule. L’utilisation de ces données rend possible une détermination aisée, car fondée sur des grandeurs faciles à acquérir, des données de variation. In addition, when the vehicle is disturbed, it does not seek to return to its path as soon as possible, which is not optimal geometrically to most effectively reach the required passage area and optimal for the comfort of the passengers since the return to the trajectory imposes changes of direction with important angles. On the contrary, correlating the lateral direction setpoint to an angular variation of the vehicle (angle between an axis which links the vehicle to the compulsory passage zone and a fixed direction relative to said reference frame) is geometrically optimal and as fluid as possible for the passengers (because correlated to the effective angular variation of the vehicle). The term "lateral direction set" means any instruction capable of causing a lateral direction of movement of the vehicle, such as implying a directional grip to the left or right of the vehicle. A set of steering wheel angle or handlebar are examples of lateral direction set. In one embodiment, the method further comprises a step of obtaining vehicle speed data. In this embodiment, the variation data is obtained from the vehicle positioning data, the positioning data of the required passage area and the vehicle speed data. The use of these data makes it easy to determine, because of easy-to-acquire quantities, variation data.
Dans un autre mode de réalisation, l’étape de détermination de la consigne de direction latérale comporte les sous-étapes de : In another embodiment, the step of determining the lateral direction setpoint comprises the sub-steps of:
- calcul d’une accélération normale du véhicule à partir au moins des données de variation et d’un coefficient de réactivité; calculating a normal acceleration of the vehicle from at least one variation data and a reactivity coefficient;
- détermination de la consigne de direction latérale à partir au moins de ladite accélération normale. determination of the lateral direction setpoint from at least said normal acceleration.
L’utilisation du coefficient rend possible une adaptation de la conduite autonome à divers critères, tels que par exemple le type de conduite souhaité par le(s) occupant(s) du véhicule. La variation de ce coefficient a en effet des répercutions sur la variabilité (caractère brusque) de la consigne de direction. The use of the coefficient makes it possible to adapt the autonomous driving to various criteria, such as, for example, the type of driving desired by the occupant (s) of the vehicle. The variation of this coefficient indeed has repercussions on the variability (abruptness) of the direction setpoint.
Dans un autre mode de réalisation, si l’accélération normale est supérieure ou égale à une valeur prédéterminée, la valeur prédéterminée est utilisée pour la détermination de la consigne de direction latérale. En particulier, dans un mode de réalisation, la valeur prédéterminée est déterminée à partir de l’un au moins des éléments suivants : au moins une caractéristique du véhicule, accélération maximale tolérable pour un occupant du véhicule, une contrainte réglementaire. In another embodiment, if the normal acceleration is greater than or equal to a predetermined value, the predetermined value is used for the determination of the lateral direction setpoint. In particular, in one embodiment, the predetermined value is determined from at least one of the following elements: at least one characteristic of the vehicle, maximum acceleration that is tolerable for a vehicle occupant, a regulatory constraint.
Ainsi, une consigne de direction qui serait inacceptable, en termes d’angle de braquage maximum du véhicule, d’accélération maximale tolérable pour les occupants ou encore de contraintes mécaniques pour les différents organes du véhicule, est avantageusement évitée. Thus, a steering instruction which would be unacceptable, in terms of the maximum steering angle of the vehicle, the maximum acceleration that is tolerable for the occupants or the mechanical stresses for the various components of the vehicle, is advantageously avoided.
Dans un mode de réalisation, la route comprend une infrastructure routière, l’infrastructure routière comportant une pluralité de zones de passage obligé, la zone de passage obligé, mentionnée dans les revendications précédentes, étant l’une des zones de passage obligé de
ladite pluralité et étant appelée zone de passage obligé affectée dans la présente revendication, et dans lequel le procédé comporte en outre, avant les étapes mentionnées dans l’une des revendications précédentes, l’étape de : In one embodiment, the road comprises a road infrastructure, the road infrastructure comprising a plurality of compulsory passage zones, the passage zone required, mentioned in the preceding claims, being one of the zones of obligatory passage of said plurality and being referred to as affected passage zone in the present claim, and wherein the method further comprises, before the steps mentioned in one of the preceding claims, the step of:
- réception par le véhicule d’une information d’identification de la zone de passage obligé affectée, parmi la pluralité de zones de passage obligé, pour le franchissement par le véhicule de l’infrastructure routière. - Receipt by the vehicle of an identification information of the assigned passage zone, among the plurality of compulsory passage areas, for crossing the vehicle of the road infrastructure.
Une gestion dynamique de l’infrastructure routière est ainsi rendue possible. En outre, comme le procédé n’est pas contraint par des trajectoires prédéfinies fixées, les véhicules gérés par le procédé peuvent, de manière flexible, être orientés vers différentes zones de passage obligé. Dynamic management of the road infrastructure is made possible. In addition, since the method is not constrained by fixed predefined trajectories, the vehicles managed by the method may, in a flexible manner, be oriented towards different areas of passage required.
Dans un mode de réalisation, le procédé comporte en outre, avant l’étape de réception, les étapes de : In one embodiment, the method further comprises, before the receiving step, the steps of:
- détermination d’un état de congestion de chacune des zones de passage obligé ;determination of a state of congestion of each of the zones of compulsory passage;
- génération de l’information d’identification à partir desdits états de congestion des zones de passage. generating identification information from said congestion states of the passage zones.
Ainsi, une répartition optimale des véhicules en fonction du trafic est rendue possible. En effet, le procédé est flexible car non contraint par des trajectoires prédéfinies et son contrôle est centralisé car l’affectation de la zone de passage peut être imposée au conducteur. Les gains qui en résultent en termes de fluidification du trafic sont considérables. Un deuxième aspect de l’invention vise un programme informatique comportant des instructions pour la mise en œuvre du procédé selon le premier aspect de l’invention, lorsque ces instructions sont exécutées par un processeur. Thus, an optimal distribution of vehicles according to the traffic is made possible. Indeed, the method is flexible because it is not constrained by predefined trajectories and its control is centralized because the assignment of the passage zone can be imposed on the driver. The resulting gains in terms of traffic fluidity are considerable. A second aspect of the invention is directed to a computer program comprising instructions for implementing the method according to the first aspect of the invention, when these instructions are executed by a processor.
