FR3121411A1 - Lane change trajectory control method for autonomous vehicle. - Google Patents
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Abstract
Procédé de commande de trajectoire de changement de voie Procédé de commande de trajectoire de changement de voie d’un véhicule autonome (10), le véhicule étant équipé d’un moyen de détection (4), et d’un module de contrôle latéral (5), le véhicule circulant sur une première voie de circulation (100),caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes : une étape (E1) de détection d’une commande d’un changement de voie à un instant initial (T0), vers une deuxième voie de circulation (101), adjacente à la première voie (100), un trajet initial des première et deuxième voies (100,101) étant détecté à l’instant initial (T0) par le moyen de détection (4),une étape (E2) de détermination d’une position initiale de début de manœuvre (111) de changement de voie située sur une ligne de départ initiale (110) perpendiculaire à la première voie (100). Figure pour l’abrégé : 3Lane change trajectory control method Method for lane change trajectory control of an autonomous vehicle (10), the vehicle being equipped with a detection means (4), and a lateral control module ( 5), the vehicle traveling on a first traffic lane (100), characterized in that it comprises the following steps: a step (E1) of detecting a command to change lanes at an initial instant (T0 ), to a second traffic lane (101), adjacent to the first lane (100), an initial path of the first and second lanes (100,101) being detected at the initial time (T0) by the detection means (4) , a step (E2) of determining an initial lane change maneuver start position (111) situated on an initial starting line (110) perpendicular to the first lane (100). Figure for abstract: 3
Description
L’invention concerne un procédé de commande de trajectoire de changement de voie pour véhicule autonome. L’invention porte encore sur un dispositif de commande de trajectoire de changement de voie pour véhicule autonome. L’invention porte également sur un programme d’ordinateur mettant en œuvre le procédé mentionné. L’invention porte enfin sur un support d’enregistrement sur lequel est enregistré un tel programme.A lane change trajectory control method for an autonomous vehicle is disclosed. The invention also relates to a lane change trajectory control device for an autonomous vehicle. The invention also relates to a computer program implementing the mentioned method. The invention finally relates to a recording medium on which such a program is recorded.
Les véhicules autonomes permettent aujourd’hui d’améliorer le confort et la sécurité routière par l’intégration de systèmes embarqués d’aide à la conduite (ADAS).Autonomous vehicles now make it possible to improve comfort and road safety by integrating on-board driver assistance systems (ADAS).
Actuellement les systèmes ADAS fournissent notamment une aide au maintien du véhicule dans sa voie courante de circulation. Un des enjeux technologiques actuels des systèmes ADAS est de les faire évoluer pour qu’ils assistent le conducteur lors d’un changement de voie de circulation.Currently, the ADAS systems notably provide assistance in maintaining the vehicle in its current lane of traffic. One of the current technological challenges of ADAS systems is to develop them so that they assist the driver when changing lanes.
Une première étape de développement de cette fonctionnalité met en œuvre un changement de voie semi-automatique, dans lequel le conducteur initie le changement de voie en actionnant les feux clignotants pour désigner la voie vers laquelle il souhaite se diriger. Le système ADAS détermine ensuite une trajectoire permettant au véhicule d’effectuer le changement de voie de manière autonome.A first development stage of this functionality implements a semi-automatic lane change, in which the driver initiates the lane change by operating the flashing lights to designate the lane in which he wishes to steer. The ADAS system then determines a trajectory allowing the vehicle to make the lane change autonomously.
On connait du document EP 3 489 926 un procédé de changement de voie utilisant une cartographie, ce qui permet de connaitre la géométrie et les éléments de la route précisément.We know from document EP 3 489 926 a method of changing lanes using a map, which makes it possible to know the geometry and the elements of the road precisely.
Les procédés et systèmes actuellement connus ne permettent pas la mise en œuvre d’un changement de voie semi-autonome de manière lisse et continue tout en prenant en compte les contraintes de perception sans disposer de cartographie.The currently known methods and systems do not allow the implementation of a semi-autonomous lane change in a smooth and continuous manner while taking into account the constraints of perception without having a map.
Le but de l’invention est de fournir un procédé et un dispositif remédiant aux inconvénients des procédés et systèmes existants. En particulier, l’invention permet de réaliser un procédé et un dispositif qui soient simples et fiables et qui améliorent les procédés et dispositifs connus.The object of the invention is to provide a method and a device overcoming the drawbacks of existing methods and systems. In particular, the invention makes it possible to produce a method and a device which are simple and reliable and which improve the known methods and devices.
A cet effet, l’invention porte sur un procédé de commande de trajectoire de changement de voie d’un véhicule autonome, le véhicule étant équipé d’un moyen de détection, et d’un module de contrôle latéral, le véhicule circulant sur une première voie de circulation.To this end, the invention relates to a method for controlling the lane change trajectory of an autonomous vehicle, the vehicle being equipped with a means of detection, and a lateral control module, the vehicle traveling on a first lane of traffic.
Le procédé comprend les étapes suivantes :
- une étape de détection d’une commande d’un changement de voie à un instant initial, vers une deuxième voie de circulation, adjacente à la première voie, un trajet initial des première et deuxième voies étant détecté à l’instant initial par le moyen de détection,
- une étape de détermination d’une position initiale de début de manœuvre de changement de voie située sur une ligne de départ initiale perpendiculaire à la première voie,
- une étape de détermination d’une position initiale de fin de manœuvre située sur une ligne médiane de la deuxième voie et sur une ligne d’arrivée initiale perpendiculaire à la deuxième voie,
la position initiale de fin de manœuvre étant définie par l’extrémité d’une trajectoire initiale la plus courte reliant la position initiale de début de manœuvre à la position initiale de fin de manœuvre tout en vérifiant les conditions suivantes :
• la trajectoire initiale est composée de trois clothoïdes présentant entre elles une continuité de courbure ou une continuité G2, et
• la trajectoire initiale est telle que ses tangentes mesurées à la position initiale de début de manœuvre et à la position initiale de fin de manœuvre sont parallèles, et
• la trajectoire initiale met en œuvre des accélérations latérales inférieures à un seuil maximal d’accélération latérale, en supposant que le véhicule parcoure la trajectoire initiale à la vitesse de translation qu’il présente lors du début de manœuvre de changement de voie,
- une étape de transmission de la trajectoire initiale au module de contrôle latéral, et
- une étape de commande de l’actionneur de commande de la direction du véhicule.The process includes the following steps:
- a step of detecting a command to change lanes at an initial instant, to a second traffic lane, adjacent to the first lane, an initial path of the first and second lanes being detected at the initial instant by the means of detection,
- a step of determining an initial position for the start of the lane change maneuver located on an initial starting line perpendicular to the first lane,
- a step for determining an initial position at the end of the maneuver located on a center line of the second lane and on an initial finish line perpendicular to the second lane,
the initial position at the end of the maneuver being defined by the end of the shortest initial trajectory connecting the initial position at the start of the maneuver to the initial position at the end of the maneuver while verifying the following conditions:
• the initial trajectory is composed of three clothoids presenting between them a continuity of curvature or a G2 continuity, and
• the initial trajectory is such that its tangents measured at the initial position at the start of the maneuver and at the initial position at the end of the maneuver are parallel, and
• the initial trajectory implements lateral accelerations below a maximum lateral acceleration threshold, assuming that the vehicle travels the initial trajectory at the translational speed that it presents at the start of the lane change maneuver,
- a step of transmitting the initial trajectory to the lateral control module, and
- A control step of the vehicle steering control actuator.
