FR2743655A1 - Procede et dispositif de guidage d'un vehicule routier - Google Patents

Abstract

Ce procédé de guidage d'un véhicule routier, reposant sur la détermination de la position instantanée du véhicule, sur l'optimisation d'un itinéraire permettant d'atteindre une destination choisie, et sur l'indication en temps réel de la direction à suivre pour respecter cet itinéraire, est caractérisé en ce que le calcul de l'itinéraire à suivre comporte une phase prenant en compte les voies principales de circulation, de manière à déterminer un itinéraire optimisé par rapport à ces voies principales, et au moins une phase prenant en compte les voies secondaires de circulation, de manière à déterminer un itinéraire optimisé d'un point de départ jusqu'au réseau principal, et du réseau principal jusqu'à la destination. Le dispositif adapté pour mettre en oeuvre le procédé est caractérisé en ce qu'il comporte, connectés à une unité de calcul (16), un module de localisation (11), un support de mémoire (12) contenant des bases de données de guidage, un ou plusieurs dispositifs de commande (13, 14) permettant de réaliser la programmation de la destination, un dispositif (15) de présentation des informations de guidage à l'utilisateur.

Description

La présente invention se rapporte au domaine technique de l'aide à la navigation des véhicules routiers. Plus précisément, cette invention concerne un procédé de guidage d'un véhicule routier, reposant sur la détermination de la position instantanée du véhicule, sur l'optimisation d'un itinéraire permettant d'atteindre une destination choisie, et sur l'indication en temps réel de la direction à suivre pour respecter cet itinéraire.

On connaît dans l'état de la technique, des systèmes de guidage offrant la possibilité de saisir une destination, d'effectuer un calcul d'itinéraire, et de donner des indications de guidage au niveau des carrefours rencontrés, et ce jusqu'à la destination finale.

Certaines réalisations connues proposent également l'affichage, sur un fond de carte orientable, du trajet calculé, et le calcul automatique d'un nouvel itinéraire à partir de la détection par le système que le véhicule a été dérouté de l'itinéraire initialement indiqué.

L'architecture d'un système connu comportant ces fonctionnalité peut être autonome, la base de données nécessaire étant contenue dans le système embarqué, comme dans le système appelé CARI N , ou dépendante d'une infrastructure, par exemple de balises situées en bord de voie et émettant des informations de cartographie, comme dans le cas du système EUROSCOUT , ou d'un radiotéléphone permettant la réception dans le véhicule d'informations de cartographie transmises, comme c'est le cas pour un autre système connu.

Toutefois, les systèmes proposés jusqu'à présent comportent un certain nombre d'inconvénients.

Parmi les systèmes de guidage utilisant une base de données décrivant le réseau routier, on trouve la famille des systèmes à base de données exhaustive, qui sont coûteux, du fait de leurs besoins en matériel: un lecteur de CD-ROM, beaucoup de mémoire vive, et un calculateur puissant pour gérer toutes ces données. On trouve également des systèmes à base de données simplifiée, qui sont moins coûteux, mais proposent une prestation limitée, puisqu'ils ne sont capables que d'un guidage vers un noeud principal du réseau routier.

Un exemple spécifique d'un tel système à base de données simplifiée est décrit dans le document EP-A0.595.685. Ce document décrit un dispositif de guidage d'un véhicule utilisant une localisation peu précise, de l'ordre de 100 mètres, par satellites GPS ("Global Positioning System"), qui se contente d'une base de données du réseau routier non exhaustive, décrivant le plan de circulation d'une manière simplifiée. Ce système guide l'utilisateur sur ce réseau de noeud en noeud, jusqu'au dernier noeud appartenant à la destination programmée. Toutefois, en considérant la faible précision du module de localisation, ce procédé limite le type de destinations susceptibles d'être atteintes aux agglomérations, ainsi qu'aux lieux et sites remarquables contenant des noeuds du réseau, mais en excluant notamment le guidage vers une rue particulière.

Une seconde série de limitations concerne la qualité du guidage du véhicule et des indications associées.

En premier lieu, le guidage dans les carrefours complexes n'est pas satisfaisant, aussi bien d'un point de vue ergonomique et de sécurité que du point de vue de l'efficacité du guidage. En effet, le guidage s'appuie sur des informations géométriques: pour les carrefours complexes, la géométrie du carrefour est présentée au conducteur notamment sous une forme lacunaire et stylisée, sur un écran, avec une indication de la progression du véhicule. Cependant, ces indications correspondent à une vue aérienne du carrefour, que le conducteur peut avoir du mal à interpréter, ce qui le conduit à faire des erreurs de cheminement. En outre, un carrefour complexe est constitué par une succession de bifurcations enchaînées, ce qui fait que la succession des annonces et des affichages par le système n'est pas suffisamment précise pour éviter les confusions.Les inconvénients qui peuvent en résulter sont évidents: une erreur de cheminement dans un carrefour complexe peut conduire sur une voie rapide voire une autoroute, ce qui impose un détour important ou bien génère des manoeuvres dangereuses pour éviter le détour, telles que des marches arrière sur des bretelles d'accès.

D'autre part, le guidage proposé le long d'itinéraires composés de carrefours simples est au contraire trop détaillé: les messages de guidage sont trop nombreux et inutiles, pouvant amener à un rejet du système par le conducteur.

En second lieu, les systèmes existants comportent des insuffisances en ce qui concerne le choix de l'itinéraire luimême. En effet, ils déterminent un itinéraire en utilisant un ensemble de critères tels que la distance à parcourir, la vitesse permise, ou les péages à payer, critères parmi lesquels le conducteur fixe ses priorités. Or les données pour calculer l'itinéraire en utilisant ces critères sont contenues dans la mémoire du système, et ne sont pas mises à jour en fonction des aléas externes, comme l'annonce d'un bouchon sur un axe, ou un message temporaire de sécurité routière ou d'aménagement de circulation, disponible sur un panneau d'affichage ou à la radio.