Un troisième aspect de l’invention vise un dispositif de franchissement par un véhicule, dont la conduite est au moins partiellement assistée, d’une zone de passage obligé comprise sur une route, comprenant au moins une mémoire et au moins un processeur agencé pour effectuer les étapes de : A third aspect of the invention relates to a vehicle crossing device, the driving of which is at least partially assisted, of a compulsory passage zone comprised on a road, comprising at least one memory and at least one processor arranged to perform the steps of:
- obtention de données de positionnement du véhicule, dans un référentiel prédéterminé ;
- obtention de données de positionnement de la zone de passage obligé, dans ledit référentiel ; obtaining vehicle positioning data in a predetermined reference frame; obtaining positioning data of the passage zone required in said reference frame;
- détermination d’une consigne de direction latérale à partir des données de positionnement du véhicule, des données de positionnement de la zone de passage obligé et de données de variation d’un angle entre un axe qui lie le véhicule à la zone de passage obligé et une direction fixe par rapport audit référentiel. determination of a lateral direction setpoint from the vehicle positioning data, positioning data of the passage zone required and data of variation of an angle between an axis which links the vehicle to the zone of passage required and a fixed direction with respect to said repository.
Un quatrième aspect de l’invention vise un véhicule dont la conduite est au moins partiellement assistée, comportant : A fourth aspect of the invention is a vehicle whose driving is at least partially assisted, comprising:
- au moins un capteurs et/ou au moins un récepteur agencé pour l’obtention des données : at least one sensor and / or at least one receiver arranged for obtaining the data:
o de positionnement du véhicule ; o vehicle positioning;
o de positionnement de la zone de passage obligé ; o positioning of the passage area required;
o de variation de l’angle ; o variation of the angle;
- le dispositif selon le troisième aspect de l’invention. the device according to the third aspect of the invention.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à l’examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés sur lesquels : la figure 1 illustre un contexte d’application de l’invention ; la figure 2 illustre un procédé de franchissement par un véhicule, dont la conduite est au moins partiellement assistée, d’une zone de passage obligé comprise sur une route, selon l’invention ; la figure 3 illustre un dispositif de traitement, selon un mode de réalisation de l’invention. Other characteristics and advantages of the invention will appear on examining the detailed description below, and the attached drawings in which: FIG. 1 illustrates an application context of the invention; FIG. 2 illustrates a method of crossing by a vehicle, whose conduct is at least partially assisted, of a compulsory passage zone included on a road, according to the invention; Figure 3 illustrates a processing device, according to one embodiment of the invention.
L’invention est décrite ci-après dans son application, non limitative, au passage d’un péage par un véhicule autonome. D’autres applications, comme un passage d’une barrière de la police aux frontière par un cyclomoteur dont la conduite est assistée ou encore le rangement
dans un box d’un dispositif apte à porter des charges dans une usine de stockage sont également envisageables. The invention is described below in its non-limiting application to the passage of a toll by an autonomous vehicle. Other applications, such as a passage from a police barrier to the border by a moped whose driving is assisted or storage in a box of a device capable of carrying loads in a storage plant are also possible.
La figure 1 illustre le contexte de mise en œuvre de l’invention. Sur cette figure, un véhicule 508 doit franchir une barrière de péage PG situé sur une route RD. Figure 1 illustrates the context of implementation of the invention. In this figure, a vehicle 508 must cross a tollgate PG located on a road RD.
Le véhicule 508 comporte typiquement au moins un capteur, tel que par exemple des capteurs extéroceptifs, comme par exemple des capteurs à ultrasons, des caméras, des radars, un capteur de mouvement ou des lidars. The vehicle 508 typically comprises at least one sensor, such as, for example, exteroceptive sensors, for example ultrasonic sensors, cameras, radars, a motion sensor or lidars.
Lorsque le véhicule 508 arrive à proximité du péage, il traverse une frontière LIM1 (la frontière peut être virtuelle et non indiquée par un marquage au sol) dont le franchissement déclenche la mise en œuvre du procédé de franchissement autonome du péage tel que décrit ci-après en référence à la figure 2, jusqu’au franchissement par le véhicule 508 d’une frontière LIM2 en aval du péage. When the vehicle 508 arrives close to the toll, it crosses a border LIM1 (the border may be virtual and not indicated by a marking on the ground) whose crossing triggers the implementation of the autonomous toll crossing process as described above. after referring to FIG. 2, until the vehicle 508 crosses a border LIM2 downstream of the toll.
Pour ce faire, une zone de passage obligé SL3 est affectée au véhicule 508 par le péage PG. L’affectation est faite sur obtention d’une demande du véhicule 508. Cette demande peut être générée par le véhicule, à l’initiative du conducteur ou non (détection du passage du véhicule dans une zone spécifique) ou par tout autre dispositif relié à l’infrastructure. Par exemple, des détecteurs positionnés sur la route en amont de l’infrastructure peuvent être à l’origine de la demande.
To do this, a compulsory passage zone SL3 is assigned to the vehicle 508 by the toll PG. The assignment is made upon obtaining a request from the vehicle 508. This request may be generated by the vehicle, at the initiative of the driver or not (detection of the passage of the vehicle in a specific area) or by any other device connected to the vehicle. infrastructure. For example, sensors positioned on the road upstream of the infrastructure may be the source of the request.