Le seuil maximal d’accélération latérale peut être fixé en fonction de l’accélération latérale induite par la courbure des première et deuxième voies, par exemple le seuil maximal d’accélération latérale peut être supérieur de 2m/s2à l’accélération latérale induite par la courbure des première et deuxième voies.The maximum lateral acceleration threshold can be set according to the lateral acceleration induced by the curvature of the first and second lanes, for example the maximum lateral acceleration threshold can be 2m/s 2 greater than the lateral acceleration induced by the curvature of the first and second lanes.
La trajectoire initiale peut mettre en œuvre des jerks latéraux inférieurs à un seuil maximal de jerk latéral, le seuil maximal de jerk latéral pouvant être, par exemple, inférieur ou égal à 1m/s3.The initial trajectory may implement lateral jerks less than a maximum lateral jerk threshold, the maximum lateral jerk threshold possibly being, for example, less than or equal to 1 m/s 3 .
Dans un mode de réalisation, l’étape de détermination ne modifie pas les étapes de trajectoire planifiées entre l’instant initial et un instant de limite de visée, le délai entre l’instant initial et l’instant de limite de visée pouvant être par exemple d’une seconde.In one embodiment, the determination step does not modify the planned trajectory steps between the initial instant and a sighting limit instant, the delay between the initial instant and the sighting limit instant possibly being example of a second.
Suite à l’étape de transmission, le procédé peut comprendre des itérations d’une étape d’actualisation comprenant :
- une détection, à un instant d’actualisation, du trajet actualisé des première et deuxième voies par le moyen de détection,
- une détermination d’une position actualisée de fin de manœuvre, située sur la ligne d’arrivée initiale et de préférence au centre du trajet actualisé de la deuxième voie.Following the transmission step, the method may include iterations of an updating step comprising:
- detection, at an update instant, of the updated path of the first and second paths by the detection means,
- a determination of an updated position of the end of the maneuver, located on the initial finish line and preferably at the center of the updated path of the second lane.
L’étape d’actualisation peut comprendre
- un calcul d’une distance de déviation entre d’une part la position actualisée de fin de manœuvre déterminée lors de l’itération courante et d’autre part la position actualisée de fin de manœuvre déterminée lors de la précédente itération, et
- une comparaison de la distance de déviation à un seuil de déviation maximum,
puis un rebouclage sur l’étape de détermination d’une position initiale de début de manœuvre si la distance de déviation est supérieure au seuil de déviation maximum.The update step may include
- a calculation of a deviation distance between on the one hand the updated position of end of maneuver determined during the current iteration and on the other hand the updated position of end of maneuver determined during the previous iteration, and
- a comparison of the deviation distance with a maximum deviation threshold,
then looping back to the step of determining an initial position at the start of the maneuver if the deviation distance is greater than the maximum deviation threshold.
Le procédé peut comprendre en outre une étape d’annulation, si la trajectoire établie dans les étapes de détermination d’une position initiale de fin de manœuvre, ou d’actualisation n’est pas conforme à l’infrastructure routière, ou au code de la route, ou aux normes de sécurité routière.The method may further comprise a step of cancellation, if the trajectory established in the steps of determining an initial position at the end of the maneuver, or of updating does not comply with the road infrastructure, or with the code of the road, or road safety standards.
L’invention porte en outre sur un dispositif de commande de trajectoire de changement de voie d’un véhicule autonome. Le dispositif comprend des éléments matériels et/ou logiciels mettant en œuvre le procédé tel que défini précédemment, notamment des éléments matériels et/ou logiciels conçus pour mettre en œuvre le procédé selon l’invention, et/ou le dispositif comprenant des moyens de mettre en œuvre le procédé tel que défini précédemment.The invention further relates to a lane change trajectory control device of an autonomous vehicle. The device comprises hardware and/or software elements implementing the method as defined above, in particular hardware and/or software elements designed to implement the method according to the invention, and/or the device comprising means of implement the method as defined previously.
L’invention porte également sur un produit programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme enregistrées sur un support lisible par ordinateur pour mettre en œuvre les étapes du procédé tel que défini précédemment lorsque ledit programme fonctionne sur un ordinateur. L’invention porte également sur un produit programme d’ordinateur téléchargeable depuis un réseau de communication et/ou enregistré sur un support de données lisible par un ordinateur et/ou exécutable par un ordinateur, comprenant des instructions qui, lorsque le programme est exécuté par l’ordinateur, conduisent celui-ci à mettre en œuvre le procédé tel que défini précédemment.The invention also relates to a computer program product comprising program code instructions recorded on a computer-readable medium to implement the steps of the method as defined above when said program runs on a computer. The invention also relates to a computer program product downloadable from a communication network and/or recorded on a data carrier readable by a computer and/or executable by a computer, comprising instructions which, when the program is executed by the computer, lead it to implement the method as defined previously.
L’invention porte encore sur un support d’enregistrement de données, lisible par un ordinateur, sur lequel est enregistré un programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme de mise en œuvre du procédé tel que défini précédemment. L’invention porte encore sur un support d'enregistrement lisible par ordinateur comprenant des instructions qui, lorsqu'elles sont exécutées par un ordinateur, conduisent celui-ci à mettre en œuvre le procédé tel que défini précédemment.The invention also relates to a data recording medium, readable by a computer, on which is recorded a computer program comprising program code instructions for implementing the method as defined above. The invention also relates to a computer-readable recording medium comprising instructions which, when executed by a computer, lead the latter to implement the method as defined above.
L’invention porte encore sur un signal d'un support de données, portant le produit programme d'ordinateur tel que défini précédemment.The invention also relates to a signal from a data medium, carrying the computer program product as defined above.
Le dessin annexé représente, à titre d’exemple, un mode de réalisation d’un dispositif de commande de trajectoire de changement de voie selon l’invention et un mode d’exécution d’un procédé de commande de trajectoire de changement de voie selon l’invention.The appended drawing shows, by way of example, an embodiment of a lane change trajectory control device according to the invention and an embodiment of a lane change trajectory control method according to the invention.
