EP1049065A1 - Procédé et dispositif de communication d'informations d'alarme entre véhicules - Google Patents

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Publication number
EP1049065A1
EP1049065A1 EP00401110A EP00401110A EP1049065A1 EP 1049065 A1 EP1049065 A1 EP 1049065A1 EP 00401110 A EP00401110 A EP 00401110A EP 00401110 A EP00401110 A EP 00401110A EP 1049065 A1 EP1049065 A1 EP 1049065A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
vehicle
message
alarm
transmission
retransmissions
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP00401110A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Olivier Clair
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renault SAS
Original Assignee
Renault SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Renault SAS filed Critical Renault SAS
Publication of EP1049065A1 publication Critical patent/EP1049065A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/16—Anti-collision systems
    • G08G1/161—Decentralised systems, e.g. inter-vehicle communication
    • G08G1/162—Decentralised systems, e.g. inter-vehicle communication event-triggered

Definitions

  • the present invention relates to a method and a alarm information transmission device between road vehicles, allowing for example a vehicle to report a state of its operation or a traffic condition detected towards one or several vehicles in the vicinity.
  • Road safety is largely based on the possibility given to drivers to be alerted as soon as possible from a situation that requires a rapid intervention, for example emergency braking, avoidance, or retransmission of a information.
  • the communication between vehicles is direct, i.e. without passing through fixed relays.
  • patent document ZA-A-9 505 263 published in May 1996 describes a system based on a transmitter / receiver placed on each vehicle specifically for vehicle-to-vehicle communication.
  • Alarm information is transmitted automatically as soon as a deceleration beyond a certain threshold is detected by an accelerometer provided for this effect.
  • this system allows switching on automatic warning lights of the receiving vehicle the alert signal.
  • a vehicle can be equipped either only as a receiving vehicle, either as a vehicle receiver and transmitter.
  • the receiving vehicle driver can only react to alarm information from a vehicle transmitter. It intervenes usefully at its level in the security system and contributes to its efficiency overall. But the fact remains that a system alarm transmission between vehicles cannot operate satisfactorily only with a minimum proportion of transmitting vehicles.
  • the present invention proposes a device and a method for communication of inter-vehicle alarm messages allowing transmit an alarm message from means of transmission from a transmitting vehicle to at least one receiving vehicle by a radio link under the control of a management unit, characterized in that the radio link is achieved by means of transmission allowing a transmission range optimized backwards, relatively to the normal direction movement of the transmitting vehicle.
  • the directivity of the transmission allows targeting the transmission to vehicles that follow the vehicle initiating the alarm message, which are the most concerned. Vehicles located towards front, who are not normally affected by alarm messages, will therefore not be disturbed.
  • the alarm message is transmitted so that it can be received at vehicle level receiver, by means of reception not specifically intended to receive said alarm message.
  • the reception means not specifically designed to receive the alarm message is an electronic toll card.
  • the card includes a transponder allowing dialogue by radio wave with a terminal computerized at the entrance of the toll. Through an exchange data according to a pre-established protocol, the terminal enter an individual identification code of the card, possibly with information regarding the journey, then debits an account associated with the card and validates the passage authorization, for example by controlling the lifting of a barrier.
  • a the electronic toll card also comprises means of signaling associated with the transponder to indicate to the driver the fact that the passage is validated or, at on the contrary, that the passage is not authorized.
  • These signaling means generally take the form an indicator light and / or a sound transmitter integrated into the card. They can thus serve advantageously as a human-machine interface for communicate the alarm signals to the driver of the receiving vehicle.
  • the invention thus contributes to achieving the circle virtuous which means that the more vehicles there are involved in the alarm transmission system, the more successful it is, the more it will attract other potential users.
  • the management unit organizes the structure of the alarm message transmitted according to a communication protocol based on an established protocol for electronic toll message communication.
  • the frequency of transmission of messages by radio channel can be in the range of microwave.
  • the invention also provides for the possibility of relay an alarm message by means of retransmission associated with a receiving vehicle, giving the latter the role of vehicle retransmitter.
  • Frequency and protocol used for retransmission are preferably the same as for the initial transmission, so that a means receiver can use a message indifferently alarm coming directly from a first transmission or retransmission.
  • This retransmission allows a message alarm to reach out of reach vehicles direct by radio transmission of the vehicle message initiator but who are nevertheless close enough to be affected by the event that caused the alarm.
  • the number n of retransmissions of the alarm message according to the scope that we decide to give to the message: more this range is important, the higher the number N limit of retransmissions will be important.
  • the means of retransmission include means for accounting for retransmissions of alarm messages and to limit these retransmissions to the limit number N determined according to the scope to be given to the alarm message received.
  • the limit number N can be determined by the means of retransmission dynamically in depending on traffic conditions.
  • the means of accounting include: means of reading and writing of a variable n in the retransmitted message and means to increment this variable during a retransmission, where n corresponds to the number of retransmissions of the message.
  • the means of retransmission can retransmit an alarm message under the condition that the aforementioned variable n indicates that the number of retransmissions of this message already made is less than the limit number N of retransmissions determined by these retransmission means.
  • the means of transmission and / or means of retransmission cooperate with a navigation system, such as a satellite navigation system, so ability to identify the nature of the route taken by the vehicle with which these means are associated.
  • a navigation system such as a satellite navigation system
  • the invention also relates to the use an electronic toll card as a receiving means in a communication device between vehicles.
  • It also relates to the use, in a communication device between vehicles, alarm messages structured according to a protocol based on a protocol planned for the electronic collection of tolls.
  • This figure represents the very simple example of road vehicles 10A, 10B which follow one another reasonable distance, for example between 25 and 50 meters.
  • the vehicle at the head 10A has the role of vehicle transmitter while the vehicle following 10B has the role of receiving vehicle.
  • the 10A vehicle is equipped with one or more on-board sensors, functionally connected to a transmitter located the back.
  • sensors one or more among, for example, the sensors: operation of the ABS braking system, speed, (manual) activation of the hazard warning lights, detection of decelerations beyond a rate predetermined (accelerometer), for windscreen wipers in fast speed, low detection speed while the vehicle is on a fast lane, etc.
  • This last condition can be detected automatically when the transmitting vehicle is equipped a road navigation system which allows recognize the type of route taken.
  • the activation of a sensor is carried out automatically and causes transmission instantaneous, by the associated transmitter, of data concerning the trigger parameter linked to this sensor.
  • This data is received and analyzed by a receiver vehicle 10B receiver device for appropriately activate an alarm means of the driver of this vehicle (e.g. a witness or an audible warning).
  • Table 1 summarizes some examples of criteria for triggering an alarm transmission and the situation associated with this transmission as may be deduced by the receiving vehicle 10B.
  • criteria for detecting emergency situations Trigger criteria Associated situation Hazard warning lights and zero speed Vehicle stopped Hazard lights on with slowdown Slowdown, traffic jam Triggering of shock sensors (associated with the airbags or the fuel system) Accident Wiper activation at high speed (transition phase only) Heavy rain or sudden disturbance in visibility Slow moving vehicle on fast track Slow vehicle
  • the alarm signals can also come from a fixed base rather than a 10A transmitter vehicle when, for example, it involves reporting parameters relating to ground conditions: works, pavement conditions, traffic jams, turn dangerous, place of compulsory deceleration or advised, etc.
  • the transmitting means and its associated antenna can be installed on signs or when approaching a toll gate.
  • CPU 6 is based on a microprocessor 8 associated with a memory 12.
  • the microprocessor 8 is programmed to control permanently and in real time the status of detectors and sensors 2a-2e and to control the transmission of alarm messages to the communication 4.
  • the central unit 6 is supplied with power on the one hand by means of a connection 14 to the vehicle power system, coupled to the battery this one, and secondly by means of a emergency power supply 16 with battery independent. This constitutes a food redundant able to take over in the event of malfunction of the power supply 14 of the vehicle.
  • All of these sensors and detectors 2a-2e is connected to central unit 6 by a bus Bcom communication.
  • the Bcom bus can be bidirectional to allow the unit to transmit an acknowledgment, configuration or reset signal zero to sensors and detectors 2a-2e.
  • the protocol data transmission on the Bcom bus allows central unit 6 to identify the sensor or detector 2a-2e which transmits the data and decodes this data, according to a classic technique.
  • the central processing unit 6 determines that data received from one or more of the sensors and 2a-2e detectors reflect a condition that requires the transmission of an alarm message, it commands activation of the transmission module 4 so that this message be sent directly to vehicles surrounding.
  • the communication module 4 includes a microwave transmitter having an input signal 18 connected to the central unit 6, and an output transmitting antenna connected to a transmitting antenna 22.
  • the radio transmission carried out starting from antenna 22 is optimized for transmission range in the general direction backwards.
  • this preferential transmission is obtained on the one hand by placing the antenna 22 at a location towards the rear of the vehicle, for example on or at proximity to rear windshield, tailgate or bumper back.
  • the antenna configuration 22 is adapted, according to techniques in themselves well known, in order to promote a backward emission.
  • the antenna signal transmission range 22 is relatively small: less than a kilometer, and typically of the order of a hundred meters.
  • the signal is transmitted in modulation frequency on a 5.8 GHz carrier.
  • the protocol governing the structure and transmission of messages alarm is modeled on the European standard ISO 14906 established for electronic collection systems of tolls (CEP).
  • the signal supplied to the communication module 4 to be transmitted is therefore structured so as to be able to be detected and interpreted by a card electronic toll collection in one or more 10B receiving vehicles located in the range area.
  • the central unit 6 is also connected to a on-board satellite navigation system 24.
  • This system known in itself, allows to locate at any moment the transmitting vehicle 10A thanks to an antenna 26 for receiving location signals from a network of geostationary satellites.
  • the system of satellite navigation 24 establishes, based on terrestrial coordinates vehicle thus located, the position of the latter in relation to a network map road content in memory. In particular, it determines whether the transmitting vehicle is located on a fast traffic, for example a highway or two lane road. This information is provided to the central unit 6 in order to allow the latter to determine, using the tachometer detector 2b, whether the speed of the transmitting vehicle 10A corresponds well to a speed range adapted to the route taken. This arrangement allows the transmission to be controlled automatic alarm signal if the vehicle is running at an abnormally slow speed for the track.
  • FIG. 3 An electronic toll card, which here constitutes basic receiving equipment of the receiving vehicle 10B, is shown in FIG. 3.
  • the electronic toll card 30 is presented under the shape of a case of a format comparable to that of a bank card and a few millimeters thick. It includes a transponder (i.e. a transceiver tuned to a given radio frequency) coupled to a transponder antenna 32, and indicator lights and sound, respectively 34 and 36. These indicators 34 and 36 are selectively activated depending on signals exchanged with a source of emission, this one being an electronic toll terminal in use classic.
  • a transponder i.e. a transceiver tuned to a given radio frequency
  • indicator lights and sound respectively 34 and 36.
  • the card 30 is produced in accordance with CEN TC278 standard.
  • This type of card electronic toll is widely used and its operation is well known to those skilled in the art. Also, his general architecture, shown in Figure 4, does will only be briefly described.
  • the card 30 includes a microprocessor 38 scheduled to run a management program in association with a memory 40.
  • the microprocessor 38 communicates with the outside using a transponder 42 connected to the above-mentioned antenna 32.
  • Indicators 34 and 36 are controlled by a driving circuit 44 connected to an output of the microprocessor 38.