De ce fait, I'invention a pour but de proposer un procédé et un dispositif permettant de remédier à l'ensemble des inconvénients précités.

En particulier, la présente invention se propose d'étendre à tout type de destination, y compris une adresse dans une rue, le guidage sur réseau simplifié sur un réseau routier, tout en utilisant un dispositif de guidage à faible coût.

Un autre but de l'invention est de proposer un système ayant une bonne ergonomie d'utilisation, aussi bien pour le guidage vers des noeuds principaux d'un réseau routier que pour des axes secondaires ou des rues de ville.

A cet effet, I'invention concerne un procédé de guidage d'un véhicule routier, reposant sur la détermination de la position instantanée du véhicule, sur l'optimisation d'un itinéraire permettant d'atteindre une destination choisie, et sur l'indication en temps réel de la direction à suivre pour respecter cet itinéraire, caractérisé en ce que le calcul de l'itinéraire à suivre comporte une phase prenant en compte les voies principales de circulation, de manière à déterminer un itinéraire optimisé par rapport à ces voies principales, et au moins une phase dite de guidage à vol d'oiseau ou guidage à la boussole , sur les voies secondaires de circulation, consistant simplement en l'indication en temps réel de la position d'un point à rejoindre représentée sous la double forme d'une direction relative au cap instantané du véhicule et de la distance à vol d'oiseau entre la position instantanée du véhicule et le point à atteindre, ce point pouvant être un carrefour du réseau principal ou, en phase finale, la destination à atteindre elle-même. Avantageusement, tout au long des diverses phases de guidage, une information de distance restante (à vol d'oiseau ou le long de l'itinéraire) et une information du cap de la destination peut être présentée de façon additionnelle.

Selon d'autres caractéristiques du procédé de guidage selon l'invention: le calcul de l'itinéraire comporte une phase de guidage rue par rue à partir d'un point de départ jusqu'au point le plus proche du réseau principal, et une phase de guidage rue par rue entre le noeud du réseau principal le plus proche de la destination, et la destination. Avantageusement, la phase de guidage rue par rue du point de départ jusqu'au réseau principal et du dernier noeud du réseau principal jusqu'à la destination utilise une information de distance restante et une information du cap de la destination.

En outre, la phase de guidage sur les axes du réseau principal est basée sur un guidage directionnel au niveau d'une pluralité de carrefours complexes placés aux intersections de ces axes, et le guidage directionnel au niveau des carrefours complexes est combiné à un guidage non intrusif basé sur l'indication des seuls changements de routes.

De préférence, le guidage dans les carrefours complexes utilise les deux noms des directions correspondant à l'axe à emprunter, le nom de cet axe, et une indication d'une direction globale à emprunter, exprimée de façon angulaire par rapport à l'axe longitudinal du véhicule, et entre deux carrefours complexes, la seule indication de guidage est le nom ou la nomenclature routière de la route courante. Avantageusement, les indications de guidage au niveau des carrefours complexes où l'arrivée se fait sur plusieurs files, sont complétées par des annonces préliminaires aptes à assurer un positionnement correct par rapport à ces files. Les messages peuvent avantageusement faire référence aux ouvrages routiers pour une meilleure compréhension par l'utilisateur, par exemple: serrer à gauche pour prendre l'autopont .

L'invention concerne également un dispositif de guidage, adapté notamment pour la mise en oeuvre du procédé de guidage mentionné plus haut, et caractérisé en ce qu'il comporte, connectés à une unité de calcul, un module de localisation, un support de mémoire contenant des bases de données de guidage, un ou plusieurs dispositifs de commande permettant de réaliser la programmation de la destination, et un dispositif de présentation des informations de guidage à l'utilisateur.

De préférence, la base de données de guidage comporte une première base de données correspondant aux voies principales de circulation, et une seconde base de données correspondant à des voies secondaires, ces bases de données étant éventuellement simplifiées, et stockées sous une forme comprimée présentant un faible encombrement en mémoire.

L'invention sera mieux comprise en se référant à la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif et aux dessins ci-annexés, dans lesquels:
- la figure 1 représente de façon schématique une destination à atteindre, à l'écart d'un réseau routier principal;
- la figure 2 représente de façon schématique le principe de la programmation à l'aide d'une adresse de la destination, utilisant le dispositif de navigation selon l'invention;
- la figure 3 représente de façon schématique la phase de programmation à l'aide d'une carte de la destination, utilisant le dispositif et le procédé de navigation selon l'invention;
- la figure 4 représente de façon schématique un exemple de guidage à proximité de la destination, utilisant le procédé selon l'invention;;
- la figure 5 représente un schéma de principe de l'architecture d'un dispositif de navigation apte à mettre en oeuvre le procédé selon l'invention.

- la figure 6 représente la séquence d'affichage de messages par le dispositif de navigation, lors de l'accrochage et de la traversée d'un carrefour.

Le principe sous-jacent du procédé et du dispositif de guidage selon l'invention consiste à structurer la base de données des axes routiers en deux niveaux distincts, en utilisant de préférence deux bases de données distinctes: une première base de données contenant les informations simplifiées du réseau routier principal, et une seconde base de données contenant les destinations finales sous forme simplifiée.

La première base de données ou le premier niveau permet le calcul d'un itinéraire et le guidage à partir d'un noeud initial de l'itinéraire calculé sur ce réseau, proche du point de départ, jusqu'à un noeud final de l'itinéraire sur ce réseau, proche de l'arrivée. La seconde base de données permet la programmation des destinations et le guidage final du dernier noeud du réseau vers la destination. L'invention prévoit en outre plusieurs modes de programmation et de guidage vers la destination, en fonction des bases de données de guidage utilisées.