Un mode de réalisation d’un véhicule équipé d’un dispositif de commande de trajectoire de changement de voie est décrit ci-après en référence à la
Le véhicule automobile 10 est un véhicule automobile de n’importe quel type, notamment un véhicule de tourisme ou un véhicule utilitaire.The motor vehicle 10 is a motor vehicle of any type, including a passenger vehicle or a commercial vehicle.
Le véhicule automobile 10 comprend un dispositif 1 de commande de trajectoire de changement de voie.The motor vehicle 10 comprises a lane change trajectory control device 1.
Le dispositif 1 de commande de trajectoire de changement de voie peut faire partie d’un système plus global de guidage latéral 8, faisant lui-même partie d’un système plus global d’aide à la conduite 9.The lane change trajectory control device 1 can be part of a more global lateral guidance system 8, itself forming part of a more global driving assistance system 9.
Le dispositif 1 a pour fonction de déterminer et de commander une trajectoire de changement de voie du véhicule automobile 10, d’une première voie, où il circule, à une deuxième voie (adjacente et parallèle ou sensiblement parallèle à la première voie) sur laquelle le véhicule automobile 10 doit ensuite circuler.The device 1 has the function of determining and controlling a lane change trajectory of the motor vehicle 10, from a first lane, where it is traveling, to a second lane (adjacent and parallel or substantially parallel to the first lane) on which the motor vehicle 10 must then circulate.
Le dispositif 1 de commande de trajectoire de changement de voie comprend principalement les éléments suivants :
- un microprocesseur 2,
- un sélecteur de feu clignotants 3,
- un moyen de détection 4,
- un module de contrôle latéral 5 du véhicule,
- une mémoire 6, partagée entre le microprocesseur 2 et le module de contrôle latéral 5,
- un actionneur 7 de commande de la direction du véhicule automobile 10, cet actionneur permettant de commander l’orientation des roues directrice du véhicule.The lane change trajectory control device 1 mainly comprises the following elements:
- a microprocessor 2,
- a flashing light selector 3,
- a detection means 4,
- a side control module 5 of the vehicle,
- a memory 6, shared between the microprocessor 2 and the side control module 5,
- An actuator 7 for controlling the direction of the motor vehicle 10, this actuator making it possible to control the orientation of the steering wheels of the vehicle.
Dans le mode de réalisation décrit, le sélecteur de feux clignotants 3 permet au conducteur du véhicule automobile 10, outre la fonction habituelle de signalisation d’un changement de voie, de commander un changement de voie, vers une voie adjacente à la voie de circulation du véhicule automobile 10. Ainsi, par exemple, lorsque le sélecteur est actionné vers la gauche, le dispositif de commande de trajectoire de changement de voie sélectionne la voie adjacente gauche comme étant la voie de destination du véhicule automobile 10.In the embodiment described, the flashing light selector 3 allows the driver of the motor vehicle 10, in addition to the usual function of signaling a lane change, to order a lane change, to a lane adjacent to the traffic lane. of the motor vehicle 10. Thus, for example, when the selector is operated to the left, the lane change trajectory controller selects the left adjacent lane as the destination lane of the motor vehicle 10.
D’autres modes de réalisation de l’invention pourraient utiliser des moyens de commande différents, par exemple la sélection de la voie adjacente sur un écran ou, dans le cas d’un véhicule autonome, une sélection par un système automatique déterminant qu’un changement de voie est nécessaire.Other embodiments of the invention could use different control means, for example the selection of the adjacent lane on a screen or, in the case of an autonomous vehicle, a selection by an automatic system determining that a Lane change is required.
Le moyen de détection 4 permet d’acquérir les informations concernant l’environnement de circulation du véhicule automobile 10, parmi lesquelles
- la trajectoire de la voie de circulation du véhicule automobile 10, dite voie principale, notamment la trajectoire du milieu de la voie de circulation,
- la présence et la position d’une ou plusieurs voies adjacentes à la voie principale,
- la présence de trafic sur les voies principales et adjacentes.The detection means 4 makes it possible to acquire information concerning the traffic environment of the motor vehicle 10, among which
- the trajectory of the traffic lane of the motor vehicle 10, called the main lane, in particular the trajectory of the middle of the traffic lane,
- the presence and position of one or more tracks adjacent to the main track,
- the presence of traffic on the main and adjacent tracks.
Le moyen de détection 4 peut permettre plus généralement d’acquérir l’infrastructure routière environnant le véhicule automobile 10.The detection means 4 can make it possible more generally to acquire the road infrastructure surrounding the motor vehicle 10.
Le moyen de détection 4 peut comprendre des caméras ou des lidars placés sur le véhicule automobile 10, notamment à l’avant, à l’arrière ou sur les côtés du véhicule.The detection means 4 can comprise cameras or lidars placed on the motor vehicle 10, in particular at the front, at the rear or on the sides of the vehicle.
Le moyen de détection 4 peut aussi comprendre un ou plusieurs accéléromètres.The detection means 4 can also comprise one or more accelerometers.
Le moyen de détection 4 peut également comprendre des capteurs proprioceptifs du véhicule.The detection means 4 can also comprise proprioceptive sensors of the vehicle.
Dans un mode de réalisation alternatif non décrit dans ce document, le moyen de détection 4 pourrait comprendre un horizon électronique, c’est-à-dire la localisation précise du véhicule sur une carte et les positions précises de tous les éléments de la scène de conduite.In an alternative embodiment not described in this document, the detection means 4 could comprise an electronic horizon, that is to say the precise location of the vehicle on a map and the precise positions of all the elements of the scene of conduct.
Le module de contrôle latéral 5 du véhicule automobile 10 met en œuvre une loi de commande latérale, qui transforme des données de planification de trajectoire en commandes directionnelles automatiques appliquées au véhicule automobile 10, via l’actionneur 7.The lateral control module 5 of the motor vehicle 10 implements a lateral control law, which transforms trajectory planning data into automatic directional commands applied to the motor vehicle 10, via the actuator 7.
La loi de commande latérale prend en compte la trajectoire définie à très court terme pour le véhicule automobile 10, à partir de laquelle elle détermine les commandes de direction du véhicule. La loi de commande latérale utilise ainsi les données de planification sur un intervalle de temps de l’ordre de la seconde, cet intervalle de temps étant également nommé distance de visée.The lateral control law takes into account the trajectory defined in the very short term for the motor vehicle 10, from which it determines the steering commands of the vehicle. The lateral control law thus uses the planning data over a time interval of the order of a second, this time interval also being called sighting distance.