  • the light indicator 34 comprises for example a or more light emitting diodes (LED). he can be ordered to issue different information, each identifiable by the driver either by a flashing rhythm or a sequence of flashes, or again by a configuration static or dynamic light in the case using several light sources.
  • LED light emitting diodes
  • the sound indicator 36 consists of a buzzer integrated into the 30 card.
  • the antenna transponder 32 can be incorporated into the card as shown in Figure 4, or it can be a external element.
  • the electronic toll card 30 is normally designed to stay on standby while using the vehicle during a trip.
  • the card 30 In normal use, the card 30 is placed at a location near the driver so that signals from indicators 34 and 36 can be easily perceived, for example in a box on the dashboard on the edge of the windshield. This last position is particularly recommended for cards that use an integrated transponder antenna 32 in order to allow a good exchange of microwave signals with the outside.
  • indicators 34 and 36 of the electronic toll card 30 constitute an interface efficient human-machine to report information received by the transponder 42 when the latter operates in alarm message reception mode.
  • the invention exploits the fact that outside a toll zone, any message sent by electronic toll card using indicators 34 and 36 above will be perceived by the driver as mandatory alarm information from a 10A transmitter vehicle (or retransmitter, as see later). Indeed, outside the areas of toll, the electronic toll card always remains in the state of sleeps but normally receives no signal when listening frequency. In this way, there is no inconvenience in using the same messages at the level indicators 34 and 36 both to inform of conditions of use of electronic toll collection and to alert the driver, these messages being distinguished naturally according to the context of their appearance.
  • Adaptation consists basically to assimilate the transmitting equipment described with reference to Figure 2 by means of transmission of the fixed electronic toll terminal.
  • the transmitting equipment 5 transmits first by its transmit antenna 22 an initialization message 50 (FIG. 5) to the receiving vehicles 10B to the back.
  • This message 50 is formatted as the message designated "BST" in the DSRC standard.
  • the sending equipment transmits a message 52 from command to activate at least one of indicators 34, 36 of the electronic toll card 30.
  • This message 52 is formatted as the "SET-MMI" message of the ISO 14906 standard.
  • the card activates the indicator (s) concerned 34, 36 for a predetermined period, thus alerting the driver of the receiving vehicle 10B of a situation unexpected road trip.
  • This equipment can be used instead or in combination supplement to the electronic toll card 30 which constitutes the receiving equipment according to the first mode of production.
  • the combined equipment may both detect and analyze alarm conditions, transmit alarm messages initiated from his vehicle, receive alarm messages from other vehicles and retransmit these messages, possibly after considering the need for a retransmission.
  • the equipment for reception and retransmission of alarm messages 65 comprises reception means comprising an antenna reception 60 linked to a microwave receiver 62 which relays the information received to a unit of management 64.
  • the management unit 64 includes a microprocessor 66 and a memory 68 according to a classical architecture, allowing to execute a management program and order the different equipment organs, as will be explained more far.
  • the management unit 64 is supplied with power to main vehicle power supply (wiring 14) and can optionally be connected to a emergency power supply (not shown) as for 10A transmitter vehicle.
  • a multifunction indicator 70 constituting a human-machine interface of the equipment, is connected functionally to management unit 64 by a bus dedicated 72.
  • the indicator 70 includes a data display device 74 comprising indicator lights and an alphanumeric screen and / or electroluminescent or crystal type graphic liquids, as well as a speech synthesis device 76.
  • the multifunction indicator 70 can be integrated into the dashboard or constitute a dressed sub-assembly can be accommodated near the driver, by example at the center console of the vehicle 10B.
  • the aforementioned human-machine interface is completed by an audible indication device 78, such as a little speaker or a buzzer, which can either be housed separately, either physically integrated into the multifunction indicator 70.
  • an audible indication device 78 such as a little speaker or a buzzer, which can either be housed separately, either physically integrated into the multifunction indicator 70.
  • the means of microwave retransmission include a transmitting antenna 80 connected to a microwave transmitter 82 which receives the data issued by the management unit 64.
  • a microwave transmitter 82 which receives the data issued by the management unit 64.
  • the data exchanged between the management unit 64 of a hand and receiver 62 and transmitter 82 on the other hand are relayed by a common bidirectional link 84.
  • this frequency is the one used for the first embodiment, namely a frequency used for data exchange with cards Electronic toll collection, i.e. 5.8 GHz for ISO 14906.
  • the antennas of reception and transmission, respectively 60 and 80 in one only hardware antenna, since this antenna either capable of receiving transmissions from a vehicle located at the front and to be transmitted with a some backward directionality.
  • this antenna either capable of receiving transmissions from a vehicle located at the front and to be transmitted with a some backward directionality.
  • the antenna 80 will advantageously be at the back of the vehicle, for example near the windshield rear, or on the tailgate or trunk of the vehicle.
  • This antenna 80 could be a directive antenna in order to confer better energy concentration electromagnetic backwards.
  • the receiving antenna 60 can then be positioned to allow good reception of a signal from the front, for example on the windshield or near it.
  • Alarm information is also retransmitted in the form of light warnings by activation automatic warning lights 86 of vehicle 10B. This function is performed by a specific command of the management unit 64 via a wired link 88.
  • the management unit 64 is linked by a link wired 90 to a tachometer sensor 92, like the tachometer sensor 2b described with reference to Figure 2.
  • This sensor 92 can be made by all known means, being for example coupled to the counter of speed or tachometer and gearbox. As will be explained below, the data from speed thus obtained make it possible to govern specific retransmission conditions.
  • the management unit 64 When the management unit 64 receives a message alarm, which can be issued by a vehicle 10A transmitter according to the criteria described with reference to In FIG. 2, the management unit 64 transmits the alarm to the multifunction indicator 70 and possibly at the sound indicator 78.
  • the alarm contains a specific message allowing to specify to the driver of the vehicle retransmitter 10B the nature and origin of the alarm, this message will be presented by means of display 74 or of the text-to-speech device 76.
  • the message can indicate in particular if the transmitting vehicle 10A performs emergency braking, if it has received an impact (detected by the shock detector 2c, figure 2), or if it has detected severe weather (wiper sensor 2d), etc.
  • vehicle 10B After receiving the alarm, vehicle 10B goes into retransmission mode in order to relay if necessary the alarm towards the vehicle or vehicles which follow.
  • This retransmission takes place by activation automatic light signaling and over-the-air retransmission of the message, via the transmitting antenna 80.
  • the management unit 64 controls activation hazard warning lights 86 of vehicle 10B. These lights are activated for a period t which depends on the nature of the incident. This duration is reset each time reception of a new message.
  • the transmitting vehicle transmits a number n of messages successive alarms (which may be identical) predetermined interval equal to or less than the duration t mentioned above. So it is possible to predict that as long that the transmitting vehicle 10A transmits its alarm message (s), the retransmitter vehicle 10B keeps its hazard lights on.
  • the number n of alarm messages transmitted may depend on the severity of the situation detected or the speed of the 10A transmitter vehicle.
  • the driver of the retransmitter vehicle 10B has the possibility of stopping this activation via its button classic hazard warning light control.
  • the management unit 64 determines the speed of the retransmitter vehicle using to the tachometer sensor 92. This information regarding the speed of the retransmitter vehicle is useful for managing message retransmission alarm.
  • a retransmitting vehicle retransmits a message selectively alarm depending on the range it considers it necessary to grant this message since vehicle behind this message. If the vehicle retransmitter believes that this scope must be beyond the distance from the vehicle originating from the message, it retransmits the message alarm so that it can be intercepted by another vehicle further downstream.
  • This principle takes into account on the one hand that the scope of a broadcast (or re-broadcast) vehicle radio frequency may be less than the scope that the alarm information should have, and on the other hand that the hertzian transmission according to the present invention has a scope preferential backwards with respect to the sense of moving the vehicle.
  • accounting is carried out, managed at level of the retransmitter vehicle (s), number of messages retransmitted.
  • this accounting consists of adding to the alarm message a numeric field that indicates the number of times this message has already been transmitted from the vehicle native.
  • a retransmitting vehicle receiving the alarm message with this indication then goes assess, based on different possible criteria, whether or not to forward this message to new in order to increase its range downstream.
  • the alarm message of a vehicle is thus relayed only to the extent that it is estimated necessary to extend its reach to vehicles who may be affected by this message, but who could not have intercepted the transmission radio coming directly from the vehicle to the origin of the message.
  • FIG. 7 schematically represents a section of road 94 on which runs in the same direction a series of vehicles identified by the prefixes V1 to V12. For reasons of space, the section 94 is shown on two overlapping sections. The development of section 94 from the lead vehicle V1TA is left to right for upper section and right on the left for the lower section, the two edges rights of the sections being supposed to meet.
  • the numbers 1 to 12 which appear after the letter V in the location of vehicles correspond to the rank of a vehicle by compared to the first vehicle (lead vehicle V1).
  • Each vehicle is also identified by a suffix, registered after the aforementioned number, depending on the type equipment it has to process messages alarm, as follows: TA: first initiator alarm message, RT: receiver and retransmitter selective alarm message and RE: receiver only alarm message.
  • the vehicle of V1TA head has detected a transmission condition alarm.
  • a transmission condition alarm can be an automatic response to a parameter of operation (brake detection with ABS, shock detection, etc.) or response to an act driver voluntary (wiper switching in fast mode, switching on the hazard warning lights, fog lights, etc.).
  • the alarm message can also originate from receipt by the V1TA vehicle with information from a substation fixed on the road, for example a beacon indicating a slowdown required.
  • the transmission or retransmission of the alarm message includes on the one hand activation of the hazard warning lights, which constitutes a optical transmission, and secondly the transmission over the air.
  • the hazard warning lights which constitutes a optical transmission
  • the transmission over the air we will only consider the aspect of transmission by channel radio, being established that all vehicles which transmit or retransmit the alarm message also activate their hazard lights
  • the alarm message is transmitted by the antenna 18 of the initiating vehicle V1TA so that its reach is accentuated towards the rear, as previously explained, i.e. to vehicles V2-V12 which follow.
  • the frequency and the transmission protocol are here selected to match exchange standards electronic toll messages, for example in accordance with ISO 14906 standard already described with reference to the figure 5.
  • the alarm message can be intercepted by any vehicle with a card electronic toll collection according to the first embodiment ( Figures 3 and 4).
  • the alarm messages are structured in accordance with the protocol shown in Figure 5 (components 50 and 52).
  • the message can include in addition to a component 53 (represented by dotted lines) containing information such as type incident.
  • This component 53 can be structured in the same way as the message "set.req.” of the ISO4096 standard mentioned above.
  • Component 53 includes also a space for a numeric field in which is entered a variable number n which corresponds to number of retransmissions whose alarm message has is about.
  • the transmission and retransmission chain of the example of figure 7 is analyzed as follows.
  • the chain begins when the V1TA vehicle emits a alarm message at point 0 of section 94, which will serve as a point of reference.
  • the P1 scope of this radio transmission limited to the distance dl from reference point 0, causes the message to be received by the two vehicles V2RT and V3RE which follow immediately behind, and by these vehicles only.
  • V2RT only the first (V2RT) is equipped to perform a selective retransmission.
  • the other V3RE vehicle can simply be provided with an electronic toll card, allowing only to receive the alarm message.
  • the numeric field of number n of transmissions or retransmissions is left absent. This absence is justifies because on the one hand the numeric field is not strictly necessary for an initial transmission and on the other hand the transmission of such a field will have tendency to lengthen the total time of its elaboration, of its transmission and analysis.