Selon l'invention, les deux bases de données de guidage sont de préférence simplifiées grâce à l'utilisation d'un module de localisation absolue par satellites ou par balises terrestres, ne nécessitant pas de données cartogra phiques complémentaires pour le calcul des positions, contrairement à la technique connue de recalage sur carte numérique vectorisée, dite de map-matching .

Par ailleurs, le procédé de guidage final est tel qu'il permet de guider l'utilisateur même vers une destination donnée sous forme d'adresse dans une rue particulière, et ce malgré la précision du module de localisation qui n'est que de l'ordre d'une centaine de mètres.

L'avantage est que l'on mémorise dans le système uniquement le minimum d'informations nécessaires à chacune des étapes (programmation de la destination, calcul d'itinéraire, guidage sur le réseau routier simplifié, et guidage final vers la destination), tout en préservant l'universalité des choix de destinations possibles.

En particulier, la base de données des rues servant à la programmation de la destination peut être stockée sous une forme comprimée. Lorsqu'on s'en sert, on décompresse momentanément les données de la zone souhaitée en mémoire vive. Puis on peut libérer cette mémoire lorsque le système procède au guidage proprement dit. De plus, comme cette base des rues ne sert pas au guidage proprement dit, elle n'a pas besoin d'être organisée en réseau, mais peut simplement être représentée comme des listes de noms de rues ou de nomenclatures.

On arrive ainsi à une prestation de guidage simplifiée, moins coûteuse mais néanmoins efficace.

Le réseau principal peut être établi en prenant compte d'une part les voies de circulation principales (autoroutes, routes nationales et départementales), et d'autre part, dans les agglomérations, le réseau principal s'appuie sur les schémas de circulation connus tels qu'établis par les villes ou les administrations.

Pour prendre en compte les voies de circulation principales, on s'appuie sur des fléchages d'itinéraires empruntant ces voies, tels qu'établis par les administrations pour indiquer les itinéraires recommandés. Ces fléchages utilisent de façon connue les noms des localités voisines ou de pôles urbains distants plus importants.

A titre d'exemple de réseau principal au sens de l'invention, on peut citer le réseau principal de circulation de la région parisienne, qui comporte environ 900 à 1000 intersections d'axes retenus dans le réseau principal.

La base de données étant correctement structurée en deux niveaux, le procédé de guidage prévoit de calculer un itinéraire qui s'appuie sur le réseau de circulation principal, de sorte que l'itinéraire qui en résulte comprenne une phase de guidage initial à vol d'oiseau jusqu'au réseau principal, suivie d'une phase de guidage intermédiaire sur le réseau principal, et enfin d'une phase de guidage à vol d'oiseau final jusqu'à la destination.

Bien entendu, en fonction du point de départ et de la destination, une ou plusieurs de ces étapes peuvent être rendues inutiles. Cependant la présente description est faite dans le cadre du problème le plus général à résoudre, dans lequel ni le point de départ ni la destination ne correspondent à un point du réseau principal. Un exemple de réseau principal 1 comportant des noeuds 2 est représenté en figure 1, montrant également une destination 3 à l'écart du réseau routier principal 1.

Le procédé selon l'invention permet d'atteindre des destinations 3 différentes des noeuds 2 du réseau principal 1, et l'itinéraire est alors décrit, hormis les phases de départ et d'arrivée, par une succession de routes nomenclaturées (A pour les autoroutes, N pour les nationales), ou une succession de rues principales pour les agglomérations (figure 2), y compris la rue 20 contenant le cas échéant la destination 3.

Le guidage sur les axes du réseau principal 1 est basé sur un guidage directionnel au niveau des carrefours principaux, et en particulier des carrefours complexes de ces axes, combiné de préférence à un guidage non intrusif basé sur l'indication de changements de direction. Ces méthodes sont expliquées plus en détail ci-dessous.

Les carrefours complexes, dans lesquels le guidage de type géométrique est difficilement exploitable comme indiqué plus haut, sont notamment des carrefours urbains présentant des entrées ou des sorties vers des voies rapides.

A titre d'exemple, on peut considérer que dans la région parisienne, il y a une centaine de carrefours complexes, comme par exemple ceux de la Porte de Bercy, de la Porte de la Chapelle, ou le carrefour du Pont de Sèvres.

Dans un tel carrefour, I'invention prévoit un guidage utilisant les deux noms des directions correspondant à l'axe à emprunter, le nom de cet axe, et éventuellement une indication d'une direction globale à emprunter, exprimée de façon angulaire ou graphique par rapport à l'axe longitudinal du véhicule: par exemple tout droit vers l'avant, 45 à droite, etc... Bien entendu, cette indication de direction globale est constamment mise à jour en fonction des rotations du véhicule autour d'un axe vertical.

Une telle indication d'une direction globale utilisée au niveau des carrefours complexes permet de limiter le nombre de routes pouvant à priori correspondre à l'axe de sortie du carrefour qui est visé, le choix final de cet axe de sortie étant confirmé par la présence des panneaux de signalisation routière correspondants aux noms de direction ou d'axes routiers mentionnés plus haut.

Un tel procédé de guidage est particulièrement adapté pour les carrefours de type rond-point à beaucoup de branches.

II est à noter que pour les carrefours de type échangeur, I'indication de direction globale n'est pas utile en tant que guidage en temps réel, puisque la direction de sortie du carrefour correspond à celle d'une bretelle d'accès de l'axe visé, qui au début ne coïncide pas avec la direction de cet axe.