La mémoire 6 est par exemple partagée entre le microprocesseur 2 et le module de contrôle latéral 5. La mémoire 6 stocke notamment une table contenant les étapes de planification de trajectoire. Par l’intermédiaire de la mémoire 6, le dispositif de commande a connaissance des étapes de planification de trajectoire, notamment les étapes qui ont été définies avant la survenue d’une commande de changement de voie. En particulier, le dispositif de commande peut identifier les étapes de planification qui ont déjà été prises en compte par la loi de commande latérale du véhicule au moment où le changement de voie est commandé, ces étapes correspondant à la planification de trajectoire dans la distance de visée définie à cet instant.Memory 6 is for example shared between microprocessor 2 and lateral control module 5. Memory 6 notably stores a table containing the path planning steps. Via the memory 6, the control device is aware of the path planning steps, in particular the steps which have been defined before the occurrence of a lane change command. In particular, the control device can identify the planning steps which have already been taken into account by the lateral control law of the vehicle at the time when the lane change is commanded, these steps corresponding to the trajectory planning in the distance of aim defined at this moment.
Le dispositif 1 de commande de trajectoire de changement de voie, et particulièrement le microprocesseur 2, comprend principalement les modules suivants, ces derniers pouvant coopérer entre eux :
- un module 21 de détection d’une commande d’un changement de voie, ce module pouvant coopérer avec le sélecteur de feux clignotants 3, et le moyen de détection 4,
- un module 22 de détermination d’une position initiale de début de manœuvre, ce module pouvant coopérer avec la mémoire 6,
- un module 23 de détermination d’une position initiale de fin de manœuvre,
- un module 24 de transmission de trajectoire, ce module pouvant coopérer avec le moyen de détection 4 et le module de contrôle latéral 5,
- un module 25 d’actualisation de trajectoire, ce module pouvant coopérer avec le moyen de détection 4, et
- un module 26 d’annulation, ce module pouvant coopérer avec le moyen de détection 4 et le module de contrôle latéral 5.The lane change trajectory control device 1, and particularly the microprocessor 2, mainly comprises the following modules, the latter being able to cooperate with each other:
- a module 21 for detecting a command to change lanes, this module being able to cooperate with the flashing light selector 3, and the detection means 4,
- a module 22 for determining an initial position at the start of the maneuver, this module being able to cooperate with the memory 6,
- a module 23 for determining an initial position at the end of the maneuver,
- a trajectory transmission module 24, this module being able to cooperate with the detection means 4 and the lateral control module 5,
- a trajectory update module 25, this module being able to cooperate with the detection means 4, and
- a cancellation module 26, this module being able to cooperate with the detection means 4 and the lateral control module 5.
Le véhicule automobile 10, en particulier le dispositif 1 de commande de trajectoire de changement de voie, comprend de préférence tous les éléments matériels et/ou logiciels configurés de sorte à mettre en œuvre le procédé objet de l’invention ou le procédé décrit plus bas.The motor vehicle 10, in particular the lane change trajectory control device 1, preferably comprises all the hardware and/or software elements configured so as to implement the method that is the subject of the invention or the method described below. .
Un mode d’exécution du procédé de commande de trajectoire de changement de voie, c’est-à-dire de détermination et de commande d’une trajectoire de changement de voie, est décrit ci-après en référence à la
Le procédé de commande de trajectoire de changement de voie comprend six étapes E1 à E6 pouvant s’exécuter dans l’ordre suivant :
- à partir des données mesurées à un instant initial T0 concernant l’environnement de circulation du véhicule automobile 10, les étapes E1 à E4 s’exécutent successivement afin d’initialiser la commande de trajectoire de changement de voie,
- les étape E5 et E4 s’exécutent ensuite en boucle pour actualiser la trajectoire de changement de voie en fonction de la mise à jour des données concernant l’environnement de circulation du véhicule automobile 10, et transmettre la trajectoire actualisée au module de contrôle latéral 5,
- lorsque la trajectoire actualisée lors d’une itération de l’étape E5 s’éloigne sensiblement, par exemple de quelques millimètres, de la trajectoire calculée lors de la précédente itération, on reboucle sur les étapes E2 à E4 afin de réinitialiser une commande de trajectoire de changement de voie à partir de la position courante du véhicule automobile 10,
- lorsque la trajectoire de changement de voie calculée dans l’étape E3 ou l’étape E5 est incompatible avec l’environnement de circulation du véhicule automobile 10, on enchaine sur l’étape E6 d’annulation de la manœuvre.
The lane change trajectory control method comprises six steps E1 to E6 which can be executed in the following order:
- from the data measured at an initial time T0 concerning the traffic environment of the motor vehicle 10, the steps E1 to E4 are executed successively in order to initialize the lane change trajectory command,
- steps E5 and E4 are then executed in a loop to update the lane change trajectory according to the update of the data concerning the traffic environment of the motor vehicle 10, and to transmit the updated trajectory to the side control module 5,
- when the trajectory updated during an iteration of step E5 deviates substantially, for example by a few millimeters, from the trajectory calculated during the previous iteration, steps E2 to E4 are looped back to in order to reset a command to lane change trajectory from the current position of the motor vehicle 10,
- When the lane change trajectory calculated in step E3 or step E5 is incompatible with the traffic environment of the motor vehicle 10, step E6 of cancellation of the maneuver is continued.
La
Dans la situation illustrée par la
Dans la suite du document, le terme « médiane » ou « ligne médiane » est utilisé pour désigner une ligne fictive partageant une voie de circulation en son milieu.In the rest of the document, the term “median” or “median line” is used to designate a fictitious line sharing a traffic lane in its middle.
Dans une première étape E1, à un instant initial T0 on détecte une commande de changement de voie, notamment par action du conducteur sur le sélecteur de feux clignotants du véhicule automobile 10.In a first step E1, at an initial instant T0, a lane change command is detected, in particular by action of the driver on the flashing light selector of the motor vehicle 10.
Les données issues du moyen de détection 4 sont alors analysées pour contrôler que l’environnement de circulation du véhicule automobile 10 est compatible avec la manœuvre commandée.The data from the detection means 4 are then analyzed to check that the traffic environment of the motor vehicle 10 is compatible with the maneuver commanded.
Préalablement au calcul d’une trajectoire de changement de voie, on vérifie l’existence d’une voie finale 101, adjacente à la voie principale et se situant du côté désigné par la commande de changement de voie.Prior to the calculation of a lane change trajectory, the existence of a final lane 101, adjacent to the main lane and located on the side designated by the lane change command, is checked.