Le procédé d’affectation comporte les étapes de : The assignment method comprises the steps of:
- obtention d’une demande du véhicule en amont de l’infrastructure (typiquement lors du franchissement de la frontière LIM1) d’affectation d’une zone de passage obligé de l’infrastructure ; - Obtaining a request from the vehicle upstream of the infrastructure (typically when crossing the LIM1 border) to assign a zone of passage of the infrastructure;
- affectation d’une zone de passage obligé par l’infrastructure ou tout type de dispositif délocalisé en charge de l’affectation ; - Assignment of an area of passage required by the infrastructure or any type of outsourced device in charge of the assignment;
- transmission au véhicule d’une information d’identification de la zone de passage obligé affectée. - Transmission to the vehicle of identification information of the assigned passage area.
Ainsi, une fois la demande reçue, l’infrastructure, ou tout dispositif relié à l’infrastructure auquel est sous-traité l’affectation, affecte l’une des zones de passage obligé. Dans un mode de réalisation, cette étape d’affectation comporte les sous-étapes de : Thus, once the request is received, the infrastructure, or any device related to the infrastructure to which the assignment is subcontracted, affects one of the required areas. In one embodiment, this assignment step includes the substeps of:
- détermination d’un état de congestion de chacune des zones de passage obligé. L’état de congestion est par exemple donné par les informations transmises par les véhicules (voir étape S17 de la figure 2), par des données issus d’internet, par un fournisseur de cartographie, par des capteurs situés sur la route, etc. ; determination of a state of congestion of each of the zones of passage required. The state of congestion is for example given by the information transmitted by the vehicles (see step S17 of FIG. 2), by data from the internet, by a mapping provider, by sensors located on the road, etc. ;
- génération d’une information à destination du véhicule 508 d’identification de la zone de passage affectée à partir desdits états de congestion des zones de passage. - Generating information to the vehicle 508 identification of the affected passage area from said congestion states of the passage areas.
D’autres critères que l’état de congestion peuvent être pris en compte pour l’affectation. Ainsi, la catégorie (utilitaire, poids lourd, véhicule léger, etc.), le type d’abonnement souscrit (télépéage, paiement sans fil, etc.), une caractéristique du véhicule, etc. peuvent être pris en compte lors de l’affectation. Other criteria than the state of congestion can be taken into account for the assignment. Thus, the category (utility, truck, light vehicle, etc.), the type of subscription subscribed (electronic toll, wireless payment, etc.), a characteristic of the vehicle, etc. can be taken into account during the assignment.
Les paramètres (tels que des coefficients a et b décrits ci-après en référence à la figure 2) de mise en œuvre du procédé décrit ci-après en référence à la figure 2 peuvent être adaptés, par exemple en fonction des zones entre LIM1 et LIM2 où se trouve le véhicule, par exemple la zone entre LIM1 et la barrière de péage PG, la zone correspondante à la barrière de péage PG et la zone entre la barrière de péage PG et LIM2. The parameters (such as coefficients a and b described hereinafter with reference to FIG. 2) for implementing the method described hereinafter with reference to FIG. 2 can be adapted, for example as a function of the zones between LIM1 and LIM2 where the vehicle is located, for example the area between LIM1 and the PG toll gate, the area corresponding to the PG toll gate and the area between the PG and LIM2 toll gate.
Le contrôle longitudinal (accélération / freinage vers l’avant / arrière du véhicule) est réalisé à partir de la position du véhicule et du flux des autres véhicules. Par exemple, l’instruction
d’accélération / freinage est calculée pour que le véhicule 508 suive à une certaine distance le véhicule qui le précède. The longitudinal control (acceleration / braking to the front / rear of the vehicle) is performed from the position of the vehicle and the flow of other vehicles. For example, the instruction acceleration / braking is calculated so that the vehicle 508 follows at a distance the vehicle in front of it.
A tout moment, le conducteur peut reprendre en main le contrôle de son véhicule autonome. Dans un autre mode de réalisation, le conducteur ne peut reprendre la main sur la conduite du véhicule qu’à certains moments (par exemple ailleurs que lorsqu’il franchit la barrière PG). At any time, the driver can take control of his autonomous vehicle. In another embodiment, the driver can only regain control of the driving of the vehicle at certain times (for example, other than when he passes the PG barrier).
Pour mettre en œuvre les étapes décrites ci-après en référence à la figure 2, un repère RP fixe est utilisé. Ce repère peut être fixé selon différentes conventions, l’axe X des abscisses peut par exemple correspondre au nord géographique. Dans une autre convention, l’axe Y est sensiblement parallèle à un axe représentatif de la barrière de péage. Un exemple de repère RP est le repère inertiel WGS84, World Geodetic System 1984 en anglais : système géodésique mondial, révision de 1984, en français. To implement the steps described below with reference to FIG. 2, a fixed RP mark is used. This marker can be set according to different conventions, the X axis of the abscissa can for example correspond to the geographical north. In another convention, the Y axis is substantially parallel to an axis representative of the toll barrier. An example of an RP landmark is the WGS84 inertial reference, World Geodetic System 1984 in English: World Geodetic System, 1984 revision, in French.
Dans la suite de la présente description des approximations et simplifications sont prévues pour faciliter les explications et les calculs. On notera ainsi les approximations et simplifications suivantes : Le procédé est mis en œuvre de manière dynamique. Cela signifie qu’une consigne de direction est déterminée au cours du temps, à une périodicité prédéfinie. Par exemple, tous les dixièmes de seconde, le procédé décrit ci-après en référence à la figure 2 est mis en œuvre pour de nouvelles valeurs de données d’entrée (voir ci-après, notamment positionnement, vitesse, etc.). Bien sûr d’autres valeurs de périodicité sont envisageables, en fonction notamment des capacités de calcul d’un dispositif, tel que le dispositif D décrit ci-après en référence à la figure 3. Des valeurs de périodicité de l’ordre de la seconde, de la milliseconde, de la nanoseconde ou encore de la minute sont également par exemple envisageables. In the remainder of this description, approximations and simplifications are provided to facilitate explanations and calculations. Note the following approximations and simplifications: The process is implemented dynamically. This means that a direction setpoint is determined over time, at a predefined periodicity. For example, every tenth of a second, the method described hereinafter with reference to Figure 2 is implemented for new input data values (see below, including positioning, speed, etc.). Of course, other values of periodicity are conceivable, in particular as a function of the computing capacities of a device, such as the device D described hereinafter with reference to FIG. 3. Periodicity values of the order of one second. , the millisecond, the nanosecond or even the minute are also for example possible.