Cependant, dans ces configurations, I'indication de direction globale peut être utilisée pour vérifier avec un léger décalage dans le temps, que le conducteur a pris le bon axe. A cet effet, dans le cas d'un échangeur, I'indication de direction globale est affichée uniquement après le passage des points de décision du carrefour, seuls les noms des deux directions de l'axe et le nom de l'axe étant affichés avant ces points.

De façon utile, les indications de guidage au niveau des carrefours complexes peuvent être complétées par des annonces préliminaires permettant d'assurer un positionnement correct par rapport aux files, au cas où l'arrivée dans le carrefour se fait sur plusieurs files.

II est à noter que pour un axe de sortie donné d'un carrefour complexe, la base de données du réseau principal peut contenir un plus grand nombre de panneaux présents sur le terrain, que simplement les deux panneaux des directions indiquées au conducteur. Le choix des panneaux indiqués par le système s'appuie alors sur les critères consistant à indiquer d'abord les panneaux les plus visibles sur le terrain (par exemple, en France, les panneaux bleus des autoroutes ou les panneaux verts des axes interurbains), et à indiquer de préférence les panneaux assurant une continuité d'affichage avec le carrefour suivant sur l'itinéraire calculé.

Le procédé selon l'invention prévoit de préférence que les indications de guidage basées sur les directions à suivre, ne sont valables qu'aux carrefours. Dans ce cas, elles ne sont donc pas affichées après la sortie du carrefour, lorsque le véhicule est engagé sur le bon itinéraire. A ce stade, la seule indication restante est le nom de la route courante, indiquée sous forme de nomenclature routière, ou à défaut par son nom.

Toutefois, si l'une des directions annoncées reste valable au niveau du carrefour suivant, elle peut être maintenue affichée.

L'avantage du procédé de guidage indiqué ci-dessus réside dans le fait qu'il s'appuie sur des principes de guidage naturels et reproduit une façon intuitive de se guider, en l'absence de système de guidage embarqué. Ces principes sont aisés à mettre en oeuvre de façon réelle par les utilisateurs sur le réseau routier, et en particulier au niveau des carrefours complexes. En effet, dans ces environnements, où le fléchage est abondant, il est utile que le système n'indique que les informations les plus efficaces, et ce dès le prépositionnement éventuel dans les bonnes files. De plus, les indications données sous la forme ci-dessus sont faciles à mémoriser, de sorte que le conducteur n'a pas besoin de regarder fréquemment l'écran d'affichage pour comprendre les instructions de guidage.

Selon une autre caractéristique avantageuse du procédé de guidage selon l'invention tel que mis en oeuvre sur le réseau principal, on utilise un guidage dit non intrusif, qui repose sur les principes suivants:
- le système annonce une route uniquement en cas de changement de nom de route, et il n'y a pas d'annonce si seul le nom de la direction change;
- lorsque plusieurs routes de noms différents sont regroupées sous une même entité routière, vue par l'utilisateur, il n'y a pas d'annonce au changement de route (par exemple la A104 et la N444 sont des routes différentes; mais il n'y a pas d'annonce car elles font partie de la même entité routière vue notamment par l'utilisateur: la Francilienne).

- sur une route donnée, la direction n'est annoncée qu'en cas de possibilité de confusion, par exemple quand la route courante débouche sur un carrefour donnant sur la suite de cette route et sur une autre route;
- une annonce de prépositionnement est effectuée si nécessaire, et constitue une exception au principe de guidage non intrusif.

L'utilisateur a aussi la possibilité de demander une information vocale adaptée au contexte dans lequel se trouve le système, lui permettant une utilisation plus souple du système. Ainsi aux abords du carrefour, I'information vocale porte sur les indications de guidage immédiatement nécessaires. Entre deux carrefours, I'information vocale porte sur les prochaines indications qu'il faudra suivre au bout de la route courante. Ce procédé peut être décliné en un jeu de deux commandes
- la première sert à demander au système ce qu'il y a à faire immédiatement au carrefour, le système dit la direction globale à suivre (information de cap); entre deux carrefours, il dit la direction courante à suivre.

- la seconde sert à demander ce qu'il y aura prochainement à faire: au carrefour, le système dit la direction et la route à suivre (informations de textes sur les panneaux); entre deux carrefours, il dit les prochaines indications qu'il faudra suivre au bout de la route courante.

Ce procédé permet à l'utilisateur de se rassurer sur les indications à suivre, sans avoir à regarder son afficheur en permanence. L'utilisation des commandes sous volant est particulièrement bien adaptée pour ce type de requêtes au système, qui peuvent notamment avoir lieu en situation de conduite ou de manoeuvre complexe (carrefour complexe, fortement encombré, ne permettant pas une consultation visuelle de l'afficheur). Par ailleurs, ce procédé est tout-à-fait cohérent avec le principe de non-intrusion par des messages trop nombreux qui finiraient par perdre de leur efficacité et de leur acceptation par l'utilisateur.Un mode d'utilisation du système est d'ailleurs le suivant : I'utilisateur peut configurer le système afin qu'il ne dise plus aucun message spontanément; alors seuls les messages sur l'afficheur évoluent et l'utilisateur a la possibilité à tout instant de demander au système une indication vocale selon les modalités décrites plus haut.

Le trajet sur le réseau principal nécessite donc en général uniquement autant d'annonces qu'il y a d'axes à emprunter, ce qui limite fortement le nombre d'annonces nécessaires et augmente la convivialité du système.

Par ailleurs, le procédé de guidage selon l'invention comporte une méthode de choix d'un itinéraire parmi plusieurs possibles sur le réseau principal, en fonction d'un certain nombre de paramètres de mise à jour des informations de conditions de circulation.