  • the vehicles most immediately affected by the alarm message are those in the area of range P1, for which it is particularly important to limit this total time as much as possible.
  • the central unit 64 of the V2RT vehicle Upon receiving the alarm message, the central unit 64 of the V2RT vehicle will determine whether or not it is necessary to retransmit it to vehicles further downstream. AT To this end, unit 64 executes a routine which will be described with reference to the flowchart in Figure 8.
  • the central unit 64 is waiting for an alarm message received on the antenna 60 of the microwave receiver 62 (step 102).
  • the unit Upon receipt of an alarm message, the unit first will control the operation alarm means for the driver of the vehicle, for example example using multifunction display 70 (step 104). If the message has a component 53 (figure 5) allowing the identification of the type of message alarm (emergency braking, slowdown to be expected, sudden change in weather conditions, etc.), information related to this type of message will also be supplied to the driver by means of display 74 and / or speech synthesizer 76.
  • the type of message alarm emergency braking, slowdown to be expected, sudden change in weather conditions, etc.
  • the central unit 64 loads data that will allow him to assess the need for retransmit the alarm message just received.
  • this data is likely to allow to estimate the total distance that must browse the alarm message from its starting point 0. In the example, this distance is evaluated on the basis of traffic speed and possibly the type of route taken.
  • Traffic speed is considered to be being equal to that of the vehicle having received the message. It is therefore obtained directly by reading the data of the tachometer sensor 92 of this vehicle (step 106).
  • the nature of the route taken is determined at using satellite navigation system 24. As previously explained, this detects the position vehicle and report this information on a road map contained in memory.
  • the map contains for each roadway, or for each section of track, an identification of its nature: national or departmental road, regional road urban, expressway, highway, hilly area, etc. This identification is read by the central unit 64 (step 108).
  • the central unit 64 will establish its own estimate of the number of times N that it is necessary to retransmit the message from its origin (step 110).
  • This number N is related to the range P of each retransmission by hertzian way. The more distance it will be deemed necessary to wear the message from the initiating vehicle V1TA will be great, plus the number of retransmissions N deemed necessary will be high.
  • the central unit 64 initiates proceedings to determine whether the alarm message just received has already retransmitted at least N times.
  • N of retransmissions necessary can only be determined when alarm message is received, or periodically at any moment. In the latter case, each new value of N is updated and kept in memory. Such a provision may be advantageous in terms of gain computation time during the critical phase of retransmission.
  • the central unit 64 first searches the presence in the alarm message of a field numeric indicating the number of retransmissions of which this has already been the subject (step 112).
  • this field is empty, being a first transmission.
  • the central unit 64 then establishes that the number n of retransmissions already made is equal to 0 (step 114).
  • the central unit 64 determines whether this number n is less than the number N of retransmissions necessary (step 116). We will assume that this is the case. Indeed, with regard to the following vehicle immediately the initiating vehicle V1TA, the number N will only be 0 in special situations (e.g. slow traffic on a small lane in an urban environment).
  • the central unit 64 then proceeds to account this retransmission, which consists in this case of change the value of n from 0 to 1 (step 118).
  • the alarm message with the number of field retransmissions is then retransmitted (step 122) and the retransmission procedure ends (step 124).
  • the retransmission by vehicle V2RT extends the scope of the message alarm from its origin point 0 at a distance d2 (arrow P2). This allows the message to be received by the V4RT vehicle, which is equipped with means of retransmission just like the V2RT vehicle.
  • the central unit 64 of the V4RT vehicle Upon receipt of the message retransmitted by the V4RT vehicle, the central unit 64 of the V4RT vehicle will execute steps 100 to 124 of the routine to assess the need to retransmit (figure 8).
  • Steps 100 to 112 will be carried out then on the V4RT vehicle as described previously. However, the presence this time of numeric field of the number n of retransmissions already performed will cause step 114 to zero this number will be omitted. The number n will therefore remain equal to 1 to step 116.
  • the central unit 64 of the vehicle V4RT estimates that the number N of retransmissions required is greater than 1. So the value n is incremented by one (putting n equal to 2) (step 118), the numeric field is updated with the new value of n (step 120) and the alarm message is retransmitted with the updated field (step 122).
  • V5RT and V6RT are equipped with means for retransmission of messages identical to those of V2RT and V4RT vehicles.
  • each of the V5RT and V6RT vehicles retransmits the same message following steps 100 to 124 of the routine to assess the need to retransmit.
  • the third retransmission of the alarm message reaches the limit d6 of the P6 range of the V6RT vehicle. It is detected by the three vehicles V7RE, V8RE and V9RT located behind the V6RT vehicle. We take note that among these three vehicles, the first two (V7RE and V8RE) are equipped only to receive the message retransmitted, being for example each provided with a receiver in the form of an electronic toll card.
  • the V9RT vehicle Upon receipt of the third retransmission of alarm message, the V9RT vehicle, being equipped with retransmission, executes the aforementioned routine of determination of the need to retransmit (figure 8). It is assumed that the central unit 64 of the vehicle V9RT estimates that the number N of retransmissions required is equal to 4 (step 110). Following the steps 118 to 124 (FIG. 8), the V9RT vehicle will therefore retransmit the alarm message. The number n in the numeric field will then go from 3 to 4.
  • This fourth retransmission whose scope P9 achieves the cumulative distance d9 from the vehicle V1TA initiator of the message, is detected by the two vehicles V10RE and V11RT which follow.
  • the V11RT vehicle is equipped to allow a possible retransmission, the vehicle V10RE being only equipped as a receiver.
  • the V11RT vehicle Upon receipt of the fourth retransmission of alarm message, the V11RT vehicle performs in turn the routine of determining the need to retransmit according to figure 8.
  • the central unit 64 of the vehicle V11RT estimates at step 110 that the number N of retransmissions required is also equal to 4.
  • the procedure retransmission will then be interrupted (step 126) at the following step 116.
  • the numeric field of retransmissions will not be incremented and the message will not be forwarded.
  • the retransmission procedure recorded alarm messages allowed in the example in figure 7 of relaying the message from the initiating vehicle V1TA well beyond the range P1 of the radio transmission allowed by this vehicle, up to a distance d9 from the point of reference 0.
  • the alarm message could be communicated not only to V2RT and V3RE vehicles having received it directly from the initiating vehicle V1TA, but also to vehicles V4RT to V11RT.
  • a vehicle could possibly be equipped only as message initiating vehicle, or only as that retransmitter of alarm messages.
  • the invention can be implemented work with all possible combinations of different numbers of parameters monitored (detection shock, braking with ABS, etc.) to determine the appearance of an alarm condition. She permits also manage other parameters than those mentioned in the examples, these being established as a function security needs, conditions system usage and economic factors.
  • this number be evaluated a only once, following for example the procedure of Figure 8 and based on the same criteria.
  • This single evaluation of the number N can be carried out by the first retransmitting vehicle (V2RT in the figure 7) or by the vehicle (V1TA) initiating the message.
  • the numeric field can then include both the number N of retransmissions required and the number n retransmissions already made. This provision would be possible if it resulted in an economy sensitive computing time in a chain of retransmission of messages.
  • the content of the transmitted alarm message or retransmitted can incorporate all kinds of data in according to the established communication protocol. These data can be taken into account selectively by the vehicles that receive them. For example a vehicle fitted with a reception device which cannot communicate, as a human-machine interface, that a limited range of messages, such as a card electronic toll collection, may ignore some of the data that will be superfluous.

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Abstract

Le dispositif de procédé de communication de messages d'alarme entre véhicules permet de transmettre un message d'alarme depuis des moyens de transmission (5) d'un véhicule émetteur (10A) vers au moins un véhicule récepteur par une liaison hertzienne sous le contrôle d'une unité de gestion (64). Selon l'invention, la liaison hertzienne est réalisée par des moyens de transmission (80, 82) permettant une portée de transmission optimisée vers l'arrière, relativement au sens normal de déplacement du véhicule émetteur. Selon un autre aspect de l'invention, les moyens de transmission (5) transmettent le message d'alarme sous une forme apte à pouvoir être reçu, au niveau d'un véhicule récepteur, par un moyen de réception non spécifiquement prévu pour recevoir ce message d'alarme, par exemple une carte de télépéage. <IMAGE>

Description

La présente invention concerne un procédé et un dispositif de transmission d'informations d'alarme entre des véhicules routiers, permettant par exemple à un véhicule de signaler un état de son fonctionnement ou une condition de circulation détectée vers un ou plusieurs véhicules concernés se situant aux alentours.
La sécurité routière repose en grande partie à la possibilité donnée aux conducteurs d'être alertés aussitôt que possible d'une situation qui exige une intervention rapide, par exemple un freinage d'urgence, un évitement, ou encore la retransmission d'une information.
En application de ce principe, plusieurs projets d'étude ont été menés pour établir un système efficace de transmission d'informations d'alarme entre véhicules. A titre d'exemple, le programme de recherche européen Prometheus (CED4 et CED5) envisage des moyens de transmission d'alarmes d'urgence entre véhicules automatiquement sur détection d'un incident.
Afin de réduire au plus les délais de transmission de l'alarme, on envisage que la communication entre les véhicules soit directe, c'est-à-dire sans transiter par des relais fixes.
Par exemple, le document brevet ZA-A-9 505 263 publié en mai 1996 décrit un système basé sur un émetteur/récepteur placé sur chaque véhicule spécifiquement pour la communication véhicule-à-véhicule. Une information d'alarme est transmise automatiquement dès qu'une décélération au-delà d'un certain seuil est détectée par un accéléromètre prévu à cet effet. Outre la transmission d'informations d'alarmes, ce système permet la mise en marche automatique des feux de détresse du véhicule qui reçoit le signal d'alerte.
On comprend que, quel que soit le mode de réalisation envisagé, la communication véhicule-à-véhicule dans l'état de la technique fait intervenir :
  • au niveau du véhicule émetteur : au moins un détecteur de condition d'alarme (accéléromètre, détecteur de fonctionnement du système ABS lors d'un freinage, d'activation de coussin gonflable, d'impact, le système de coupure du circuit carburant en cas de choc, etc.), et des moyens de transmission d'informations d'alarme activés en réponse à ce(s) détecteur(s), et
  • au niveau du véhicule récepteur : un récepteur dédié spécifiquement à l'écoute d'une transmission de signal d'alarme d'un véhicule émetteur, et une interface homme-machine reliée fonctionnellement au récepteur pour alerter le conducteur du véhicule.
Un véhicule peut être équipé soit uniquement comme véhicule récepteur, soit à la fois comme véhicule récepteur et émetteur. Dans le premier cas, le conducteur du véhicule récepteur ne pourra que réagir à une information d'alarme provenant d'un véhicule émetteur. Il intervient à son niveau utilement dans le système de sécurité et contribue à son efficacité globale. Mais il n'en demeure pas moins qu'un système de transmission d'alarmes entre véhicules ne peut fonctionner de manière satisfaisante qu'avec une proportion minimale de véhicules émetteurs.
Or, il s'avère que les coûts pour équiper un véhicule émetteur est sensiblement plus élevé que pour équiper un véhicule récepteur seulement. En effet, on conçoit qu'un propriétaire qui envisage de participer au système de transmission d'alarmes comme émetteur voudra que son véhicule soit d'abord équipé comme récepteur.