En outre, le véhicule 508 sera considéré comme étant un point matériel V, ayant pour coordonnées dans le repère RP : V =In addition, the vehicle 508 will be considered as a material point V, whose coordinates are in the reference frame RP: V =
De même, la zone de passage obligé SL3 sera considéré comme étant un point matériel C, ayant pour coordonnées dans le repère RP : C = Similarly, the obligatory passage zone SL3 will be considered as being a material point C, having coordinates in the reference frame RP: C =
Une vitesse Vv du véhicule 508 a elle pour coordonnées dans le repère RP : Vv = A speed V v of the vehicle 508 has it for coordinates in the reference mark RP: V v =
Comme expliqué ci-avant, le procédé est mis en œuvre de manière dynamique et, ici, la vitesse Vv correspond à la vitesse instantanée du véhicule 508. As explained above, the method is implemented dynamically and here the speed Vv corresponds to the instantaneous speed of the vehicle 508.
Sur la figure 1 , un angle h (lettre grecque êta minuscule) est également représenté h correspond à un angle entre un axe qui lie le véhicule 508 à la zone de passage obligé SL3 (ici l’axe VC) et une direction fixe par rapport au référentiel RP (ici l’axe de abscisses X, représenté en pointillé). In FIG. 1, an angle h (small Greek letter etta) is also represented h corresponds to an angle between an axis which links the vehicle 508 to the forced passage zone SL3 (here the VC axis) and a fixed direction relative to to the reference system RP (here the x-axis X, represented in dashed line).
La figure 2 illustre le procédé selon l’invention, dans un mode de réalisation. Lors d’une première étape E1 , des données de positionnement du véhicule, des données de positionnement de la zone de passage obligé, des données de vitesse du véhicule sont obtenues. Figure 2 illustrates the method according to the invention, in one embodiment. In a first step E1, vehicle positioning data, positioning data of the required passage area, vehicle speed data are obtained.
Ces données peuvent être obtenues de différentes manières. Elles peuvent par exemple être obtenues à partir de l’un au moins des éléments suivant : o système de positionnement global GNSS (GNSS signifie Global NavigationThese data can be obtained in different ways. For example, they can be obtained from at least one of the following elements: o global positioning system GNSS (GNSS means Global Navigation
Satellite System en anglais, pour système de navigation satellite global en français), aussi connu par le sigle GPS (GPS signifie Global PositionningSatellite System in English, for global satellite navigation system in French), also known by the acronym GPS (GPS stands for Global Positioning
System en anglais, soit système de positionnement global en français) ; System in English, ie global positioning system in French);
o base de données intégrée au véhicule (notamment pour le positionnement de la zone de passage obligé) ; o database integrated into the vehicle (in particular for the positioning of the required passage zone);
o capteurs du véhicule, tels que ceux décrits ci-avant en référence à la figure 1 ; o communication entre le véhicule et au moins un autre véhicule ; o vehicle sensors, such as those described above with reference to Figure 1; o communication between the vehicle and at least one other vehicle;
o communication entre le véhicule et au moins un élément d’infrastructure ; o communication entre le véhicule et au moins un terminal utilisateur ; o communication entre le véhicule et au moins un réseau de télécommunication étendu ; o communication between the vehicle and at least one infrastructure element; o communication between the vehicle and at least one user terminal; o communication between the vehicle and at least one extended telecommunication network;
o communication entre le véhicule et au moins un réseau de télécommunication local.
Une fois ces données obtenues, une étape S2 de calcul de la distance D entre le point V et le point C et de la norme VR de la vitesse de V par rapport à C est mise en œuvre. Une manière de calculer ces grandeurs est par exemple donnée ci-dessous : o communication between the vehicle and at least one local telecommunication network. Once these data have been obtained, a step S2 for calculating the distance D between the point V and the point C and the norm V R of the speed of V with respect to C is implemented. One way of calculating these quantities is for example given below:
A une étape S3 suivante, des données de variation de l’angle h sont calculées. Dans un mode de réalisation, cette variation correspond à une variation par rapport au temps, et est donc notée ή (êta point). Une manière de calculer cette grandeur est donnée ci-dessous :
At a next step S3, variation data of the angle h are calculated. In one embodiment, this variation corresponds to a variation with respect to time, and is therefore denoted by ê (eta point). One way to calculate this quantity is given below:
Dans un mode de réalisation particulier, la variation de l’angle h est directement ou indirectement obtenue par d’autres mesures de capteurs du véhicule (tels que ceux décrits ci- avant en référence à la figure 1) ou reçue d’une entité distante et connectée au véhicule (par exemple caméra de supervision de la barrière de péage). In a particular embodiment, the variation of the angle h is directly or indirectly obtained by other sensor measurements of the vehicle (such as those described above with reference to FIG. 1) or received from a remote entity and connected to the vehicle (eg surveillance camera of the toll gate).