Dans le mode de réalisation décrit, le trafic environnant n’est pas pris en compte à ce stade d’exécution du procédé. En effet, la compatibilité du trafic environnant avec une manœuvre de changement de voie sera préférentiellement vérifiée quand la trajectoire initiale de changement de voie sera connue, c’est-à-dire lors de l’étape E4.In the embodiment described, the surrounding traffic is not taken into account at this stage of execution of the method. Indeed, the compatibility of the surrounding traffic with a lane change maneuver will preferably be checked when the initial lane change trajectory is known, that is to say during step E4.
Dans un mode de réalisation alternatif, le trafic environnant pourrait être analysé dès l’étape E1 afin d’appliquer une première série de vérifications sur la faisabilité de la manœuvre, ces vérifications ne nécessitant pas de connaitre précisément la trajectoire de changement de voie. Ces critères pourraient porter sur la densité de trafic des voies initiale et finale 100, 101. Notamment, un des objectifs pourrait être d’évaluer la possibilité pour le véhicule automobile 10 de revenir sur la voie initiale en cas d’annulation de la manœuvre. Alternativement, ce traitement pourrait être effectué lors de l’étape E4.In an alternative embodiment, the surrounding traffic could be analyzed from step E1 in order to apply a first series of checks on the feasibility of the maneuver, these checks not requiring precise knowledge of the lane change trajectory. These criteria could relate to the traffic density of the initial and final lanes 100, 101. In particular, one of the objectives could be to evaluate the possibility for the motor vehicle 10 to return to the initial lane in the event of cancellation of the maneuver. Alternatively, this processing could be performed during step E4.
On enchaine ensuite sur une étape E2 de détermination d’une position initiale 111 de début de manœuvre de changement de voie.We then move on to a step E2 for determining an initial position 111 for the start of the lane change maneuver.
La position initiale de début de manœuvre 111 se situe sur une ligne dite de départ 110, coupant perpendiculairement la voie initiale 100.The initial maneuver start position 111 is located on a so-called starting line 110, perpendicularly intersecting the initial lane 100.
Dans ce mode de réalisation, la ligne de départ 110 est déterminée de sorte à respecter les étapes de planification déjà prises en compte par la loi de contrôle latéral. Les données de planification contenues dans la mémoire 6 permettent de déterminer la position initiale de début de manœuvre 111 comme étant le point de trajectoire le plus proche sur la voie initiale qui ne soit pas encore pris en compte par la loi de commande latérale. Autrement dit, la position initiale de début de manœuvre 111 correspond à une étape de planification située juste après la distance de visée, celle-ci étant définie à l’instant T0 de commande d’un changement de voie.In this embodiment, the starting line 110 is determined so as to respect the planning steps already taken into account by the lateral control law. The planning data contained in the memory 6 make it possible to determine the initial maneuver start position 111 as being the closest trajectory point on the initial track which is not yet taken into account by the lateral control law. In other words, the initial maneuver start position 111 corresponds to a planning step located just after the sighting distance, the latter being defined at the time T0 of the lane change command.
Ainsi, dans l’étape E2 on détermine une zone de maintien 112 à l’intérieur de laquelle le véhicule automobile 10 se déplace sur la voie initiale 100 selon les étapes de planification connues de la loi de commande latérale à l’instant T0 et déterminées antérieurement à l’instant T0. La zone 112 est délimitée en amont par la position du véhicule automobile 10 à l’instant T0, et en aval par la ligne de départ 110.Thus, in step E2, a holding zone 112 is determined inside which the motor vehicle 10 moves on the initial lane 100 according to the known planning steps of the lateral control law at the time T0 and determined prior to time T0. Zone 112 is delimited upstream by the position of the motor vehicle 10 at time T0, and downstream by the start line 110.
Dans le mode de réalisation décrit, la longueur de la zone de maintien 112 dépend de la vitesse longitudinale du véhicule automobile 10, et peut correspondre au déplacement effectué par le véhicule automobile 10 pendant une durée d’une seconde ou environ une seconde. Autrement dit, la longueur de la zone de maintien 112 correspond à la distance de visée.In the embodiment described, the length of the holding zone 112 depends on the longitudinal speed of the motor vehicle 10, and may correspond to the movement carried out by the motor vehicle 10 for a duration of one second or approximately one second. In other words, the length of the holding zone 112 corresponds to the sighting distance.
On enchaine ensuite sur une étape E3 de détermination d’une position initiale de fin de manœuvre 121.We then move on to a step E3 for determining an initial position at the end of the maneuver 121.
Dans le mode de réalisation décrit, la position initiale de fin de manœuvre 121 est située sur la médiane de la voie finale 101 et sur une ligne d’arrivée initiale de fin de manœuvre 120 perpendiculaire à la voie finale 101.In the embodiment described, the initial position at the end of the maneuver 121 is located on the median of the final lane 101 and on an initial finish line at the end of the maneuver 120 perpendicular to the final lane 101.
La position initiale de fin de manœuvre 121 est définie par l’extrémité d’une trajectoire initiale 130 la plus courte possible reliant la position initiale de début de manœuvre 111 à un point 121 de fin de manœuvre appartenant à la médiane de la voie finale 101 tout en vérifiant les conditions de confort suivantes :
- la trajectoire initiale 130 est composée de trois clothoïdes présentant entre elles une continuité de courbure nommée également « continuité G2»,
- la trajectoire initiale 130 est telle que ses tangentes sont parallèles à la position initiale de début de manœuvre 111 et à la position initiale de fin de manœuvre 121,
- la trajectoire initiale 130 implique des accélérations latérales inférieures à un seuil maximal d’accélération latérale ALMAX, en supposant la vitesse de translation du véhicule constante pendant la manœuvre de changement de voie.The initial maneuver end position 121 is defined by the end of an initial trajectory 130 that is the shortest possible connecting the initial maneuver start position 111 to a maneuver end point 121 belonging to the median of the final lane 101 while verifying the following comfort conditions:
- the initial trajectory 130 is composed of three clothoids presenting between them a continuity of curvature also called "continuity G2 " ,
- the initial trajectory 130 is such that its tangents are parallel to the initial maneuver start position 111 and to the initial maneuver end position 121,
the initial trajectory 130 involves lateral accelerations below a maximum lateral acceleration threshold ALMAX, assuming the translational speed of the vehicle to be constant during the lane change maneuver.
Avantageusement, la trajectoire initiale 130 met également en œuvre des jerks latéraux inférieurs à un seuil maximal de jerk latéral JMAX, le seuil maximal de jerk latéral JMAX étant, par exemple, inférieur à 1m/s3.Advantageously, the initial trajectory 130 also implements lateral jerks less than a maximum lateral jerk threshold JMAX, the maximum lateral jerk threshold JMAX being, for example, less than 1 m/s 3 .