Il en ressort qu'en dehors d'une législation régissant son installation généralisée, un tel système de transmission d'alarmes entre véhicules nécessite une simplification des moyens de mise en oeuvre pour voir le jour. En effet, les utilisateurs potentiels qui envisageraient de s'équiper comme véhicule émetteur voudront d'abord qu'il existe une proportion suffisamment élevée de véhicules récepteurs pouvant bénéficier du service qu'ils rendent. De même, les utilisateurs potentiels qui envisageraient en premier lieu de ne s'équiper seulement comme véhicule récepteur voudront d'abord qu'il existe un nombre suffisant de véhicules émetteurs pour justifier leur investissement.
Ainsi, il existe un problème d'amorce de marché lié à la spécificité du matériel mis en oeuvre dans un système classique de transmission d'alarmes entre véhicules, notamment pour équiper un véhicule récepteur.
Au vu de ce problème, la présente invention propose un dispositif et un procédé de communication de messages d'alarme entre véhicules permettant de transmettre un message d'alarme depuis des moyens de transmission d'un véhicule émetteur vers au moins un véhicule récepteur par une liaison hertzienne sous le contrôle d'une unité de gestion, caractérisé en ce que la liaison hertzienne est réalisée par des moyens de transmission permettant une portée de transmission optimisée vers l'arrière, relativement au sens normal de déplacement du véhicule émetteur.
Qui plus est, la directivité de la transmission permet de cibler la transmission aux véhicules qui suivent le véhicule initiateur du message d'alarme, qui sont les plus concernés. Les véhicules situés vers l'avant, qui ne sont normalement pas concernés par les messages d'alarme, ne seront donc pas perturbés.
Il est possible d'optimiser la transmission hertzienne vers l'arrière en utilisant par exemple au moins l'un ou des moyens suivants :
  • une antenne d'émission directionnelle, et
  • un positionnement de l'antenne d'émission vers l'arrière du véhicule, par exemple sur le pare-brise arrière, sur le hayon, le coffre.
Avantageusement, le message d'alarme est transmis de manière à pouvoir être reçu, au niveau d'un véhicule récepteur, par un moyen de réception non spécifiquement prévu pour recevoir ledit message d'alarme.
Ainsi, il devient possible, grâce à l'invention, de disposer d'emblée d'un nombre de véhicules prééquipés en tant que véhicules récepteurs pouvant bénéficier du système d'alarme entre véhicules.
De la sorte, les conditions initiales de mise en oeuvre du système seront encore plus incitatives pour les utilisateurs potentiels qui envisagent de s'équiper comme véhicule émetteur.
De préférence, le moyen de réception non spécifiquement prévu pour recevoir le message d'alarme est une carte de télépéage. Ces cartes, connues en elles-mêmes, permettent aux automobilistes de régler les péages autoroutiers sans avoir à stopper leur véhicule pour effectuer une transaction manuelle. Typiquement, la carte comprend un transpondeur permettant de dialoguer par onde radio avec une borne informatisée à l'entrée du péage. Grâce à un échange de données selon un protocole préétabli, la borne saisit un code d'identification individuel de la carte, éventuellement avec des informations concernant le trajet, puis débite un compte associé à la carte et valide l'autorisation de passage, par exemple en commandant le levage d'une barrière. Typiquement, une carte de télépéage comporte en outre des moyens de signalisation associés au transpondeur pour indiquer au conducteur le fait que le passage est validé ou, au contraire, que le passage n'est pas autorisé. Ces moyens de signalisation prennent généralement la forme d'un témoin lumineux et/ou d'un émetteur sonore intégré(s) à la carte. Ils peuvent ainsi servir avantageusement comme interface homme-machine pour communiquer les signaux d'alarme au conducteur du véhicule récepteur.
Cette nouvelle utilisation d'une carte de télépéage est d'autant plus adaptée que les normes de communication employées par celles-ci mettent généralement en oeuvre des fréquences de transmission dans la plage des hyperfréquences, qui permettant d'obtenir une très bonne directivité. Par exemple, selon la norme ISO 14906 établie par le Comité Européen de Normalisation en matière de collecte électronique de péages (CEP), la fréquence utilisée est de 5,8 GHz. Qui plus est, la structure des messages échangés dans un protocole de CEP tel que celui de la norme ISO 14906 peut être aisément adapté pour véhiculer des informations liées à des message d'alarme.
On peut aussi envisager d'utiliser comme moyen de réception non spécifiquement prévu pour recevoir le message d'alarme un autoradio du véhicule récepteur, moyennant l'adjonction éventuelle d'un simple circuit d'entrée.
L'invention contribue ainsi de réaliser le cercle vertueux qui fait que plus il existe de véhicules intervenant dans le système de transmission d'alarmes, plus celui-ci aura du succès et plus il attirera d'autres utilisateurs potentiels.
De préférence, l'unité de gestion organise la structure du message d'alarme transmis selon un protocole de communication basé sur un protocole établi de communication de messages de télépéage.
La fréquence de transmission des messages par voie hertzienne peut se situer dans la gamme des hyperfréquences.
L'invention prévoit également la possibilité de relayer un message d'alarme par des moyens de retransmission associés à un véhicule récepteur, conférant à ce dernier le rôle de véhicule retransmetteur. La fréquence et le protocole utilisés pour la retransmission sont de préférence les mêmes que pour la transmission initiale, de manière qu'un moyen récepteur puisse exploiter indifféremment un message d'alarme provenant directement d'une première transmission ou d'une retransmission.
Cette retransmission permet à un message d'alarme d'atteindre des véhicules hors d'atteinte directe par la transmission hertzienne du véhicule initiateur du message, mais qui sont néanmoins suffisamment proches pour être concernés par l'événement ayant suscité l'alarme.
Elle autorise donc d'utiliser des moyens émetteur et retransmetteur économiques, de puissance modeste, tout en permettant d'obtenir une portée adéquate pour le message d'alarme.
Selon un mode de réalisation, on prévoit à cet effet des moyens de retransmission, associés à un véhicule retransmetteur, pour retransmettre par voie hertzienne un message reçu, avec une portée de transmission optimisée vers l'arrière relativement au sens normal de déplacement du véhicule retransmetteur, afin d'accroítre la portée du message d'alarme.
De préférence, on limite le nombre n de retransmissions du message d'alarme en fonction de la portée que l'on décide d'accorder au message : plus cette portée accordée est importante, plus le nombre limite N de retransmissions sera important.
Avantageusement, les moyens de retransmission comprennent des moyens pour comptabiliser les retransmissions de messages d'alarme et pour limiter ces retransmissions au nombre limite N déterminé selon la portée à accorder au message d'alarme reçu.
Le nombre limite N peut être déterminé par les moyens de retransmission de manière dynamique en fonction des conditions de circulation.
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, les moyens de comptabilisation comprennent : des moyens de lecture et d'inscription d'une variable n dans le message retransmis et des moyens pour incrémenter cette variable lors d'une retransmission, où n correspond au nombre de retransmissions du message.
Par exemple, les moyens de retransmission peuvent retransmettre un message d'alarme sous la condition que la variable n précitée indique que le nombre de retransmissions de ce message déjà effectuées est inférieur au nombre limite N de retransmissions déterminé par ces moyens de retransmission.
Selon un mode de réalisation préféré, les moyens de transmission et/ou les moyens de retransmission coopèrent avec un système de navigation, tel qu'un système de navigation par satellite, de manière à pouvoir identifier la nature de la voie emprunté par le véhicule auquel ces moyens sont associés. Cette information permet d'établir des critères avantageux tant pour établir une condition de transmission initiale d'un message d'alarme que pour déterminer une condition de retransmission d'un message reçu afin d'augmenter la portée de celui-ci.
Ainsi, on peut envisager, au niveau des moyens de transmission, que ceux-ci transmettent un message d'alarme lorsqu'ils déterminent que la vitesse du véhicule auquel ces moyens sont associés est inférieure à une vitesse seuil établie en fonction de la nature de la voie empruntée, déterminée à partir du système de navigation. Une vitesse en dessous de ce seuil peut alors être considérée par les moyens de transmission comme un signe d'une circulation anormalement lente du véhicule pour le type de voie (par exemple une autoroute), et qu'il y a lieu de communiquer un message d'alarme pour réduire des risques de collision par derrière.
Le nombre limite N de retransmissions peut être déterminé à partir d'au moins l'un des paramètres parmi :
  • le contenu du message transmis,
  • la vitesse de la circulation,
  • la nature de la voie empruntée (déterminée par le système de navigation), et
  • les conditions de circulation (jour/nuit, intempéries, etc.).
L'invention a également pour objet l'utilisation d'une carte de télépéage en tant que moyen récepteur dans un dispositif de communication entre véhicules.
Elle a aussi pour objet l'utilisation, dans un dispositif de communication entre véhicules, de messages d'alarme structurés selon un protocole basé sur un protocole prévu pour la collecte électronique de péages.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaítront plus clairement à la lecture de la description qui suit des modes de réalisation préférés, donnés purement à titre d'exemple non-limitatif, en référence aux dessins qui figurent en annexe, dans lesquels :
  • la figure 1 est un schéma illustrant une communication entre un véhicule émetteur et récepteur;
  • la figure 2 est un schéma bloc d'un équipement émetteur de messages d'alarme conforme à la présente invention;
  • la figure 3 est une vue simplifiée de face d'une carte de télépéage;
  • la figure 4 est un schéma bloc simplifié de l'architecture interne de la carte de télépéage représenté à la figure 3;
  • la figure 5 est un schéma montrant les messages transmis lors d'une transmission de message d'alarme conformément à la présente invention;
  • la figure 6 est un schéma bloc simplifié d'un équipement récepteur-retransmetteur selon un deuxième mode de réalisation de l'invention;
  • la figure 7 est un schéma représentant un exemple de retransmission sélective de messages d'alarme selon un aspect de l'invention; et
  • la figure 8 est un organigramme d'une procédure de retransmission sélective de messages d'alarme.
La notion de transmission véhicule-à-véhicule de signaux d'alarme dans le cadre de la présente invention sera brièvement expliquée par référence à la figure 1.
Cette figure représente l'exemple très simple de véhicules routiers 10A, 10B qui se suivent à une distance raisonnable, par exemple entre 25 et 50 mètres. Le véhicule en tête 10A a le rôle de véhicule émetteur alors que le véhicule qui suit 10B a le rôle de véhicule récepteur.
En tant que véhicule émetteur, le véhicule 10A est équipé d'un ou de plusieurs capteurs embarqués, relié(s) fonctionnellement à un émetteur situé à l'arrière. Parmi les différents types de capteurs embarqués possibles, on peut citer un ou plusieurs parmi, par exemple les capteurs : de détection de fonctionnement du système de freinage ABS, de vitesse, d'activation (manuelle) des feux de détresse, de détection de décélérations au-delà d'un taux prédéterminé (accéléromètre), de passage des essuie-glaces en vitesse rapide, de détection de faible vitesse alors que le véhicule est sur une voie rapide, etc. Cette dernière condition peut être détectée automatiquement lorsque le véhicule émetteur est équipé d'un système de navigation routière qui permet de reconnaítre le type voie emprunté.
Comme il sera expliqué infra de manière plus détaillée, l'activation d'un capteur s'effectue de manière automatique et provoque la transmission instantanée, par l'émetteur associé, de données concernant le paramètre de déclenchement lié à ce capteur. Ces données sont reçues et analysées par un dispositif récepteur du véhicule récepteur 10B pour activer de façon appropriée un moyen d'alarme du conducteur de ce véhicule (par exemple un témoin lumineux ou un avertisseur sonore).