Une fois les données de variation de l’angle h obtenues, un calcul d’une accélération normale ACNS du véhicule à partir au moins de ces données de variation et d’un coefficient de réactivité a (lettre grecque alpha) est effectué à l’étape S4. En particulier, une manière de calculer cette grandeur est donnée ci-dessous : Once the angle variation data h has been obtained, a calculation of a normal acceleration ACNS of the vehicle from at least these variation data and a coefficient of reactivity a (Greek letter alpha) is performed at step S4. In particular, one way of calculating this magnitude is given below:
ACNS = a. nk . ή ACNS = a. n k . ή
Le coefficient de réactivité peut être choisi en fonction, par exemple, des préférences de conduite des occupants du véhicule (conduite agressive, avec des valeurs importantes d’accélération normale, avec des valeurs élevées de a ou au contraire conduite coulée avec des valeurs plus faibles de a) ou des capacités dynamiques du véhicules (possibilité de prendre des virages à une certaine vitesse). Une gamme de valeur préférentielle du coefficient de réactivité est [2,5 ; 4,5]. Une valeur optimale est a = 4.
Dans un mode de réalisation particulier, d’autres données de calcul sont utilisées pour le calcul de l’accélération normale ACNS. En particulier, dans ce mode de réalisation, une manière de calculer l’accélération normale ACNS est donnée ci-dessous : soit : The coefficient of reactivity can be chosen according to, for example, the driving preferences of the vehicle occupants (aggressive driving, with significant values of normal acceleration, with high values of a or conversely driving casting with lower values a) or dynamic capabilities of the vehicle (ability to take turns at a certain speed). A preferred value range of the reactivity coefficient is [2.5; 4,5]. An optimal value is a = 4. In a particular embodiment, other calculation data are used for the calculation of the normal acceleration ACNS. In particular, in this embodiment, a way of calculating the ACNS normal acceleration is given below:
(xc xy). vv (yc yv). uv (x c x y ). v v (y c y v ). u v
dV = tan 1 dV = tan 1
(xc xv). uv + (yc yv). vv et soit b (lettre grecque bêta) un coefficient, dit coefficient de poursuite, pouvant varier, par exemple, en fonction des mêmes critères que ceux détaillés ci-avant pour le coefficient de réactivité a, on a : (x c x v ). u v + (y c y v ). v v and let b (Greek letter beta) a coefficient, called coefficient of continuation, which can vary, for example, according to the same criteria as those detailed above for the coefficient of reactivity a, we have:
ACNS CC. VR. Ï} + b. άn At CNS CC. V R. Ï} + b. άn
Dans un mode de réalisation, b = 0. Dans un autre mode de réalisation, une gamme de valeur préférentielle du coefficient de poursuite est [2,5 ; 4,5]. Une valeur optimale est b = 4. In one embodiment, b = 0. In another embodiment, a preferred value range of the tracking coefficient is [2.5; 4,5]. An optimal value is b = 4.
Des problèmes peuvent résulter de valeurs d’accélération normale trop élevées imposées au véhicule. En particulier, des angles de braquage maximum du véhicule doivent être respectés, une accélération maximale tolérable pour les occupants ou encore des contraintes mécaniques pour les différents organes du véhicule peuvent être prises en compte. Problems may result from too high normal acceleration values imposed on the vehicle. In particular, maximum steering angles of the vehicle must be respected, a maximum acceleration that is tolerable for the occupants or mechanical stresses for the various components of the vehicle can be taken into account.
Pour résoudre ces problèmes, un contrôle de l’accélération normale est effectué aux étapes T5, S6 et S7. En particulier, à l’étape T5, il est vérifié que l’accélération normale ACNS n’est pas supérieure ou égale à une accélération maximale AMAX. L’accélération maximale AMAX est déterminée à partir de l’un au moins des éléments suivants : au moins une caractéristique du véhicule (par exemple rayon de braquage maximale, table d’angles maximales en fonction de la vitesse, etc.) ; accélération maximale tolérable pour un occupant du véhicule (par exemple deux fois le poids de l’occupant, en latéral) ; une contrainte réglementaire.
Si, à l’étape S6, l’accélération normale ACNS n’est pas supérieure ou égale à une valeur maximale AMAX, l’accélération normale ACN qui sera utilisée pour déterminer la consigne de direction est égale à l’accélération normale ACNS calculée à l’étape S4. To solve these problems, a normal acceleration control is performed in steps T5, S6 and S7. In particular, in step T5, it is verified that the normal acceleration ACNS is not greater than or equal to a maximum acceleration AMAX. The maximum acceleration AMAX is determined from at least one of the following: at least one characteristic of the vehicle (eg maximum turning radius, table of maximum angles as a function of speed, etc.); maximum permissible acceleration for a vehicle occupant (eg twice the weight of the occupant, in the side); a regulatory constraint. If, at step S6, the normal acceleration ACNS is not greater than or equal to a maximum value AMAX, the normal acceleration ACN which will be used to determine the direction setpoint is equal to the normal acceleration ACNS calculated at step S4.
Au contraire, si, à l’étape S7, l’accélération normale ACNS est supérieure ou égale à une valeur maximale AMAX, l’accélération normale ACN qui sera utilisée pour déterminer la consigne de direction est égale à l’accélération maximale AMAX calculée à l’étape S4. On the contrary, if, in step S7, the normal acceleration ACNS is greater than or equal to a maximum value AMAX, the normal acceleration ACN which will be used to determine the direction setpoint is equal to the maximum acceleration AMAX calculated at step S4.
A l’étape S8, un rayon de courbure Rc est calculé en fonction de l’accélération normale ACN. En particulier, une manière de calculer cette grandeur est donnée ci-dessous :
In step S8, a radius of curvature Rc is calculated according to the normal acceleration ACN. In particular, one way of calculating this magnitude is given below:
Ce rayon de courbure Rc est ensuite utilisée à l’étape S9 pour déterminer une consigne de direction latérale CSGN. Une consigne d’angle volant ou de guidon sont des exemples de consigne de direction latérale CSGN. Pour ce faire, il est par exemple calculé l’angle que doivent faire la ou les roue avant et/ou la ou les roue arrière pour que véhicule suive le rayon de courbure Rc. La consigne de direction latérale CSGN est ensuite appliquée de sorte que le véhicule se dirige, selon la loi détaillée ci-avant, vers la zone de passage obligé SL3. This radius of curvature Rc is then used in step S9 to determine a lateral direction set CSGN. A set of steering wheel angle or handlebar are examples of lateral direction set CSGN. To do this, it is for example calculated the angle to be made by the wheel or wheels and / or the rear wheel or wheels so that the vehicle follows the radius of curvature Rc. The lateral direction set CSGN is then applied so that the vehicle is moving, according to the law detailed above, to the SL3 obligatory passage zone.