Les portions de voies de circulation 100, 101 situées entre la ligne de départ 110 et la ligne d’arrivée 120 définissent une zone 113 dite de manœuvre.The portions of taxiways 100, 101 located between the start line 110 and the finish line 120 define a so-called maneuvering zone 113.
La trajectoire de changement de voie est définie de sorte que la portion de trajectoire 130 contenue dans la zone de manœuvre 113 est composée d’une succession de trois clothoïdes,
- la jonction entre deux clothoïdes successives présentant une continuité G2, et
- la trajectoire 130 présentant une continuité G2 aux extrémités de la zone de manœuvre 113 avec la trajectoire antérieure à la manœuvre de changement de voie et avec la trajectoire postérieure à la manœuvre de changement de voie, c’est-à-dire aux points où la trajectoire 130 coupe les lignes de départ et d’arrivée 110, 120.The lane change trajectory is defined so that the trajectory portion 130 contained in the maneuvering zone 113 is composed of a succession of three clothoids,
- the junction between two successive clothoids having G2 continuity, and
- the trajectory 130 having continuity G2 at the ends of the maneuver zone 113 with the trajectory prior to the lane change maneuver and with the trajectory after the lane change maneuver, that is to say at the points where the trajectory 130 intersects the start and finish lines 110, 120.
Dans un mode de réalisation, le seuil maximal d’accélération latérale ALMAX correspond à une accélération supérieure de 2m/s2à l’accélération induite par la courbure des voies de circulation.In one embodiment, the maximum lateral acceleration threshold ALMAX corresponds to an acceleration 2 m/s 2 greater than the acceleration induced by the curvature of the traffic lanes.
Dans un mode de réalisation préférentiel, la position initiale de fin de manœuvre 121 est déterminée par itération. Les itérations ont pour objectif de déterminer la trajectoire la plus rapide respectant des critères de confort relatifs à l’accélération latérale.In a preferred embodiment, the initial end of maneuver position 121 is determined by iteration. The aim of the iterations is to determine the fastest trajectory respecting comfort criteria relating to lateral acceleration.
Chaque itération met en œuvre les sous-étapes suivantes :
- le choix d’une position candidate de fin de manœuvre,
- la détermination d’une trajectoire candidate reliant la position initiale de début de manœuvre 111 déterminée dans l’étape E2 et la position candidate de fin de manœuvre choisie, la trajectoire candidate étant composée de trois clothoïdes présentant entre elles une continuité G2, et la trajectoire candidate étant telle que ses tangentes sont parallèles à la position initiale de début de manœuvre 111 et à la position candidate de fin de manœuvre,
- une comparaison des accélérations latérales mises en œuvre dans la trajectoire candidate au seuil d’accélération latérale maximal ALMAX.
Each iteration implements the following sub-steps:
- the choice of a candidate end-of-maneuver position,
- the determination of a candidate trajectory connecting the initial maneuver start position 111 determined in step E2 and the chosen end of maneuver candidate position, the candidate trajectory being composed of three clothoids having between them a continuity G2, and the candidate trajectory being such that its tangents are parallel to the initial maneuver start position 111 and to the candidate end of maneuver position,
- a comparison of the lateral accelerations implemented in the candidate trajectory with the maximum lateral acceleration threshold ALMAX.
En d’autres termes, à chaque étape d’itération, la trajectoire reliant la position initiale de début de manœuvre 111 à la position candidate de fin de manœuvre 111 est définie mathématiquement par un spline de trois clothoïdes, c’est-à-dire par trois clothoïdes 301, 302, 303, vérifiant les critères suivants :
- les clothoïdes 301 et 302 sont placées bout-à-bout, et présentent entre elles une continuité de courbure,
- les clothoïdes 302 et 303 sont placées bout-à-bout, et présentent entre elles une continuité de courbure,
- la trajectoire formée par la jonction des trois clothoïdes est telle que les tangentes en chacune de ses deux extrémités sont parallèles entre elles.In other words, at each iteration step, the trajectory connecting the initial maneuver start position 111 to the candidate end of maneuver position 111 is mathematically defined by a spline of three clothoids, i.e. by three clothoids 301, 302, 303, satisfying the following criteria:
- the clothoids 301 and 302 are placed end to end, and present between them a continuity of curvature,
- the clothoids 302 and 303 are placed end to end, and present between them a continuity of curvature,
- the trajectory formed by the junction of the three clothoids is such that the tangents at each of its two ends are parallel to each other.
Dans le mode de réalisation présenté, la détermination de chaque trajectoire candidate s’effectue par interpolation.In the embodiment presented, the determination of each candidate trajectory is carried out by interpolation.
Un exemple de méthode de calcul d’une trajectoire candidate est décrit dans l’article « On the G2 Hermite Interpolation Problem with clothoids », publié en 2018 par Enrico Bertolazzi et Marco Frego dans la revueJournal of Computational and Applied Mathematics.An example of a method for calculating a candidate trajectory is described in the article "On the G2 Hermite Interpolation Problem with clothoids", published in 2018 by Enrico Bertolazzi and Marco Frego in the journal Journal of Computational and Applied Mathematics .
Plus la position candidate de fin de manœuvre est proche de la position initiale de début de manœuvre 111, plus les accélérations latérales de la trajectoire candidate reliant ces deux positions sont importantes.The closer the candidate position at the end of the maneuver is to the initial position at the start of the maneuver 111, the greater the lateral accelerations of the candidate trajectory connecting these two positions.
Dans le mode de réalisation décrit, les itérations se déroulent donc en deux phases. Dans une première phase, les positions candidates de fin de manœuvre s’éloignent progressivement de la position initiale de début de manœuvre 111, jusqu’à ce que le seuil d’accélération latérale maximale soit respecté. Puis dans une deuxième phase la position candidate de fin de manœuvre est affinée par dichotomie, afin de la rapprocher le plus possible de la position initiale de début de manœuvre 111.In the embodiment described, the iterations therefore take place in two phases. In a first phase, the candidate end-of-maneuver positions gradually move away from the initial position of the start of the maneuver 111, until the maximum lateral acceleration threshold is respected. Then in a second phase, the candidate position at the end of the maneuver is refined by dichotomy, in order to bring it as close as possible to the initial position at the start of the maneuver 111.
La position initiale de fin de manœuvre 121 ainsi déterminée permet de définir une ligne d’arrivée 120 passant par la position 121 et perpendiculaire à la voie finale 101.The initial end of maneuver position 121 thus determined makes it possible to define a finish line 120 passing through position 121 and perpendicular to the final track 101.
Dans un mode de réalisation alternatif, la position initiale de fin de manœuvre 121 pourrait être décalée par rapport au centre de la voie finale 101, par exemple pour augmenter la distance entre la trajectoire de changement de voie et un autre véhicule circulant sur la voie initiale 100.In an alternative embodiment, the initial end of maneuver position 121 could be shifted relative to the center of the final lane 101, for example to increase the distance between the lane change trajectory and another vehicle traveling on the initial lane. 100.