De manière générale, on peut envisager comme capteur embarqué tout type de capteur adapté pour détecter soit un changement imprévu dans les conditions de circulation : intempéries, évolution de la vitesse de circulation, changements de caps, etc., soit une anomalie de fonctionnement du véhicule : impact, déclenchement de coussin gonflable, surchauffe, freinage défectueux, etc. Ces informations sont significatives pour les conducteurs des véhicules dans l'environnement immédiat, car elles impliquent la nécessité de s'adapter d'urgence à un danger potentiel, soit en freinant aussitôt, soit en changeant de cap, soit encore en activant des dispositifs de sécurité tels qu'un élément de signalisation lumineuse, les essuie-glaces, etc.
Le tableau 1 infra récapitule quelques exemples de critères de déclenchement d'une transmission d'alarme et la situation associée à cette transmission telle que pouvant être déduite par le véhicule récepteur 10B.
critères de détection des situations d'urgence
Critères de déclenchement Situation associée
Feux de détresse et vitesse nulle Véhicule arrêté
Feux de détresse enclenchés avec ralentissement Ralentissement, bouchon
Déclenchement de capteurs de chocs (associés au coussins gonflables ou au circuit de carburant) Accident
Activation des essuie-glace en vitesse rapide (phase de transition uniquement) Forte pluie ou gène soudaine de la visibilité
Véhicule se déplaçant lentement sur voie rapide Véhicule lent
Les signaux d'alarme peuvent provenir aussi d'une base fixe plutôt que d'un véhicule émetteur 10A lorsque, par exemple il s'agit de signaler des paramètres relatifs à des conditions au sol : travaux, conditions de la chaussée, bouchons signalés, virage dangereux, lieu de ralentissement obligatoire ou conseillé, etc. Dans ce cas, le moyen émetteur et son antenne associée peuvent être installés sur des panneaux où à l'approche d'une barrière de péage.
L'équipement de transmission et de réception des informations d'alarme des véhicules 10A et 10B sera maintenant décrit par référence aux figures 2, 3 et 4.
La figure 2 représente schématiquement un équipement 5 de transmission de messages d'alarme du véhicule émetteur 10A. Cet équipement comprend un ensemble de capteurs et de détecteurs 2a-2e reliés fonctionnellement à un module de communication 4 sous le contrôle d'une unité centrale 6. Dans l'exemple, les capteurs utilisés sont:
  • un capteur 2a d'activation du système ABS lors du freinage du véhicule 10A,
  • un capteur tachimétrique 2b de franchissement de seuil de régime moteur ou de vitesse du véhicule, permettant de déceler notamment une vitesse anormalement basse pour la voie routière empruntée,
  • un capteur de choc du véhicule 2c, pouvant s'agir d'un détecteur d'activation du coussin gonflable ou de détecteurs d'impact situés par exemple au niveau des pare-chocs,
  • un détecteur 2d de l'utilisation des essuie-glaces, sensible soit à leur mise en marche, soit à leur passage à une vitesse élevée, et
  • un détecteur de l'activation des feux de détresse 2e.
L'unité centrale 6 est basée sur un microprocesseur 8 associé à une mémoire 12. Le microprocesseur 8 est programmé de manière à contrôler en permanence et en temps réel l'état des détecteurs et capteurs 2a-2e et à commander en conséquence les transmissions de messages d'alarme au module de communication 4.
Dans l'exemple, l'unité centrale 6 est alimentée en énergie d'une part au moyen d'une connexion 14 au système d'alimentation du véhicule, couplé à la batterie ce celui-ci, et d'autre part au moyen d'une alimentation de secours 16 équipée d'une batterie indépendante. Celui-ci constitue une alimentation redondante apte à prendre le relais en cas de dysfonctionnement de l'alimentation 14 du véhicule.
L'ensemble de ces capteurs et détecteurs 2a-2e est relié à l'unité centrale 6 par un bus de communication Bcom. Le bus Bcom peut être bidirectionnel pour permettre à l'unité de transmettre un signal d'acquittement, de paramétrage ou de remise à zéro aux capteurs et détecteurs 2a-2e. Le protocole de transmission de données sur le bus Bcom permet à l'unité centrale 6 d'identifier le capteur ou détecteur 2a-2e qui émet les données et de décoder ces données, selon une technique classique.
Lorsque l'unité centrale 6 détermine que des données reçues d'un ou de plusieurs des capteurs et détecteurs 2a-2e reflètent une condition qui nécessite la transmission d'un message d'alarme, il commande l'activation du module de transmission 4 afin que ce message soit envoyé directement aux véhicules environnants. A cette fin, le module de communication 4 comprend un émetteur hyperfréquence ayant une entrée de signal 18 reliée à l'unité centrale 6, et une sortie d'émission reliée à une antenne d'émission 22.
La transmission hertzienne réalisée à partir de l'antenne 22 est optimisée en portée de transmission dans la direction générale vers l'arrière. Dans l'exemple, cette transmission préférentielle est obtenue d'une part en plaçant l'antenne 22 à un endroit vers l'arrière du véhicule, par exemple sur ou à proximité du pare-brise arrière, du hayon ou du pare-chocs arrière. En outre, la configuration de l'antenne d'émission 22 est adaptée, selon des techniques en elles-mêmes bien connues, afin de favoriser une émission vers l'arrière.
La portée de transmission du signal de l'antenne 22 est relativement faible: moins d'un kilomètre, et typiquement de l'ordre d'une centaine de mètres.
Dans l'exemple, le signal est émis en modulation de fréquence sur une porteuse de 5,8 GHz. Comme il sera expliqué plus en détail ci-après, le protocole régissant la structure et la transmission des messages d'alarme est calqué sur la norme européenne ISO 14906 établie pour les systèmes de collecte électronique de péages (CEP).
Le signal fourni au module de communication 4 pour être transmis est donc structuré de manière à pouvoir être détecté et interprété par une carte de télépéage dans un ou plusieurs véhicules récepteurs 10B situés dans la zone de portée.
L'unité centrale 6 est également reliée à un système embarqué de navigation par satellite 24. Ce système, connu en lui-même, permet de localiser à tout moment le véhicule émetteur 10A grâce à une antenne 26 de réception de signaux de localisation provenant d'un réseau de satellites géostationnaires. Le système de navigation par satellite 24 établit, d'après les coordonnées terrestres véhicule ainsi localisé, la position de celui-ci par rapport à une carte du réseau routier contenu en mémoire. Il détermine notamment si le véhicule émetteur se situe sur une voie de circulation rapide, par exemple une autoroute ou une route à deux voies. Cette information est fournie à l'unité centrale 6 afin de permettre à celle-ci de déterminer, grâce au détecteur tachymétrique 2b, si la vitesse du véhicule émetteur 10A correspond bien à une plage de vitesses adaptée à la voie empruntée. Cette disposition permet de commander la transmission automatique d'un signal d'alarme si le véhicule roule à une vitesse anormalement lente pour la voie.
Une carte de télépéage, qui constitue ici l'équipement de réception de base du véhicule récepteur 10B, est représentée à la figure 3.
La carte de télépéage 30 se présente sous la forme d'un boítier d'un format comparable à celui d'une carte bancaire et de quelques millimètres d'épaisseur. Il comporte un transpondeur (i.e. un émetteur-récepteur calé sur une fréquence radio donnée) couplé à une antenne de transpondeur 32, et des indicateurs lumineux et sonores, respectivement 34 et 36. Ces indicateurs 34 et 36 sont activés sélectivement en fonction de signaux échangés avec une source d'émission, celle-ci étant une borne de télépéage dans une utilisation classique.
Dans l'exemple, la carte 30 est réalisé conformément au standard CEN TC278. Ce type carte de télépéage est largement utilisé et son fonctionnement est bien connu de l'homme du métier. Aussi, son architecture générale, représentée à la figure 4, ne sera que brièvement décrite.
La carte 30 comprend un microprocesseur 38 programmé pour exécuter un programme de gestion en association avec une mémoire 40. Le microprocesseur 38 communique avec l'extérieur grâce à un transpondeur 42 relié à l'antenne 32 précitée. Les indicateurs 34 et 36 sont commandés par un circuit d'attaque 44 relié à une sortie du microprocesseur 38.
L'indicateur lumineux 34 comprend par exemple une ou plusieurs diodes électroluminescentes (LED). Il peut être commandé pour émettre différentes informations, chacune identifiable par le conducteur soit par un rythme de clignotement ou une séquence de clignotements, soit encore par une configuration lumineuse statique ou dynamique dans le cas d'utilisation de plusieurs sources lumineuses.
L'indicateur sonore 36 est constitué par un ronfleur (buzzer) intégré au sein de la carte 30. Il peut être commandé pour émettre les mêmes informations que l'indicateur lumineux 34, dans lequel cas il sert à renforcer la communication de l'information. Il peut également être commandé pour fournir des informations différentes de celles portées par l'indicateur lumineux 34, afin de permettre d'élargir le nombre d'informations possibles pouvant être transmises au conducteur.
L'ensemble des éléments de la carte 30 est alimenté par une batterie interne 46. L'antenne de transpondeur 32 peut être incorporé au sein de la carte comme représenté à la figure 4, ou elle peut être un élément externe.
Pour éviter des manipulations à l'approche de chaque péage, ce qui serait nuisible à la sécurité et contraire au but de simplifier le franchissement des péages, la carte de télépéage 30 est normalement conçue pour rester en veille tout durant l'utilisation du véhicule lors d'un trajet.
En utilisation normale, la carte 30 est posée à un emplacement à proximité du conducteur afin que les signaux des indicateurs 34 et 36 puissent être aisément perçus, par exemple dans une case du tableau de bord sur le rebord du pare-brise. Cette dernière position est notamment recommandée pour les cartes qui utilisent une antenne de transpondeur 32 intégrée afin de permettre un bon échange des signaux hyperfréquence avec l'extérieur.
Ainsi, il apparaít que les indicateurs 34 et 36 de la carte de télépéage 30 constituent une interface homme-machine efficace pour signaler des informations reçues par le transpondeur 42 lorsque celui-ci fonctionne en mode de réception de messages d'alarme.
Dans un mode de réalisation simple d'un système de transmission d'alarmes, l'invention exploite le fait qu'en dehors d'une zone d'un péage, tout message émis par la carte de télépéage au moyen des indicateurs 34 et 36 précités sera perçu par le conducteur comme étant obligatoirement une information d'alarme provenant d'un véhicule émetteur 10A (ou retransmetteur, comme on le verra plus tard). En effet, en dehors des zones de péage, la carte de télépéage reste toujours à l'état de veille mais ne reçoit normalement aucun signal à sa fréquence d'écoute. De la sorte, il n'y a pas d'inconvénient à utiliser les mêmes messages au niveau des indicateurs 34 et 36 à la fois pour informer des conditions d'utilisation du télépéage et pour alerter le conducteur, ces messages étant distingués naturellement d'après le contexte de leur apparition.
Il devient alors possible d'utiliser pour l'émission des messages d'alarme les mêmes structures de signaux et de données qu'utilisées par une borne télépéage.
Il sera maintenant décrit brièvement par référence à la figure 5 un exemple de protocole d'échange de signaux entre un véhicule émetteur 10A et un véhicule récepteur 10B, adapté à partir de la norme basée sur la norme DSRC pour la communication de messages de télépéage. L'adaptation consiste essentiellement à assimiler l'équipement émetteur décrit par référence à la figure 2 aux moyens de transmission de la borne fixe de télépéage.