En effet, sur le réseau principal, I'itinéraire peut être décomposé en une suite d'axes à emprunter, ces axes étant décrits par leur nomenclature. II est alors possible de visualiser l'itinéraire sous la forme d'une liste de nomenclatures, permettant au conducteur de visualiser l'itinéraire sans affichage d'une carte.

A la réception d'un message d'information routière transmis par la radio ou la signalisation, il est alors possible d'évaluer aisément l'intérêt d'un trajet alternatif en cas de difficulté sur l'itinéraire calculé. Pour cela, il suffit de visualiser la liste des axes correspondant au trajet initialement prévu, de sélectionner l'axe posant problème, de le déclarer bloqué au système de guidage, et de demander un nouveau calcul d'itinéraire. Le nouvel itinéraire peut notamment être présenté sous la forme d'un gain potentiel de temps par rapport à l'itinéraire encombré, ou sous la forme de la distance qu'il représente.

Cette approche permet donc de prendre en compte les difficultés de circulation par le calculateur d'itinéraire, et celuici peut donner une indication de l'intérêt d'un itinéraire alternatif avant même d'être arrivé au voisinage de la difficulté.

On comprendra que cette approche n'est valable que pour une difficulté occasionnelle, tel qu'un bouchon imprévu.

En cas de plusieurs difficultés, il n'est pas envisageable de toutes les saisir pour demander de nouveaux calculs d'itinéraires.

Dans tous les cas, le système observe en permanence la position du véhicule par rapport au réseau et à l'itinéraire calculé et propose automatiquement un nouvel itinéraire dès que le véhicule s'éloigne de cet itinéraire.

Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, les deux niveaux de base de données sont obtenus en utilisant deux bases de données simplifiées distinctes: une première base de données contenant les informations simplifiées du réseau routier principal, et une seconde base de données contenant les destinations finales sous forme simplifiée.

La première base de données ou le premier niveau permet le calcul d'un itinéraire et le guidage d'un noeud initial de l'itinéraire calculé sur ce réseau, proche du point de départ, vers un noeud final de l'itinéraire sur ce réseau, proche de l'arrivée. La seconde base de données permet la programmation des destinations et le guidage final du dernier noeud du réseau vers la destination.

Selon l'invention, les deux bases de données sont de préférence simplifiées grâce à l'utilisation d'un module de localisation absolue par satellites ou par balises terrestres, ne nécessitant pas de données cartographiques complémentaires pour le calcul des positions, contrairement à la technique de recalage sur carte numérique vectorisée, dite de mapmatching .

Par ailleurs, le procédé de guidage final est tel qu'il permet de guider l'utilisateur même vers une destination donnée sous forme d'adresse dans une rue particulière, et ce malgré la précision du module de localisation qui n'est que de l'ordre d'une centaine de mètres.

L'avantage est que l'on mémorise dans le système uniquement le minimum d'informations nécessaires à chacune des étapes (programmation de la destination, calcul d'itinéraire, guidage sur le réseau routier simplifié, et guidage final vers la destination), tout en préservant l'universalité des choix de destinations possibles.

En particulier, la base de données des rues servant à la programmation de la destination peut être stockée sous une forme comprimée. Lorsqu'on s'en sert, on décompresse momentanément les données de la zone souhaitée en mémoire vive. Puis on peut libérer cette mémoire lorsque le système procède au guidage proprement dit. De plus, comme cette base des rues ne sert pas au guidage proprement dit, elle n'a pas besoin d'être organisée en réseau, mais peut simplement être représentée sous la forme de listes.

On arrive ainsi à une prestation de guidage simplifié, moins coûteuse mais néanmoins efficace.

On se réfère maintenant à la figure 5 représentant un schéma de principe d'un dispositif apte à mettre en oeuvre le procédé selon l'invention. Ce dispositif 10 comporte un module de localisation 11, un support de mémoire 12 contenant des bases de données, un ou plusieurs dispositifs de commande 13, 14 permettant de réaliser la programmation de la destination, un dispositif 15 de présentation des informations de guidage à l'utilisateur, un dispositif 17 de restitution sonore des messages vocaux, et une unité de calcul 16. Tous ces éléments sont déjà connus en eux-mêmes, et ne feront par conséquent pas l'objet d'une description détaillée, seules leurs caractéristiques particulières étant soulignées.

Le module de localisation 11 est notamment constitué d'un système de radiolocalisation absolue, par satellites ou par balises au sol, couplé de préférence à des capteurs d'estime permettant d'entretenir la position en permanence, même dans les situations d'indisponibilité momentanée des informations de radiolocalisation. Cette localisation peut être complétée le cas échéant par un système de recalage cartographique, de façon connue en soi.

Un tel dispositif de localisation 11 permet d'atteindre une précision de positionnement de l'ordre de 100 mètres, et de quelques degrés en cap.

Le support de mémoire 12 du dispositif de guidage 10 est destiné à contenir les bases de données nécessaires au guidage, et peut être sous la forme avantageuse d'une carte électronique portant une mémoire. De préférence, le procédé selon l'invention permet de n'utiliser qu'une mémoire de faible capacité contenant des bases de données simplifiées, le logiciel de pilotage du système, et éventuellement une zone de mémoire réinscriptible permettant d'enregistrer des informations propres à chaque utilisateur : destinations habituelles, trajets propres etc.

Les dispositifs de commande 13, 14 du dispositif de guidage 10 permettent de réaliser la programmation de la destination, le choix du mode de calcul de l'itinéraire (le plus direct, par les grands axes, ou en fonction d'autres critères), ou la consultation de services: parking, station-service, garages, hôpitaux, services administratifs etc. Ces dispositifs de commande peuvent notamment être constitués de touches en face avant d'un boîtier 13, mais aussi d'une commande 14 déportée sous le volant permettant une utilisation ergonomique et sûre, et éventuellement d'une télécommande infrarouge (non représentée) permettant par exemple à un passager de programmer une destination ou de consulter les services contenus dans la base de données.