A l’issue de l’étape E3, on a déterminé la trajectoire initiale 130 la plus courte, passant par le point initial de début de manœuvre 111 et le point initial de fin de manœuvre 121, et répondant aux critères de confort précédemment définis.At the end of step E3, the shortest initial trajectory 130 has been determined, passing through the initial maneuver start point 111 and the initial maneuver end point 121, and meeting the previously defined comfort criteria.
Suite à l’étape E3, on enchaine sur une étape E4 de transmission de la trajectoire au module de contrôle latéral 5, afin de mettre en œuvre le déplacement du véhicule automobile 10 selon la trajectoire initiale 130 définie dans l’étape E3, et dans lequel le module de contrôle latéral 5 commande l’actionneur 7 de contrôle de la direction du véhicule.Following step E3, we continue with a step E4 of transmission of the trajectory to the lateral control module 5, in order to implement the movement of the motor vehicle 10 according to the initial trajectory 130 defined in step E3, and in which the side control module 5 controls the actuator 7 for controlling the direction of the vehicle.
Dans le mode d’exécution décrit, l’étape E4 peut également succéder à l’étape E5 décrite plus loin dans ce document. Dans ce cas, l’étape E4 transmettra, au module de contrôle latéral 5, la trajectoire actualisée définie dans l’étape E5 à un instant d’actualisation donné.In the mode of execution described, step E4 can also follow step E5 described later in this document. In this case, step E4 will transmit, to the lateral control module 5, the updated trajectory defined in step E5 at a given update time.
L’étape E4 comprend une sous-étape de vérification de la compatibilité entre la trajectoire de changement de voie et l’environnement de circulation du véhicule automobile 10 mesuré par le moyen de détection 4.Step E4 includes a sub-step of verifying the compatibility between the lane change trajectory and the traffic environment of the motor vehicle 10 measured by the detection means 4.
Des critères de compatibilité sont définis pour garantir la sécurité de la manœuvre, le respect du code de la route et le confort de la manœuvre.Compatibility criteria are defined to guarantee the safety of the maneuver, compliance with the highway code and the comfort of the maneuver.
Notamment, on vérifie que la trajectoire calculée à l’instant courant ne génèrera pas de collision avec un autre véhicule au cours de la manœuvre planifiée.In particular, it is verified that the trajectory calculated at the current instant will not generate a collision with another vehicle during the planned maneuver.
On vérifie par ailleurs que la trajectoire n’enfreint pas les règles du code de la route, par exemple ne franchit pas de ligne continue. Ce point est particulièrement pertinent lors des actualisations de trajectoire (suite à l’étape E5). En effet, l’environnement de circulation peut être fortement modifié entre deux actualisations, par exemple lorsque le véhicule automobile 10 évolue dans un virage dont la courbure est suffisamment importante pour limiter la portée du moyen de perception 4 à l’avant du véhicule.It is also checked that the trajectory does not infringe the rules of the highway code, for example does not cross a continuous line. This point is particularly relevant during trajectory updates (following step E5). Indeed, the traffic environment can be greatly modified between two updates, for example when the motor vehicle 10 moves around a bend whose curvature is large enough to limit the range of the perception means 4 at the front of the vehicle.
Plus généralement, la sous-étape de vérification permet de détecter des cas où la manœuvre vers la voie finale 101 n’est plus possible, par exemple lorsque les lignes de démarcation de la voie finale ne sont plus détectées par le moyen de perception 4.More generally, the verification sub-step makes it possible to detect cases where the maneuver towards the final lane 101 is no longer possible, for example when the demarcation lines of the final lane are no longer detected by the perception means 4.
De plus, la sous-étape de vérification permet de vérifier le respect d’une distance de confort entre le véhicule automobile 10 et les véhicules environnants, afin que la manœuvre soit sécurisante pour les usagers du véhicule automobile 10. Par exemple, cette condition peut être mise en œuvre par application d’un délai minimal avant collision d’au moins 5 secondes, voire de 10 secondes, et/ou par application d’une distance de suivi minimale de trois secondes ou plus.In addition, the verification sub-step makes it possible to verify compliance with a comfort distance between the motor vehicle 10 and the surrounding vehicles, so that the maneuver is safe for the users of the motor vehicle 10. For example, this condition may be implemented by applying a minimum delay before collision of at least 5 seconds, or even 10 seconds, and/or by applying a minimum following distance of three seconds or more.
Suite à ces vérifications, si une incompatibilité est détectée entre la trajectoire de changement de voie et l’environnement de circulation du véhicule automobile 10, on enchaine sur une étape E6 d’annulation de la manœuvre.Following these checks, if an incompatibility is detected between the lane change trajectory and the traffic environment of the motor vehicle 10, a step E6 of cancellation of the maneuver is continued.
Lorsque la trajectoire de changement de voie est compatible avec l’environnement de circulation du véhicule automobile 10, elle est transmise au module de contrôle latéral 5.When the lane change trajectory is compatible with the traffic environment of the motor vehicle 10, it is transmitted to the side control module 5.
On itère ensuite sur une étape E5 d’actualisation de la trajectoire.We then iterate over a step E5 for updating the trajectory.
L’étape E5 a pour fonction de mettre à jour périodiquement la trajectoire de changement de voie à chaque réception de données issues des moyens de perception 4.Step E5 has the function of periodically updating the lane change trajectory each time data is received from the perception means 4.
Préférentiellement, la boucle d’itération sur l’étape E5 est synchronisée sur la réception des données de perception, celle-ci s’effectuant toutes les 40 millisecondes. La boucle d’itération s’exécute donc à une fréquence élevée.Preferably, the iteration loop on step E5 is synchronized on the reception of the perception data, this taking place every 40 milliseconds. The iteration loop therefore executes at a high frequency.
Dans le mode d’exécution présenté, la boucle d’itération de l’étape E5 comprend également une exécution de l’étape E4 après chaque exécution de l’étape E5. Ainsi, après chaque calcul de trajectoire actualisée, l’exécution de l’étape E4 assure que la trajectoire actualisée transmise au module de contrôle latéral 5 est compatible avec l’environnement de circulation du véhicule automobile 10.In the execution mode presented, the iteration loop of step E5 also includes an execution of step E4 after each execution of step E5. Thus, after each updated trajectory calculation, the execution of step E4 ensures that the updated trajectory transmitted to the lateral control module 5 is compatible with the traffic environment of the motor vehicle 10.