Lorsque le véhicule émetteur 10A détecte une condition qui nécessite la transmission d'un message d'alarme, l'équipement émetteur 5 transmet d'abord par son antenne d'émission 22 un message d'initialisation 50 (figure 5) vers les véhicules récepteurs 10B à l'arrière. Ce message 50 est formaté comme le message désigné "BST" dans la norme DSRC. Il fait passer la carte de télépéage 30 qui le reçoit du mode veille au mode actif. Dans ce mode actif, la carte 30 est prête à exécuter une commande d'action. Ensuite, l'équipement émetteur transmet un message 52 de commande pour l'activation d'au moins l'un des indicateurs 34, 36 de la carte de télépéage 30. Ce message 52 est formaté comme le message "SET-MMI" de la norme ISO 14906. A l'exécution de cette commande, la carte active le ou les indicateur(s) concerné(s) 34, 36 pour une période prédéterminée, alertant ainsi le conducteur du véhicule récepteur 10B d'une situation routière inattendue.
Les spécificités de la norme de transmission ISO 14906 sont données dans le document portant la référence "prENV ISO 14906; 1998E" du Comité Européen de Normalisation. Son contenu est incorporé ici par référence.
Il sera maintenant décrit par référence au schéma bloc de la figure 6 un deuxième mode de réalisation de l'équipement pour véhicule récepteur, permettant aussi de retransmettre les informations d'alarme vers d'autres véhicules à l'arrière. Dans cette description, les éléments ayant une fonction analogue à ceux déjà décrits comportent les mêmes références.
Cet équipement peut être utilisé à la place ou en complément de la carte de télépéage 30 qui constitue l'équipement récepteur selon le premier mode de réalisation.
Il peut également être fonctionnellement intégré avec un équipement de détection et de transmission d'alarmes, par exemple tel que décrit par référence à la figure 2. Dans ce cas, l'équipement combiné pourra à la fois détecter et analyser des conditions d'alarme, transmettre des messages d'alarme initiés à partir de son véhicule, recevoir des messages d'alarme provenant d'autres véhicules et retransmettre ces messages, éventuellement après avoir estimé la nécessité d'une retransmission.
Ainsi que le montre la figure 6, l'équipement de réception et de retransmission de messages d'alarme 65 comporte des moyens de réception comprenant une antenne de réception 60 liée à un récepteur hyperfréquence 62 qui relaie les informations reçues vers une unité de gestion 64. L'unité de gestion 64 comporte un microprocesseur 66 et une mémoire 68 selon une architecture classique, permettant d'exécuter un programme de gestion et de commander les différent organes de l'équipement, comme il sera expliqué plus loin.
L'unité de gestion 64 est alimentée à l'alimentation électrique principale du véhicule (câblage 14) et peut éventuellement être reliée à une alimentation de secours (non-représentée) comme pour le véhicule émetteur 10A.
Un indicateur multifonction 70, constituant une interface homme-machine de l'équipement, est relié fonctionnellement à l'unité de gestion 64 par un bus dédié 72. Dans l'exemple, l'indicateur 70 comporte un dispositif d'affichage de données 74 comprenant des voyants lumineux et un écran alphanumérique et/ou graphique du type électroluminescent ou cristaux liquides, ainsi qu'un dispositif de synthèse de parole 76. L'indicateur multifonction 70 peut être intégré au tableau de bord ou constituer un sous-ensemble habillé pouvant être logé à proximité du conducteur, par exemple au niveau de la console centrale du véhicule 10B.
L'interface homme machine précitée est complétée par un dispositif d'indication sonore 78, tel qu'un petit haut-parleur ou un ronfleur, qui peut être soit logé séparément, soit physiquement intégré à l'indicateur multifonction 70.
Les moyens de retransmission hyperfréquence comprennent une antenne d'émission 80 reliée à un émetteur hyperfréquence 82 qui reçoit les données émises par l'unité de gestion 64. Dans l'exemple, les données échangées entre l'unité de gestion 64 d'une part et le récepteur 62 et l'émetteur 82 d'autre part sont relayées par une liaison bidirectionnelle commune 84.
On utilise la même fréquence aussi bien pour émettre des données d'un véhicule émetteur 10A que pour retransmettre des données sur l'antenne d'émission 80. Dans l'exemple, cette fréquence est celle utilisée pour le premier mode de réalisation, à savoir une fréquence utilisée pour l'échange de données avec les cartes de télépéage, soit 5,8 GHz pour la norme ISO 14906.
Aussi, il est possible de réunir les antennes de réception et d'émission, respectivement 60 et 80 en une seule antenne matérielle, dès lors que cette antenne soit apte à capter les transmissions provenant d'un véhicule situé à l'avant et à transmettre avec une certaine directivité vers l'arrière. Cependant, il peut être préférable d'envisager pour l'émission une antenne spécifique 80 positionnée à un emplacement du véhicule qui favorise la transmission hertzienne vers l'arrière, à l'instar 'de l'antenne d'émission 22 décrite par référence à la figure 2. Ainsi, l'antenne d'émission 80 sera avantageusement à l'arrière du véhicule, par exemple à proximité du pare-brise arrière, ou sur le hayon ou coffre du véhicule. Cette antenne 80 pourra être une antenne directive afin de conférer une meilleure concentration de l'énergie électromagnétique vers l'arrière.
L'antenne de réception 60 peut alors être positionnée pour permettre une bonne réception d'un signal provenant de l'avant, par exemple sur le pare-brise ou à proximité de ce dernier.
Des informations d'alarme sont aussi retransmises sous forme d'avertissements lumineux par l'activation automatique des feux de détresse 86 du véhicule 10B. Cette fonction est réalisée par une commande spécifique de l'unité de gestion 64 via un liaison filaire 88.
L'unité de gestion 64 est reliée par une liaison filaire 90 à un capteur tachymétrique 92, à l'instar du capteur tachymétrique 2b décrit par référence à la figure 2. Ce capteur 92 peut être réalisé par tous moyens connus, étant par exemple couplé au compteur de vitesse ou au compte-tours et à la boíte de vitesse. Comme il sera expliqué plus loin, les données de vitesse ainsi obtenues permettent de régir des conditions de retransmission spécifiques.
Lorsque l'unité de gestion 64 reçoit un message d'alarme, celui-ci pouvant être émis par un véhicule émetteur 10A selon les critères décrits par référence à la figure 2, l'unité de gestion 64 transmet l'alarme à l'indicateur multifonction 70 et éventuellement à l'indicateur sonore 78.
Si l'alarme contient un message spécifique permettant de préciser au conducteur du véhicule retransmetteur 10B la nature et l'origine de l'alarme, ce message sera présenté au moyen de l'affichage 74 ou du dispositif de synthèse vocale 76. Le message peut indiquer notamment si le véhicule émetteur 10A effectue un freinage d'urgence, s'il a reçu un impact (détecté par le détecteur de choc 2c, figure 2), ou s'il a détecté une intempérie sérieuse (détecteur d'essuie-glaces 2d), etc.
Après la réception de l'alarme, le véhicule 10B se met en mode de retransmission afin de relayer si nécessaire l'alarme vers le ou les véhicules qui suivent.
Cette retransmission s'opère par l'activation automatique d'une signalisation lumineuse et par la retransmission par voie hertzienne du message, via l'antenne d'émission 80.
Au niveau de la retransmission par signalisation lumineuse, l'unité de gestion 64 commande l'activation des feux de détresse 86 du véhicule 10B. Ces feux sont activés pendant une durée t qui dépend de la nature de l'incident. Cette durée est réinitialisée à chaque réception d'un nouveau message. A titre d'exemple, le véhicule émetteur émet un nombre n de messages d'alarmes (qui peuvent être identiques) se succédant à intervalle prédéterminé égale ou inférieure à la durée t précitée. Ainsi, il est possible de prévoir que tant que le véhicule émetteur 10A transmet son ou ses message(s) d'alarme, le véhicule retransmetteur 10B maintient ses feux de détresse activés. Le nombre n de messages d'alarme transmis peut être fonction de la gravité de la situation détectée ou de la vitesse du véhicule émetteur 10A.
Le conducteur du véhicule retransmetteur 10B a la possibilité de stopper cette activation via son bouton classique de commande des feux de détresse.
Ensuite, ou en parallèle, l'unité de gestion 64 détermine la vitesse du véhicule retransmetteur grâce au capteur tachymétrique 92. Cette information concernant la vitesse du véhicule retransmetteur est utile pour la gestion de la retransmission du message d'alarme.
Un véhicule retransmetteur retransmet un message d'alarme sélectivement en fonction de la portée qu'il estime nécessaire d'accorder à ce message depuis le véhicule à l'origine de ce message. Si le véhicule retransmetteur estime que cette portée doit être au-delà de la distance qui le sépare du véhicule originaire du message, il retransmet le message d'alarme afin que celui-ci puisse être intercepté par un autre véhicule plus en aval.
Ce principe tient compte d'une part du fait que la portée d'une émission (ou d'une ré-émission) hertzienne d'un véhicule peut être inférieure à la portée que devrait avoir l'information d'alarme, et d'autre part que la transmission hertzienne conformément à la présente invention a une portée préférentielle vers l'arrière vis-à-vis du sens de déplacement du véhicule.
Afin de limiter la portée d'un message d'alarme ainsi relayé à des distances pour lequel il reste pertinent, on effectue une comptabilisation, gérée au niveau du ou des véhicule(s) retransmetteur(s), du nombre de messages retransmis. Comme il sera expliqué de manière plus détaillée ci-après, cette comptabilisation consiste à ajouter au message d'alarme un champ numérique qui indique le nombre de fois que ce message a déjà été transmis depuis le véhicule originaire. Un véhicule retransmetteur recevant le message d'alarme avec cette indication va alors évaluer, en fonction de différents critères possibles, s'il y a lieu ou non de retransmettre ce message à nouveau en vue d'accroítre sa portée en aval.
Le message d'alarme d'un véhicule est ainsi relayé seulement dans la mesure où il est estimé nécessaire d'étendre sa portée vers des véhicules pouvant être concernés par ce message, mais qui n'auraient pas pu intercepter la transmission hertzienne provenant directement du véhicule à l'origine du message.
Cette notion de retransmission sélective de messages d'alarme sera illustré par un exemple concret, en référence aux figures 7 et 8.
La figure 7 représente schématiquement un tronçon de route 94 sur lequel circule dans le même sens une suite de véhicules repérés par les préfixes V1 à V12. Pour des raisons de place, le tronçon 94 est représenté sur deux sections superposées. Le développement du tronçon 94 à partir du véhicule de tête V1TA est de gauche à droite pour la section supérieure et de droite à gauche pour la section inférieure, les deux bords droits des sections étant sensées se rejoindre.
Dans la figure, les nombres 1 à 12 qui apparaissent après la lettre V dans le repérage des véhicules correspondent au rang d'un véhicule par rapport au premier véhicule (véhicule de tête V1). Chaque véhicule est également repéré par un suffixe, inscrit après le nombre précité, en fonction du type d'équipement dont il dispose pour traiter les messages d'alarme, comme suit : TA: initiateur de premier message d'alarme, RT: récepteur et retransmetteur sélectif de message d'alarme et RE: récepteur seulement de message d'alarme.
Dans l'exemple, on suppose que le véhicule de tête V1TA a détecté une condition de transmission d'alarme. Comme expliqué précédemment, il peut s'agir d'une réponse automatique à un paramètre de fonctionnement (détection de freinage avec ABS, détection de choc, etc.) ou d'une réponse à un acte volontaire du conducteur (commutation des essuie-glaces en mode rapide, mise en marche des feux de détresse, feux anti-brouillard, etc.). Le message d'alarme peut également avoir pour origine la réception par le véhicule V1TA d'une information provenant d'un poste fixe sur la route, par exemple une balise indiquant un ralentissement nécessaire.