Un dispositif de présentation des informations au conducteur est prévu, sous la forme d'un afficheur 15, qui pourra se limiter à un afficheur matriciel monochrome de faible résolution (240 x 64 pixels).

L'unité de calcul 16 est connectée aux autres éléments du dispositif 10 et permet de gérer les entrées/sorties, la programmation du dispositif, le calcul d'itinéraire, la progression de la position du véhicule par rapport à cet itinéraire, la sélection des indications de guidage "à la boussole" ou "à vol d'oiseau", c'est-à-dire en fonction d'une distance restante et d'un cap pour rejoindre le réseau principal connu dans la base de données, par "panneaux directionnels" aux intersections le long de l'itinéraire sur le réseau routier, puis à nouveau "à la boussole" ou à vol d'oiseau" pour rejoindre la destination finale, en conformité avec le procédé de guidage selon l'invention.

On va maintenant décrire l'utilisation du procédé et du dispositif de guidage selon l'invention, en liaison avec les figures, et en fonction de différentes structures de la base de données du dispositif de guidage.

II faut d'abord charger une base de données de guidage dans la mémoire du dispositif 10. Une base de données de taille réduite permettant la mise en oeuvre de la solution utilise une partie de base de données dédiée à la programmation de la destination, une partie de base de données dédiée aux données concernant le réseau routier simplifié, et une partie de base de données dédiée au vocabulaire de synthèse de la parole à faible débit.

Selon un mode de réalisation de la base de données de programmation de la destination, celle-ci peut par exemple être constituée de trois types de données: les données "cartes", les données "sites", et les données " adresses", tel que schématisé en figure 4.

Les données "cartes", peu coûteuses en mémoire, décrivent le quadrillage 18 des cartes et des plans de villes et relient ce quadrillage aux repères géographiques du module de localisation 11 (figure 5) par l'intermédiaire des coordonnées d'un point particulier 19 de la zone couverte.

Les données "sites", assez peu coûteuses en mémoire, sont des listes de sites rattachées à des villes, chaque site étant décrit par son nom, ses coordonnées géographiques, éventuellement multiples si le site a plusieurs entrées, plus d'éventuelles informations pratiques: heures d'ouverture, numéro de téléphone, etc.

Les données "adresses", très coûteuses en mémoire lorsqu'elles sont brutes, le sont beaucoup moins dans la solution selon l'invention. En effet, les données sont simplifiées et elles peuvent être comprimées, par exemple ville par ville. Elles contiennent la liste des rues 20 (figure 2), ellesmêmes décomposées en tronçons 21 pour lesquels les éléments suivants sont invariants: sens de circulation, orientation, type de voie (impasse, voie piétonne). Les autres informations sont les coordonnées des extrémités 22, 23 des rues 20, ou des tronçons 21 si la rue 20 est décomposée en plusieurs tronçons 21, et les numéros des rues de chaque côté.

La base de données de taille réduite utilisée dans le cadre de l'invention contient en outre une base de données concernant le réseau routier simplifié des axes routiers principaux décrits par des attributs alphanumériques, permettant de connaître la longueur des axes, la fluidité supposée du trafic sur les axes, le nom des axes, les signalisations directionnelles, ainsi que des attributs binaires permettant de préciser certaines propriétés des routes vis-à-vis du mode de guidage; des carrefours aux intersections de ces axes, dits carrefours principaux, décrits par leurs coordonnées, éventu ellement par leur nom; certains carrefours situés le long des axes routiers, dits carrefours secondaires, décrits par leur point kilométrique sur l'axe principal qui les contient, et leurs coordonnées.

L'utilisation du système de guidage pourvu de la base de données décrite ci-dessus comporte alors deux phases principales: la programmation de la destination à atteindre, et la navigation vers cette destination.

On va maintenant décrire l'utilisation du procédé et du dispositif de guidage selon l'invention, dans plusieurs hypothèses de définition de la destination.

Dans un premier cas de figure, la destination est choisie dans la liste des adresses, décompressée pour la ville considérée. Selon un mode de réalisation, I'utilisateur programme le numéro de rue. Dans ce cas, il sera guidé jusqu'à ce numéro de rue.

Selon un autre mode de réalisation, moins coûteux en nombre de données à mémoriser, I'utilisateur sélectionne dans une liste des tronçons constituant la rue, celui qui contient sa destination. Dans ce cas, le système guide jusqu'à l'une des extrémités du tronçon programmé, puis indique à l'utilisateur le cap de la rue à prendre.

Dans tous les cas, la programmation se fait à l'aide de l'un des moyens de commande 13 et 14, les listes étant présentées sur l'afficheur 15.

Lorsque la destination est programmée, le système calcule un itinéraire en optimisant un critère (distance, temps, ..), de façon classique. A cet effet, le système utilise la base de données mémorisée. L'itinéraire typique est constitué d'une liste de noeuds dont le premier est choisi à proximité du point de départ et le dernier à proximité du point d'arrivée. Le système guide alors l'utilisateur vers le premier carrefour en lui indiquant en permanence sur le dispositif d'affichage 15 (figure 4) et par le dispositif de synthèse de la parole, où il se situe à vol d'oiseau. Les informations de distance 26 et de flèche 27 de cap à suivre sont appelées un guidage "à la boussole". Ce type de guidage se fait d'abord vers le noeud du réseau principal le plus proche du véhicule, parmi ceux faisant partie de l'itinéraire considéré.