Un procédé particulier de franchissement autonome d’une infrastructure routière comportant une pluralité de zones de passages obligé, mode de réalisation particulier de la présente invention, est décrit ci-dessous : A particular method of autonomous crossing of a road infrastructure comprising a plurality of compulsory passage zones, a particular embodiment of the present invention, is described below:
A. Procédé de franchissement par un véhicule, dont la conduite est au moins partiellement assistée, d’une infrastructure routière comprise sur une route, l’infrastructure routière comportant une pluralité de zones de passage obligé, comportant les étapes de : A. Method of crossing by a vehicle, the driving of which is at least partially assisted, of a road infrastructure comprised on a road, the road infrastructure comprising a plurality of compulsory passage zones, comprising the steps of:
- réception d’une information d’identification d’une zone de passage obligé affectée par l’infrastructure routière parmi ladite pluralité de zones de passage obligé ; - Receiving an identification information of a compulsory passage area affected by the road infrastructure among said plurality of compulsory passage areas;
- obtention de données de positionnement de la zone de passage obligé affectée ;
- obtention de données de positionnement du véhicule ; obtaining positioning data of the assigned passage zone; obtaining vehicle positioning data;
- obtention de données de vitesse instantanée du véhicule ; obtaining instantaneous speed data of the vehicle;
- détermination d’une consigne de direction latérale à partir desdites de données de positionnement de la zone de passage obligé affectée, desdites de données de positionnement du véhicule et desdites données de vitesse. determining a lateral direction setpoint from said positioning data of the assigned forced passage area, said vehicle positioning data and said speed data.
Une zone de passage obligé parmi la pluralité de zone de passage obligé est donc affectée au véhicule pour que celui-ci franchisse de manière autonome, et sans suivre de trajectoire prédéfinie, l’infrastructure en passant par cette zone affectée. A forced passage zone among the plurality of compulsory passage zone is thus assigned to the vehicle for it to cross autonomously, and without following a predefined path, the infrastructure through this affected area.
En effet, la détermination de la consigne de direction latérale est faite en temps réel (à partir notamment de la vitesse instantanée) et n’est soumise à aucune trajectoire fixe préalablement calculée. Indeed, the determination of the lateral direction setpoint is made in real time (starting from the instantaneous speed) and is not subject to any previously calculated fixed trajectory.
Combiner une réception d’une information sur la zone de passage affectée et la détermination en temps réel de la consigne de direction rend possible une gestion dynamique optimisée en trafic pour l’infrastructure et en temps, confort et sécurité pour les occupants du véhicule. Une adaptation aux caractéristiques évolutives du trafic ou même de l’infrastructure est en effet possible, sans qu’il soit besoin de re-cartographier l’infrastructure pour recalculer une trajectoire. Par exemple, la zone de passage obligé peut être réaffectée par l’envoi d’un nouveau message d’information d’identification sans que cela ne perturbe la conduite autonome qui, de par son traitement temps réel, s’adaptera facilement au changement de zone de passage obligé. Combining a reception of information on the affected area of passage and the real-time determination of the direction setpoint makes possible a dynamic management optimized in traffic for the infrastructure and time, comfort and safety for the occupants of the vehicle. An adaptation to the evolving characteristics of traffic or even infrastructure is indeed possible, without the need to re-map the infrastructure to recalculate a trajectory. For example, the required area of passage can be reassigned by sending a new message of identification information without disturbing the autonomous driving which, by its real time processing, will easily adapt to the change of passage area required.
B. Procédé selon A., comportant en outre les étapes de : B. A method according to A., further comprising the steps of:
- Génération d’une information de trafic à partir de données acquises par au moins un capteur du véhicule ; - Generation of traffic information from data acquired by at least one sensor of the vehicle;
- transmission de ladite information de trafic à l’infrastructure routière. Remonter à l’infrastructure des données susceptibles d’enrichir en temps réel la compréhension des phénomènes de congestion améliore sensiblement la gestion du trafic sur l’infrastructure. transmission of said traffic information to the road infrastructure. Going back to the data infrastructure that can enrich the understanding of congestion phenomena in real time significantly improves the management of traffic on the infrastructure.
C. Procédé selon A. ou B., comportant en outre les étapes de :
- obtention d’une information de présence d’objets dans l’environnement du véhicule ;C. A method according to A. or B., further comprising the steps of: - obtaining information of presence of objects in the vehicle environment;
- émission du véhicule vers l’infrastructure d’une requête de réaffectation de la zone de passage obligé affectée par une nouvelle zone de passage obligé parmi la pluralité de zones de passage obligé de l’infrastructure routière. Ainsi, dans les cas où des situations rendent difficile, voire même dangereux, le franchissement de la zone de passage obligé initialement affectée, le procédé rend possible une réaffectation d’une nouvelle zone de passage obligé. Ceci améliore la sécurité et la fluidité du franchissement de l’infrastructure. - Emission of the vehicle to the infrastructure of a request for reallocation of the required passage area assigned by a new passage area required among the plurality of compulsory areas of the road infrastructure. Thus, in cases where situations make it difficult or even dangerous, the crossing of the forced passage area initially affected, the process makes possible a reallocation of a new passage area required. This improves the security and fluidity of the crossing of the infrastructure.