Par ailleurs, la transmission ou la retransmission du message d'alarme comprend d'une part l'activation des feux de détresse, ce qui constitue une transmission optique, et d'autre part la transmission par voie hertzienne du message. Dans ce qui suit, on ne considérera que l'aspect de la transmission par voie hertzienne, étant établi que tous les véhicules qui transmettent ou retransmettent le message d'alarme activent également leurs feux de détresse
Le message d'alarme est transmis par l'antenne d'émission 18 du véhicule initiateur V1TA de manière que sa portée soit accentuée vers l'arrière, comme expliqué précédemment, c'est-à-dire vers les véhicules V2-V12 qui suivent.
La fréquence et le protocole de transmission sont ici sélectionnés pour correspondre aux normes d'échange de messages de télépéage, par exemple conformément à la norme ISO 14906 déjà décrite par référence à la figure 5. De cette manière, le message d'alarme peut être intercepté par tout véhicule disposant d'une carte de télépéage conformément au premier mode de réalisation (figures 3 et 4).
Dans l'exemple, les messages d'alarme sont structurés conformément au protocole représenté à la figure 5 (composantes 50 et 52). Selon le degré d'élaboration du système, le message peut comprendre en outre une composante 53 (représenté par des pointillés) contenant des informations telles que le type d'incident. Cette composante 53 peut être structurée de la même manière que le message "set.req." de la norme ISO4096 précitée. La composante 53 comprend également un espace pour un champ numérique dans lequel est inscrit un nombre variable n qui correspond au nombre de retransmissions dont le message d'alarme a fait l'objet.
Pour des raisons de simplification, la portée de la transmission hertzienne, qu'il s'agisse de la première transmission ou d'une retransmission, est considérée comme étant toujours la même, depuis l'antenne de transmission ou de retransmission. Cette portée est représentée dans la figure 7 par la longueur d'une flèche P dont la base établit le point de départ de la transmission ou de la retransmission et la pointe marque la limite de sa couverture. Le numéro qui suit le "P" désigne le numéro de repère du véhicule émetteur du signal ayant la portée considérée.
La chaíne de transmission et de retransmission de l'exemple de la figure 7 s'analyse comme suit.
La chaíne débute lorsque le véhicule V1TA émet un message d'alarme à un point 0 du tronçon 94, qui servira de point de référence. La portée P1 de cette transmission hertzienne, limitée à la distance dl du point de référence 0, fait que le message est reçu par les deux véhicules V2RT et V3RE qui suivent immédiatement derrière, et par ces véhicules seulement.
Parmi ces deux véhicules V2RT et V3RE, seul le premier (V2RT) est équipé pour effectuer une retransmission sélective. L'autre véhicule V3RE peut être doté simplement d'une carte de télépéage, lui permettant seulement de recevoir le message d'alarme.
Dans l'exemple, lorsqu'il s'agit d'une première transmission de message (ici par le véhicule V1TA), le champ numérique de nombre n de transmissions ou de retransmissions est laissé absent. Cette absence se justifie car d'une part le champ numérique n'est pas strictement nécessaire pour une transmission initiale et d'autre part la transmission d'un tel champ aura tendance à allonger le temps total de son élaboration, de sa transmission et de son analyse. Or, les véhicules les plus immédiatement concernés par le message d'alarme sont ceux qui se trouvent dans la zone de portée P1, pour laquelle il est particulièrement important de limiter ce temps total autant que possible.
En recevant le message d'alarme, l'unité centrale 64 du véhicule V2RT va déterminer s'il y a lieu ou pas de le retransmettre vers des véhicules plus en aval. A cette fin, l'unité 64 exécute une routine qui sera décrit par référence à l'organigramme de la figure 8.
Au début 100 de cette routine, l'unité centrale 64 est en phase d'attente de message d'alarme reçu sur l'antenne 60 du récepteur hyperfréquence 62 (étape 102).
Dès réception d'un message d'alarme, l'unité centrale va commander en premier lieu le fonctionnement des moyens d'alarme pour le conducteur du véhicule, par exemple au moyen de l'afficheur multifonction 70 (étape 104). Si le message comporte une composante 53 (figure 5) permettant l'identification du type de message d'alarme (freinage d'urgence, ralentissement à prévoir, changement soudain de conditions climatiques, etc), l'information liée à ce type de message sera également fournie au conducteur au moyen de l'afficheur 74 et/ou du synthétiseur de parole 76.
Ensuite, l'unité centrale 64 charge des données qui lui permettront d'évaluer la nécessité de retransmettre le message d'alarme venant d'être reçu. De manière générale, ces données sont de nature à permettre d'estimer la distance totale que doit parcourir le message d'alarme depuis son point départ 0. Dans l'exemple, cette distance est évaluée sur la base de la vitesse de la circulation et éventuellement du type de voie empruntée.
La vitesse de la circulation est considérée comme étant égale à celle du véhicule ayant reçu le message. Elle est donc obtenue directement en lisant les données du capteur tachymétrique 92 de ce véhicule (étape 106).
La nature de la voie empruntée est déterminée au moyen du système de navigation par satellite 24. Comme expliqué précédemment, celui-ci détecte la position instantanée du véhicule et reporte cette information sur une carte routière contenue en mémoire. La carte contient pour chaque voie routière, ou pour chaque tronçon de voie, une identification de sa nature : route nationale ou départementale, voie en région urbaine, voie rapide, autoroute, zone accidentée, etc. Cette identification est lue par l'unité centrale 64 (étape 108).
A partir des informations lues aux étapes 106 et 108, l'unité central 64 va établir sa propre estimation du nombre de fois N qu'il est nécessaire de retransmettre le message depuis son origine (étape 110). Ce nombre N est en rapport avec la portée P de chaque retransmission par voie hertzienne. Plus la distance qu'il sera jugé nécessaire de faire porter le message depuis le véhicule initiateur V1TA sera grande, plus le nombre de retransmissions N jugées nécessaires sera élevé.
Plusieurs critères peuvent être utilisés pour cette évaluation de distance. Dans l'exemple, l'unité centrale 64 est prévue pour estimer un nombre de retransmissions nécessaires N qui :
  • augmente avec la vitesse de la circulation,
  • est automatiquement rendu plus élevé si la composante du message 53 (éventuellement présente) indique un accident ou un freinage d'urgence, et
  • augmente d'autant plus que la vitesse de la circulation est faible par rapport aux vitesses normalement pratiquées sur le tronçon, tels que déterminées à partir du moyen de navigation par satellite 24.
Une fois cette valeur N évaluée, l'unité centrale 64 entame une procédure visant à déterminer si le message d'alarme venant d'être reçu a déjà retransmis au moins N fois.
On remarquera que ce nombre N de retransmissions nécessaires peut être déterminé seulement lorsqu'un message d'alarme est reçu, ou périodiquement à tout moment. Dans ce dernier cas, chaque nouvelle valeur de N est actualisée et gardée en mémoire. Une telle disposition peut être avantageuse au niveau d'un gain de temps de calcul durant la phase critique de retransmission.
A cette fin, l'unité centrale 64 cherche d'abord la présence dans le message d'alarme d'un champ numérique indiquant le nombre de retransmissions dont celui-ci a déjà fait l'objet (étape 112).
Dans le cas du véhicule V2RT de la figure 7, ce champ est vide, s'agissant d'une première transmission. L'unité centrale 64 établit alors que le nombre n de retransmissions déjà effectuées est égal à 0 (étape 114).
Ensuite, l'unité centrale 64 détermine si ce nombre n est inférieur au nombre N de retransmissions nécessaires (étape 116). On supposera que tel est le cas. En effet, s'agissant du véhicule qui suit immédiatement le véhicule initiateur V1TA, le nombre N ne sera égal à 0 que dans des situations particulières (par exemple en circulation lente sur une petite voie en milieu urbain).
L'unité centrale 64 procède alors à comptabiliser cette retransmission, ce qui consiste dans ce cas de faire passer la valeur de n de 0 à 1 (étape 118). Cette nouvelle valeur n = 1 est inscrite dans le champ de nombre de retransmissions, qui sera ajouté au message d'alarme au niveau de la composante 53 (étape 120).
Le message d'alarme avec le champ de nombre de retransmissions est alors retransmis (étape 122) et la procédure de retransmission se termine (étape 124).
Dans l'exemple de la figure 7, la retransmission par le véhicule V2RT étend la portée du message d'alarme depuis son point d'origine 0 à une distance d2 (flèche P2). Cela permet au message d'être reçu par le véhicule V4RT, qui est équipé de moyens de retransmission tout comme le véhicule V2RT.
A la réception du message retransmis par le véhicule V4RT, l'unité centrale 64 du véhicule V4RT exécutera les étapes 100 à 124 de la routine d'évaluation de la nécessité de retransmettre (figure 8).
L'exécution des étapes 100 à 112 s'effectuera alors au niveau du véhicule V4RT comme décrit précédemment. Toutefois, la présence cette fois du champ numérique du nombre n de retransmissions déjà effectuées fera que l'étape 114 de mise à zéro de ce nombre sera omise. Le nombre n restera donc égal à 1 à l'étape 116.
On suppose que l'unité centrale 64 du véhicule V4RT estime que le nombre N de retransmissions nécessaires est supérieur à 1. De la sorte, la valeur n est incrémentée d'une unité (mettant n égal à 2) (étape 118), le champ numérique est mis à jour avec la nouvelle valeur de n (étape 120) et le message d'alarme est retransmis avec le champ mis à jour (étape 122).
Cette deuxième retransmission du message d'alarme par le véhicule V4RT étend ainsi la portée du message d'origine à la distance d4 (flèche P4), permettant à ce dernier d'atteindre en outre les véhicules V5RT, V6RT et V7RE.
Ces deux premiers véhicules V5RT et V6RT sont équipés de moyens de retransmission de messages identiques à ceux des véhicules V2RT et V4RT. Dans ce cas, chacun des véhicules V5RT et V6RT retransmet le même message suivant les étapes 100 à 124 de la routine d'évaluation de la nécessité de retransmettre. On suppose que chacun des véhicules V5RT et V6RT estime qu'il a lieu de retransmettre le message qu'ils ont reçu. Les messages retransmis des deux véhicules V5RT et V6RT comportent alors chacun la valeur n = 3 dans le champ numérique.
Dans ce cas de figure, on constate que la zone de portée P5 de la retransmission hertzienne du véhicule V5RT, limitée à la distance d5, est entièrement couverte par les retransmissions des véhicules V4RT et V6RT. Toutefois, une telle redondance n'est nullement gênante et permet au contraire d'offrir une sécurité dans la chaíne des retransmissions.
La troisième retransmission du message d'alarme atteint la limite d6 de la portée P6 du véhicule V6RT. Elle est détectée par les trois véhicules V7RE, V8RE et V9RT situés derrière le véhicule V6RT. On note que parmi ces trois véhicules, les deux premiers (V7RE et V8RE) sont équipés seulement pour recevoir le message retransmis, étant par exemple chacun pourvus d'un récepteur sous forme de carte de télépéage.