Ensuite, lors de l'arrivée au premier carrefour, le système donne à l'utilisateur des consignes de guidage pour prendre la prochaine route de l'itinéraire qui part de ce carrefour, en utilisant les informations de la signalisation directionnelle existante, appelées ici des "panneaux". II en va ainsi de suite jusqu'au dernier noeud 24 de l'itinéraire, qui se situe à proximité de la destination 3 (figure 4). Ceci termine la phase de guidage sur le réseau principal. L'affichage sur le dispositif d'affichage 15 du dispositif est représenté en figure 6 pour les phases de guidage initial et sur le réseau. Au temps 1, il est indiqué que le véhicule se trouve à 800 mètres à vol d'oiseau du premier carrefour 2, vers lequel on se dirige en allant tout droit (flèche 27).La destination finale 3 est indiqué à 5,1 km à vol d'oiseau, en allant globalement vers la droite (flèche 35). Au temps 2 correspond l'arrivée sur l'axe D39 à proximité du premier carrefour 2, dont l'indication est maintenue. Au temps 3, c'est la sortie du carrefour 2 avec maintien momentané du panneau directionnel (D39 - Boulogne
Billancourt) et indication de la direction globale (flèche 34). La distance à vol d'oiseau jusqu'à la destination 3 est passée à 4,4 Km. Au temps 4, le véhicule se trouve entre deux carrefours du réseau. II y a suppression de l'indication du panneau directionnel, et il n'y a plus qu'à suivre la route (D39) pendant 2,4 Km jusqu'au prochain changement d'axe.

Ensuite, le système passe en phase de guidage final vers la destination 3. A cet effet, le système indique à présent sur le dispositif d'affichage 15 et par le dispositif de synthèse de la parole, où la destination 3 se situe à vol d'oiseau, par les informations de distance 26 et la flèche 27 indiquant le cap à suivre: c'est le guidage à la boussole vers la destination 3. Un seuil de distance restante jusqu'à la destination peut être prévu, en-dessous duquel l'affichage devient encore plus précis. Par exemple, dans la figure 4, le conducteur du véhicule en position 28 dans la rue A peut constater en 27 sur l'affichage 15 que la destination 3 est globalement située à gauche, dans la rue B.

Arrivé à proximité de la destination 3, I'utilisateur recherche celle-ci dans son environnement proche.

L'identification de la destination 3 sera avantageusement facilitée par un rappel à l'écran 15 d'informations concernant la destination programmée (par exemple l'orientation de la rue par rapport au véhicule).

Selon un mode de réalisation, le dispositif propose automatiquement à l'utilisateur une liste de services proches du véhicule, lorsqu'il s'approche de la destination, lui évitant ainsi une programmation fastidieuse d'un service pratiquement toujours désiré (par exemple une liste de quatre parkings accompagnés des informations de nom, distance et cap pour les rejoindre, dont l'un peut être choisi comme nouvelle destination).

Selon un mode de réalisation complémentaire, la destination est choisie dans une liste de destinations, qui peut comprendre des agglomérations, des sites ou des lieux remarquables à choisir dans une liste de noms. Ces destinations sont repérées par leurs coordonnées dans la base de données des destinations, et éventuellement par d'autres informations proposées à l'utilisateur, comme une adresse,
I'orientation de la rue qui donne sur l'entrée de la destination, ou un descriptif sommaire.

Selon une variante illustrée en figure 3, une destination 19 peut être programmée sous la forme d'une adresse ou d'un lieu géographique, au lieu du choix d'une destination à partir d'une liste préétablie.

Dans ce cas de programmation de la destination, la solution consiste à utiliser les cartes routières et plans de ville 18 usuels. Ceux-ci sont généralement associés à un index des rues et pourvus d'un quadrillage régulier permettant de retrouver sur les cartes les rues de l'index. On utilise alors une base de données contenant les caractéristiques du quadrillage des cartes routières et plans de ville, puis on repère la destination par rapport au quadrillage de la carte choisie (position et orientation de la rue). L'avantage est que cette solution est simple à comprendre pour l'utilisateur, les cartes utilisées étant les cartes usuelles. En outre, la caractérisation d'une carte est très simple, s'adapte à toute carte quadrillée et requiert une base de données de très faible taille.

La base de données de cartes et plans de villes contient, pour chaque carte: les références de la carte, les coordonnées géographiques d'un point de référence 19 qui pourra être choisi comme le coin en bas à gauche d'une case de référence 29 du quadrillage, les caractéristiques du quadrillage définissant les coordonnées carte , et les coordonnées carte de la case de référence 29, et l'orientation du quadrillage par rapport au nord.

L'utilisation du dispositif de guidage est alors la suivante.

Dans le cas où l'utilisateur connaît l'adresse de destination (nom de rue et éventuellement numéro):
a) il recherche la rue dans l'index des rues 30 associé à la carte utilisée, où il lit le code correspondant aux coordonnées de la rue sur la carte;
b) il peut alors programmer le code dans le système, grâce aux moyens de saisie et d'affichage du dispositif 10;
c) il peut aussi affiner la programmation de la destination 3. Pour ce faire, il peut se reporter à la carte pour repérer la case 31 du quadrillage correspondant au code, et ainsi identifier sa rue B à l'intérieur de la case 31.Un curseur de programmation 33 peut être déplacé pour pointer sur la position relative de la destination de l'utilisateur par rapport à la case 31 de la carte;
d) enfin, I'utilisateur peut préciser le cap de la rue tel qu'il le voit sur la carte en vue d'en haut, par rotation du pointeur d'orientation 32 visualisé sur l'afficheur 15, et actionné par l'intermédiaire d'un moyen de saisie du dispositif.

Dans un autre cas où l'utilisateur connaît la localisation géographique de sa destination:
- il repère la case de sa destination en consultant directement la carte, puis il continue avec les étapes b, c et d ci-dessus.