La figure 3 représente un exemple de dispositif D du véhicule 508. Ce dispositif D peut être utilisé en tant que dispositif centralisé en charge d’au moins certaines étapes du procédé effectuée par le véhicule, selon l’invention. Les étapes du procédé effectuées par le véhicule, selon l’invention, peuvent être effectuées par le seul dispositif D mais également être effectuées pour certaines ou pour toutes par un dispositif débarqué connecté au véhicule, tel qu’un serveur de la barrière de péage en charge de la conduite autonome délocalisée des véhicules franchissant le péage. FIG. 3 represents an exemplary device D of the vehicle 508. This device D can be used as a centralized device in charge of at least certain steps of the method carried out by the vehicle, according to the invention. The process steps performed by the vehicle, according to the invention, can be performed by the single device D but also be carried out for some or all by a landed device connected to the vehicle, such as a server of the toll gate in charge of the autonomous driving of vehicles passing the toll.
Ce dispositif D peut prendre la forme d’un boîtier comprenant des circuits imprimés, de tout type d’ordinateur ou encore d’un smartphone. This device D can take the form of a housing comprising printed circuits, any type of computer or a smartphone.
Le dispositif D comprend une mémoire vive 1 pour stocker des instructions pour la mise en œuvre par un processeur 2 d’au moins une étape du procédé tel que décrit ci-avant. Le dispositif comporte aussi une mémoire de masse 3 pour le stockage de données destinées à être conservées après la mise en œuvre du procédé. The device D comprises a random access memory 1 for storing instructions for the implementation by a processor 2 of at least one step of the method as described above. The device also comprises a mass memory 3 for storing data intended to be stored after the implementation of the method.
Le dispositif D peut en outre comporter un processeur de signal numérique (DSP) 4. Ce DSP 4 reçoit les données des capteurs pour mettre en forme, démoduler et amplifier, de façon connue en soi ces données. The device D may further comprise a digital signal processor (DSP) 4. This DSP 4 receives the data from the sensors to format, demodulate and amplify, in a manner known per se, these data.
Le dispositif comporte également une interface d’entrée 5 pour la réception des données mises en œuvre par le procédé selon l’invention, comme les données de positionnement du véhicule,
et/ou reçues par une antenne du véhicule et une interface de sortie 6 pour la transmission des données mises en œuvre par le procédé, comme la consigne de direction latérale. The device also comprises an input interface 5 for receiving data implemented by the method according to the invention, such as the vehicle positioning data, and / or received by an antenna of the vehicle and an output interface 6 for transmitting the data implemented by the method, such as the lateral direction setpoint.
Un dispositif similaire au dispositif D décrit ci-avant peut également être utilisé pour mettre en œuvre le procédé d’affectation de la zone de passage obligé par l’infrastructure décrit ci-avant en référence à la figure 1 , il est alors compris dans l’infrastructure ou relié à celle-ci (liaison filaire ou radiofréquence). A device similar to the device D described above can also be used to implement the method of assigning the passage area required by the infrastructure described above with reference to Figure 1, it is then included in the infrastructure or connected to it (wired or radiofrequency link).
La présente invention ne se limite pas aux formes de réalisation décrites ci-avant à titre d’exemples ; elle s’étend à d’autres variantes. The present invention is not limited to the embodiments described above as examples; it extends to other variants.
Ainsi, on a décrit ci-avant des exemples de réalisation où une infrastructure routière de type barrière de péage était décrite. L’invention ne se limite pas à une telle barrière de péage et peut-être mise en œuvre pour d’autres infrastructures routières telles qu’un ensemble de portique de désinfection de véhicule, de boxes de rangement de véhicule, d’un poste frontière, etc. Thus, examples of embodiments have been described above in which road infrastructure of the toll barrier type was described. The invention is not limited to such a toll barrier and can be implemented for other road infrastructure such as a set of vehicle disinfection gantry, vehicle storage boxes, a border post etc.
En outre, on a décrit ci-avant des exemples de réalisation où un référentiel RP et un système de coordonnées cartésiennes était décrit pour mettre en œuvre les étapes du procédé objet de l’invention. L’invention ne se limite pas à un tel référentiel et peut également être mise en œuvre dans d’autres référentiels (tel qu’un référentiel barycentrique ou encore héliocentrique) ou système de coordonnées (coordonnées polaires typiquement). In addition, examples of embodiments have been described above in which a reference frame RP and a Cartesian coordinate system was described to implement the steps of the method that is the subject of the invention. The invention is not limited to such a reference system and can also be implemented in other reference systems (such as a barycentric or heliocentric reference) or coordinate system (typically polar coordinates).
On a également décrit un système dans lequel c’est l’infrastructure qui communique avec le véhicule et lui affecte notamment une zone de passage obligé. Ces communications et ce traitement peuvent être délocalisés, typiquement dans l’informatique en nuage, cloud, de sorte que le véhicule communique en réalité avec des serveurs distants. De plus, on a décrit ci-avant des exemples de calculs mathématiques décrits pour mettre en œuvre les étapes du procédé objet de l’invention. L’invention ne se limite pas à de tels calculs et des variantes dans les expressions mathématiques sont possibles.
A system has also been described in which it is the infrastructure that communicates with the vehicle and in particular affects it a zone of passage required. These communications and processing can be relocated, typically in cloud computing, cloud, so that the vehicle actually communicates with remote servers. In addition, described above are examples of mathematical calculations described to implement the steps of the method object of the invention. The invention is not limited to such calculations and variants in the mathematical expressions are possible.
Claims
1. Procédé de franchissement par un véhicule (508), dont la conduite est au moins partiellement assistée, d’une zone de passage obligé (SL3) comprise sur une route (RD), comprenant les étapes de : A method of crossing a vehicle (508), whose driving is at least partially assisted, of a compulsory passage area (SL3) included on a road (RD), comprising the steps of:
- obtention de données de positionnement du véhicule, dans un référentiel (RP) prédéterminé ; obtaining vehicle positioning data in a predetermined reference frame (RP);
- obtention de données de positionnement de la zone de passage obligé, dans ledit référentiel ; obtaining positioning data of the passage zone required in said reference frame;
- détermination d’une consigne de direction latérale à partir des données de positionnement du véhicule, des données de positionnement de la zone de passage obligé et de données de variation d’un angle entre un axe qui lie le véhicule à la zone de passage obligé et une direction fixe par rapport audit référentiel. determination of a lateral direction setpoint from the vehicle positioning data, positioning data of the passage zone required and data of variation of an angle between an axis which links the vehicle to the zone of passage required and a fixed direction with respect to said repository.