A la réception de la troisième retransmission du message d'alarme, le véhicule V9RT, étant équipé en retransmission, exécute la routine précitée de détermination de la nécessité de retransmettre (figure 8). On suppose que l'unité centrale 64 du véhicule V9RT estime que le nombre N de retransmissions nécessaires est égal à 4 (étape 110). Suivant les étapes 118 à 124 (figure 8), le véhicule V9RT va donc retransmettre le message d'alarme. Le nombre n dans le champ numérique passera alors de 3 à 4.
Cette quatrième retransmission, dont la portée P9 permet d'atteindre la distance cumulée d9 depuis le véhicule V1TA initiateur du message, est détectée par les deux véhicules V10RE et V11RT qui suivent. Parmi ces derniers, seul le véhicule V11RT est équipé pour permettre une éventuelle retransmission, le véhicule V10RE étant seulement équipé en tant que récepteur.
A la réception de la quatrième retransmission de message d'alarme, le véhicule V11RT exécute à son tour la routine de détermination de la nécessité de retransmettre selon la figure 8. Dans l'exemple, l'unité centrale 64 du véhicule V11RT estime à l'étape 110 que le nombre N de retransmissions nécessaires est aussi égale à 4. L'unité établira alors à l'étape 116, en lisant la valeur n = 4 dans le champ numérique de retransmissions, que le message d'alarme a déjà été transmis quatre fois, et qu'il n'est donc plus nécessaire de le retransmettre. La procédure de retransmission sera alors interrompue (étape 126) à la suite de l'étape 116. Le champ numérique de retransmissions ne sera alors pas incrémenté et le message ne sera pas retransmis.
De la sorte, le véhicule V12RE, jugé trop éloigné du véhicule V1TA pour être concerné par le message d'alarme, ne recevra pas ce message.
Ainsi, la procédure de retransmissions comptabilisées du messages d'alarme a permis dans l'exemple de la figure 7 de relayer le message depuis le véhicule initiateur V1TA bien au-delà de la portée P1 de la transmission hertzienne permise par ce véhicule, jusqu'à une distance d9 à partir du point de référence 0. De ce fait, le message d'alarme a pu être communiqué non seulement aux véhicules V2RT et V3RE l'ayant reçu directement du véhicule initiateur V1TA, mais aussi aux véhicules V4RT à V11RT.
Cependant, la limitation du nombre de retransmissions fait que le message d'alarme est transmis jusqu'à des limites de portée raisonnables et adaptées de manière dynamique aux conditions de circulation telles que perçues et évaluées au niveau des véhicules retransmetteurs.
On comprendra que les différents modes de réalisation présentés permettent de nombreuses variantes tout en restant dans le cadre de la présente invention.
Par exemple, il est clair qu'un véhicule pourrait être éventuellement équipé seulement en tant que véhicule initiateur de messages, ou seulement en tant que retransmetteur de messages d'alarme.
Par ailleurs, on peut envisager aisément une variante selon laquelle le véhicule initiateur de message d'alarme transmet avec son message le champ numérique du nombre n précité (par exemple en mettant n = 0) afin de garder la même structure de message tant pour la transmission que pour la retransmission du message.
On notera que l'invention peut être mise en oeuvre avec toutes les combinaisons possibles de différents nombres de paramètres surveillés (détection de choc, de freinage avec ABS, etc.) pour déterminer l'apparition d'une condition d'alarme. Elle permet également de gérer d'autres paramètres que ceux cités dans les exemples, ceux-ci étant établis en fonction des besoins en matière de sécurité, des conditions d'utilisation du système et de facteurs économiques.
En ce qui concerne l'évaluation du nombre N de retransmissions nécessaires, il est possible d'envisager en variante que ce nombre soit évalué une seule fois, suivant par exemple la procédure de la figure 8 et sur la base des mêmes critères. Cette unique évaluation du nombre N pourra être réalisée par le premier véhicule retransmetteur (V2RT dans la figure 7) ou par le véhicule (V1TA) initiateur du message. Le champ numérique pourra alors comporter à la fois le nombre N des retransmissions nécessaires et le nombre n de retransmissions déjà effectuées. Cette disposition serait envisageable s'il en résultait une économie sensible de temps de calcul dans une chaíne de retransmission de messages.
Enfin, le contenu du message d'alarme transmis ou retransmis peut incorporer toutes sortes de données en fonction du protocole de communication établi. Ces données peuvent être prises en compte sélectivement par les véhicules qui les reçoivent. Par exemple un véhicule équipé d'un appareil de réception ne pouvant communiquer, en tant qu'interface homme-machine, qu'une gamme limitée de messages, tel le cas d'une carte de télépéage, pourra ignorer certaines des données qui lui seront superflues.

Claims (27)

  1. Dispositif de communication de messages d'alarme entre véhicules (10A, 10B) permettant de transmettre un signal d'alarme (50, 52, 53) depuis des moyens de transmission (5) d'un véhicule émetteur (10A) vers au moins un véhicule récepteur (10B) par une liaison hertzienne sous le contrôle d'une unité de gestion (64), caractérisé en ce que la liaison hertzienne est réalisée par des moyens de transmission (80, 82) permettant une portée de transmission optimisée vers l'arrière, relativement au sens normal de déplacement du véhicule émetteur (10A).
  2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de transmission (5) transmettent le message d'alarme (50, 52, 53) sous une forme apte à pouvoir être reçu, au niveau d'un véhicule récepteur (10B), par un moyen de réception (30) non spécifiquement prévu pour recevoir ledit message d'alarme.
  3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen de réception non spécifiquement prévu pour recevoir le message d'alarme est une carte de télépéage (30).
  4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'unité de gestion (64) organise la structure du message d'alarme transmis (50, 52, 53) selon un protocole de communication basé sur un protocole établi de communication de messages de télépéage.
  5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la fréquence de transmission des messages par voie hertzienne se situe dans la gamme des hyperfréquences, cette fréquence étant par exemple de 5,8 GHz.
  6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens de retransmission (65), associés à un véhicule retransmetteur (V2RT, V4RT, etc), pour retransmettre par voie hertzienne un message (50, 52, 53) reçu, avec une portée de transmission optimisée vers l'arrière relativement au sens normal de déplacement du véhicule retransmetteur, afin d'accroítre la portée du message d'alarme.
  7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de retransmission (65) comprennent des moyens (64) pour comptabiliser les retransmissions de messages d'alarme (50, 52, 53) et pour limiter ces retransmissions à un nombre limite N déterminé selon la portée à accorder au message d'alarme reçu.
  8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le nombre limite N est déterminé par les moyens de retransmission (65) de manière dynamique en fonction des conditions de circulation.
  9. Dispositif selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que les moyens de comptabilisation comprennent : des moyens (64) de lecture et d'inscription d'une variable n dans le message retransmis (50, 52, 53), où n correspond au nombre de retransmissions de message réalisées, et des moyens (64) pour incrémenter cette variable lors d'une retransmission.
  10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que les moyens de retransmission (65) retransmettent un message d'alarme sous la condition que la variable n indique que le nombre de retransmissions de ce message déjà effectuées est inférieur au nombre limite N de retransmissions déterminé par ces moyens de retransmission.
  11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que les moyens de transmission (5) et/ou les moyens de retransmission (65) coopèrent avec un système de navigation, tel qu'un système de navigation par satellite (24, 26), de manière à pouvoir identifier la nature de la voie empruntée par le véhicule auquel ces moyens sont associés.
  12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que les moyens de transmission (5) transmettent un message d'alarme lorsqu'ils déterminent que la vitesse du véhicule auquel ces moyens sont associés est inférieure à une vitesse seuil établie en fonction de la nature de la voie empruntée, déterminée à partir du système de navigation (24, 26).
  13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 à 12, caractérisé en ce que le nombre limite N de retransmissions est déterminé à partir d'au moins l'un des paramètres parmi :
    le contenu du message transmis,
    la vitesse de la circulation,
    la nature de la voie empruntée, et
    les conditions de circulation (jour/nuit, intempéries, etc.).
  14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que le nombre limite N de retransmissions est déterminé à partir d'au moins la nature de la voie empruntée, celle-ci étant déterminée au moyen d'un système de navigation (24, 26).
  15. Utilisation d'une carte de télépéage (30) en tant que moyen récepteur de messages d'alarme dans un dispositif de communication entre véhicules selon l'une quelconque des revendications 1 à 14.
  16. Utilisation, dans un dispositif de communication entre véhicules, de messages d'alarme structurés selon un protocole basé sur un protocole prévu pour la collecte électronique de péages.
  17. Procédé de communication de messages d'alarme entre véhicules (10A, 10B) permettant de transmettre un signal d'alarme (50, 52, 53) depuis des moyens de transmission (5) d'un véhicule émetteur (10A) vers au moins un véhicule récepteur (10B) par une liaison hertzienne sous le contrôle d'une unité de gestion (64), caractérisé en ce que l'on réalise la liaison hertzienne avec une portée de transmission optimisée vers l'arrière, relativement au sens normal de déplacement du véhicule émetteur (10A).
  18. Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce que l'on transmet le message d'alarme (50, 52, 53) sous une forme apte à pouvoir être reçu, au niveau d'un véhicule récepteur (10B), par un moyen de réception (30) non spécifiquement prévu pour recevoir ledit message d'alarme.
  19. Procédé selon la revendication 18, caractérisé en ce que le moyen de réception non spécifiquement prévu pour recevoir le message d'alarme est une carte de télépéage (30).
  20. Procédé selon la revendication 19, caractérisé en ce que l'on organise la structure du message d'alarme transmis (50, 52, 53) selon un protocole de communication basé sur un protocole établi de communication de messages de télépéage.
  21. Procédé selon l'une quelconque des revendications 17 à 20, caractérisé en ce qu'il comprend en outre la retransmission par voie hertzienne, au niveau d'un véhicule retransmetteur (V2RT, V4RT, etc), d'un message (50, 52, 53) reçu, avec une portée de transmission optimisée vers l'arrière relativement au sens normal de déplacement du véhicule retransmetteur, afin d'accroítre la portée du message d'alarme.
  22. Procédé selon la revendication 21, caractérisé en ce que l'on comptabilise les retransmissions de messages d'alarme (50, 52, 53) et pour limiter ces retransmissions à un nombre limite N déterminé selon la portée à accorder au message d'alarme reçu.
  23. Procédé selon la revendication 22, caractérisé en ce que le nombre limite N est déterminé de manière dynamique en fonction des conditions de circulation.
  24. Procédé selon l'une quelconque des revendications 22 ou 23, caractérisé en ce que la comptabilisation s'effectue au moyen d'une variable n dans le message retransmis (50, 52, 53), cette variable étant incrémentée lors d'une retransmission.
  25. Procédé selon la revendication 24, caractérisé en ce que l'on retransmet un message d'alarme sous la condition que la variable n indique que le nombre de retransmissions de ce message déjà effectuées est inférieur au nombre limite N de retransmissions
  26. Procédé selon l'une quelconque des revendications 16 à 25, caractérisé en ce que l'on détermine la nature de la voie empruntée au moyen d'un système de navigation, tel qu'un système de navigation par satellite (24, 26) et en ce que l'on transmet un message d'alarme lorsque la vitesse de circulation est inférieure à une vitesse seuil établie en fonction de la nature de la voie empruntée ainsi déterminée.
  27. Procédé selon l'une quelconque des revendications 22 à 26, caractérisé en ce que le nombre limite N de retransmissions est déterminé à partir d'au moins l'un des paramètres parmi :
    le contenu du message transmis,
    la vitesse de la circulation,
    la nature de la voie empruntée, et
    les conditions de circulation (jour/nuit, intempéries,etc.).
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