D'autres variantes de programmation de la destination et de guidage vers elle sont possibles dans le cadre de l'invention, en fonction du contenu de la base de données utilisée.

En définitive, le dispositif et le procédé de guidage selon l'invention permettent d'atteindre les buts fixés, et assurent un guidage efficace, précis, et facile à utiliser vers une destination, tout en faisant appel à des moyens matériels plus simples et moins coûteux que ceux déjà connus.

Claims (20)

REVENDICATIONS

1. Procédé de guidage d'un véhicule routier, reposant sur la détermination de la position instantanée du véhicule, sur l'optimisation d'un itinéraire permettant d'atteindre une destination choisie dans des listes d'adresses et des listes de numéros de rues, et sur l'indication en temps réel de messages de guidage à suivre pour respecter cet itinéraire, caractérisé en ce que l'itinéraire est optimisé en prenant en compte les voies du réseau principal et en prenant en compte des phases de déplacement sur le réseau secondaire avec des indications de cap et de distance à vol d'oiseau depuis le point de départ vers un carrefour du réseau principal et depuis le réseau principal vers la destination.

2. Procédé de guidage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le guidage comporte une phase de guidage du point de départ vers le réseau principal, une phase de guidage sur le réseau principal, et une phase de guidage du réseau principal à la destination.

3. Procédé de guidage selon la revendication 2, caractérisé en ce que dans la phase de guidage vers le réseau principal, le guidage indique le cap et la distance à vol d'oiseau vers un carrefour du réseau principal.

4. Procédé de guidage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que dans la phase de guidage du réseau vers la destination finale, le guidage indique le cap et la distance à vol d'oiseau vers la destination et, en-dessous d'une certaine distance par rapport à la destination, le cap de la rue de la destination.

5. Procédé de guidage selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que dans la phase de guidage du réseau vers la destination finale, le guidage indique le cap et la distance à vol d'oiseau vers une extrémité d'un tronçon constituant la rue de la destination et, en-dessous d'une certaine distance de cette extrémité, le cap du tronçon de la destination.

6. Procédé de guidage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la destination peut être choisie à partir de cartes routières ou d'un plan-guide comportant un carroyage numéroté.

7. Procédé de guidage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'à l'approche de la destination, le système peut proposer un guidage vers un service, notamment un parking, choisi parmi une liste de services déterminés automatiquement comme étant les plus proches du véhicule.

8. Procédé de guidage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le guidage sur les axes du réseau principal repose sur la signalisation directionnelle et la nomenclature routière au niveau d'une pluralité de carrefours complexes placés aux intersections de ces axes.

9. Procédé de guidage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le guidage dans les carrefours complexes utilise deux noms de directions correspondant à l'axe à emprunter, le nom ou la nomenclature de cet axe et le cas échéant une indication de direction globale à emprunter, exprimée de façon angulaire par rapport à l'axe longitudinal du véhicule, évoluant en temps réel avec les mouvements du véhicule, les noms de direction étant choisis de façon à ce que, tout en étant valables au niveau du carrefour concerné, ces directions respectent la meilleure continuité tout le long de l'itinéraire.

10. Procédé de guidage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le guidage directionnel au niveau des carrefours complexes est combiné à un guidage non intrusif basé sur l'indication des seuls changements de routes ou d'entités routières.

11. Procédé de guidage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'entre deux carrefours, la seule indication de guidage est le nom ou la nomenclature routière de la route courante, sauf si une des indications de directions reste encore valable au second carrefour, auquel cas elle peut rester affichée.

12. Procédé de guidage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les indications de guidage au niveau des carrefours complexes où l'arrivée se fait sur plusieurs files, sont complétées par des annonces préliminaires aptes à assurer un positionnement correct par rapport à ces files en faisant référence, le cas échéant, aux ouvrages routiers.

13. Procédé de guidage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'utilisateur peut à tout instant demander au système une information vocale de guidage, dont la nature peut dépendre du contexte, notamment de la situation du véhicule par rapport aux carrefours de l'itinéraire.

14. Procédé de guidage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les itinéraires possibles sont visualisés sans affichage d'une carte sous la forme d'une liste de nomenclatures de routes représentant les axes à emprunter.

15. Procédé de guidage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'utilisateur peut lui-même déclarer qu'un axe est bloqué, afin que le système propose un itinéraire alternatif évitant cet axe.

16. Procédé de guidage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le système observe en permanence la position du véhicule par rapport au réseau et à l'itinéraire calculé et propose automatiquement un nouvel itinéraire dès que le véhicule s'éloigne de cet itinéraire.

17. Dispositif (10) de guidage de véhicule routier pour la mise en oeuvre d'un procédé de guidage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte, connectés à une unité de calcul (16), un module de localisation (11), un support de mémoire (12) contenant des bases de données de guidage, un ou plusieurs dispositifs de commande (13, 14) permettant de réaliser la programmation de la destination, et un dispositif (15) de présentation des informations de guidage à l'utilisateur.

18. Dispositif de guidage (10) selon la revendication 17, caractérisé en ce que la base de données de guidage comporte une première base de données correspondant aux voies principales de circulation, s'appuyant notamment sur les schémas de circulation, et une seconde base de données contenant les listes des destinations, en particulier les listes des adresses et les listes des services.

19. Dispositif de guidage (10) selon la revendication 18, caractérisé en ce que les bases de données du réseau des voies principales de circulation et des listes de destinations comportent des données simplifiées, la base de données des listes de destinations étant susceptible d'une forte compression, I'ensemble représentant un faible encombrement mémoire.

20. Dispositif de guidage selon l'une quelconque des revendications 17 à 19, caractérisé en ce qu'il peut être entièrement piloté depuis un dispositif de commande sous le volant du véhicule.