2. Procédé selon la revendication 1 , comportant en outre une étape de : The method of claim 1, further comprising a step of:
- obtention de données de vitesse du véhicule ; et dans lequel les données de variation sont obtenues à partir des données de positionnement du véhicule, des données de positionnement de la zone de passage obligé et des données de vitesse du véhicule. obtaining vehicle speed data; and wherein the variation data is obtained from the vehicle positioning data, the positioning data of the passage area and the vehicle speed data.
3. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’étape de détermination de la consigne de direction latérale comporte les sous-étapes de : 3. Method according to one of the preceding claims, wherein the step of determining the lateral direction setpoint comprises the substeps of:
- calcul d’une accélération normale du véhicule à partir au moins des données de variation et d’un coefficient de réactivité; calculating a normal acceleration of the vehicle from at least one variation data and a reactivity coefficient;
- détermination de la consigne de direction latérale à partir au moins de ladite accélération normale.
determination of the lateral direction setpoint from at least said normal acceleration.
4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel, si l’accélération normale est supérieure ou égale à une valeur prédéterminée, la valeur prédéterminée est utilisée pour la détermination de la consigne de direction latérale. The method of claim 3, wherein, if the normal acceleration is greater than or equal to a predetermined value, the predetermined value is used for determining the lateral direction setpoint.
5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel la valeur prédéterminée est déterminée à partir de l’un au moins des éléments suivants : The method of claim 4, wherein the predetermined value is determined from at least one of the following:
- au moins une caractéristique du véhicule ; at least one characteristic of the vehicle;
- une accélération maximale tolérable pour un occupant du véhicule ; a maximum acceleration that is tolerable for an occupant of the vehicle;
- une contrainte réglementaire. - a regulatory constraint.
6. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la route comprend une infrastructure routière (PG), l’infrastructure routière comportant une pluralité de zones de passage obligé (SL1 , SL2, SL3, SL4, SL5, SL6), la zone de passage obligé (SL3), mentionnée dans les revendications précédentes, étant l’une des zones de passage obligé de ladite pluralité et étant appelée zone de passage obligé affectée dans la présente revendication, et dans lequel le procédé comporte en outre, avant les étapes mentionnées dans l’une des revendications précédentes, l’étape de : 6. Method according to one of the preceding claims, wherein the road comprises a road infrastructure (PG), the road infrastructure comprising a plurality of forced passage zones (SL1, SL2, SL3, SL4, SL5, SL6), the passage zone (SL3), mentioned in the preceding claims, being one of the compulsory passage zones of said plurality and being called compulsory passage zone affected in the present claim, and wherein the method further comprises, before the steps mentioned in one of the preceding claims, the step of:
- réception par le véhicule d’une information d’identification de la zone de passage obligé affectée, parmi la pluralité de zones de passage obligé, pour le franchissement par le véhicule de l’infrastructure routière. - Receipt by the vehicle of an identification information of the assigned passage zone, among the plurality of compulsory passage areas, for crossing the vehicle of the road infrastructure.
7. Procédé selon la revendication 6, comportant en outre, avant l’étape de réception, les étapes de : The method of claim 6, further comprising, prior to the receiving step, the steps of:
- détermination d’un état de congestion de chacune des zones de passage obligé ; determination of a state of congestion of each of the zones of compulsory passage;
- génération de l’information d’identification à partir desdits états de congestion des zones de passage.
generating identification information from said congestion states of the passage zones.
8. Programme informatique comportant des instructions pour la mise en œuvre du procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, lorsque ces instructions sont exécutées par un processeur (2). 8. Computer program comprising instructions for implementing the method according to any one of the preceding claims, when these instructions are executed by a processor (2).
9. Dispositif (D) de franchissement par un véhicule, dont la conduite est au moins partiellement assistée, d’une zone de passage obligé comprise sur une route, comprenant au moins une mémoire et au moins un processeur agencé pour effectuer les étapes de :9. Device (D) for crossing a vehicle, whose driving is at least partially assisted, of a compulsory passage zone included on a road, comprising at least one memory and at least one processor arranged to perform the steps of:
- obtention de données de positionnement du véhicule, dans un référentiel prédéterminé ; obtaining vehicle positioning data in a predetermined reference frame;
- obtention de données de positionnement de la zone de passage obligé, dans ledit référentiel ; obtaining positioning data of the passage zone required in said reference frame;
- détermination d’une consigne de direction latérale à partir des données de positionnement du véhicule, des données de positionnement de la zone de passage obligé et de données de variation d’un angle entre un axe qui lie le véhicule à la zone de passage obligé et une direction fixe par rapport audit référentiel. determination of a lateral direction setpoint from the vehicle positioning data, positioning data of the passage zone required and data of variation of an angle between an axis which links the vehicle to the zone of passage required and a fixed direction with respect to said repository.
10. Véhicule (508), dont la conduite est au moins partiellement assistée, comportant : 10. Vehicle (508), whose driving is at least partially assisted, comprising:
- au moins un capteur et/ou au moins un récepteur agencé pour l’obtention des données : at least one sensor and / or at least one receiver arranged for obtaining the data:
o de positionnement du véhicule ; o vehicle positioning;
o de positionnement de la zone de passage obligé ; o positioning of the passage area required;
o de variation de l’angle ; o variation of the angle;
- le dispositif selon la revendication 9.
the device according to claim 9.
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