En outre, l’étape E5 comprend une évaluation de conditions de sortie de la boucle d’itération, qui, lorsqu’elles sont vérifiées, conduisent à enchainer sur l’étape E2 après l’étape E5. Ce fonctionnement, destiné à réinitialiser le calcul de trajectoire, sera décrit plus loin dans ce document.In addition, step E5 includes an evaluation of exit conditions from the iteration loop, which, when they are verified, lead to linking to step E2 after step E5. This operation, intended to reinitialize the trajectory calculation, will be described later in this document.
L’étape E5 comprend les sous-étapes suivantes :
- une sous-étape E51 de détection du trajet actualisé de la voie initiale 100 et de la voie finale 101 par le moyen de détection 4,
- une sous étape E52 de détermination d’une position actualisée de fin de manœuvre, située sur la ligne d’arrivée initiale 120 et au centre du trajet actualisé de la voie finale 101.Step E5 includes the following sub-steps:
- a sub-step E51 of detection of the updated path of the initial channel 100 and of the final channel 101 by the detection means 4,
- a sub-step E52 for determining an updated position at the end of the maneuver, located on the initial finish line 120 and at the center of the updated route of the final lane 101.
Le traitement effectué dans les sous-étapes E51 et E52 est décrit en référence aux figures 4 et 5. La
A un instant TN, le moyen de perception 4 détecte un premier tracé des voies initiale et finale 100, 101, tel qu’il est représenté dans la
La trajectoire reliant la position initiale de début de manœuvre 111 à la position de fin de manœuvre 122 actualisée à l’instant TNest définie mathématiquement par un spline de trois clothoïdes 401, 402, 403, formant ensemble la trajectoire à la fois la plus courte possible entre ces deux points et vérifiant les critères de confort tels que définis dans la description de l’étape E3.The trajectory connecting the initial maneuver start position 111 to the end of maneuver position 122 updated at time T N is mathematically defined by a spline of three clothoids 401, 402, 403, together forming the trajectory that is both the most possible short distance between these two points and verifying the comfort criteria as defined in the description of step E3.
A un instant TN+1, le moyen de perception 4 détecte un deuxième tracé des voies initiale et finale 100, 101, tel qu’il est représenté dans la
Ainsi, comme cela est illustré par la
Le traitement effectué dans l’étape E5 applique en outre un seuil de déviation maximal entre les positions de fin de manœuvre 122, 123 concernant deux itérations consécutives, seuil au-delà duquel la trajectoire de changement de voie doit être réinitialisée.The processing carried out in step E5 also applies a maximum deviation threshold between the end of maneuver positions 122, 123 concerning two consecutive iterations, threshold beyond which the lane change trajectory must be reinitialized.
A cet effet, l’étape E5 d’actualisation comprend,
- un calcul d’une distance de déviation 124 entre d’une part la position actualisée de fin de manœuvre 123 déterminée lors de l’itération courante (dans l’exemple décrit, l’itération N+1) et d’autre part d’une part la position actualisée de fin de manœuvre 122 déterminée lors de la précédente itération (dans l’exemple décrit, l’itération N),
- et une comparaison de la distance de déviation 124 à un seuil de déviation maximal, l’ordre de grandeur de ce seuil pouvant être, par exemple, 2 millimètres.To this end, the updating step E5 comprises,
- a calculation of a deviation distance 124 between on the one hand the updated end of maneuver position 123 determined during the current iteration (in the example described, the iteration N+1) and on the other hand d 'on the one hand the updated end of maneuver position 122 determined during the previous iteration (in the example described, iteration N),
- And a comparison of the deviation distance 124 with a maximum deviation threshold, the order of magnitude of this threshold possibly being, for example, 2 millimeters.
Si la distance de déviation 124 est inférieure au seuil de déviation maximal, un calcul de trajectoire entre la position initiale de début de manœuvre 111 et la position de fin de manœuvre 123 actualisée à l’instant TN+1est effectuée selon la méthode de calcul décrite dans l’étape E3. Autrement dit, la trajectoire reliant la position initiale de début de manœuvre 111 à la position de fin de manœuvre 123 actualisée à l’instant TN+1est définie mathématiquement par un spline de trois clothoïdes, c’est-à-dire par trois clothoïdes 501, 502, 503, vérifiant les critères de confort tels que définis dans l’étape E3. Puis on enchaine sur l’étape E4 de transmission de la trajectoire au module de contrôle latéral 5.If the deviation distance 124 is less than the maximum deviation threshold, a trajectory calculation between the initial maneuver start position 111 and the maneuver end position 123 updated at time T N+1 is performed according to the method of calculation described in step E3. In other words, the trajectory connecting the initial maneuver start position 111 to the end of maneuver position 123 updated at time T N+1 is mathematically defined by a spline of three clothoids, that is to say by three clothoids 501, 502, 503, verifying the comfort criteria as defined in step E3. Then we move on to step E4 of transmission of the trajectory to the lateral control module 5.
Si la distance de déviation 124 est supérieure au seuil de déviation maximal, on enchaine sur l’étape E2 afin de réinitialiser le calcul de trajectoire, notamment le calcul des lignes de départ 110 et d’arrivée 120.If the deviation distance 124 is greater than the maximum deviation threshold, step E2 is continued in order to reset the trajectory calculation, in particular the calculation of the start 110 and finish 120 lines.
Le procédé de commande de trajectoire de changement de voie comprend par ailleurs une étape E6 d’annulation de la manœuvre de changement de voie. L’étape d’annulation est mise en œuvre lorsque la trajectoire de changement de voie calculée à un instant donné par le procédé ne vérifie pas tous les critères de conformité avec l’environnement de circulation du véhicule automobile 10 mesuré à l’instant donné par le moyen de détection 4.The lane change trajectory control method further comprises a step E6 of canceling the lane change maneuver. The cancellation step is implemented when the lane change trajectory calculated at a given instant by the method does not satisfy all the criteria of conformity with the traffic environment of the motor vehicle 10 measured at the given instant by the detection means 4.
Dans un mode de réalisation, l’étape d’annulation consiste à maintenir le véhicule automobile 10 dans la voie initiale 100. Si la manœuvre de changement de voie a déjà été amorcée, une trajectoire ramenant le véhicule automobile 10 au centre de la voie initiale 100 sera définie et transmise au module de contrôle latéral 5.In one embodiment, the cancellation step consists in maintaining the motor vehicle 10 in the initial lane 100. If the lane change maneuver has already been initiated, a trajectory bringing the motor vehicle 10 back to the center of the initial lane 100 will be defined and transmitted to the side control module 5.
Dans un mode de réalisation alternatif, lorsqu’un retour vers la voie initiale 100 est impossible, par exemple du fait du trafic sur la voie initiale 100, une solution pourrait consister à reculer la ligne d’arrivée pour modifier la trajectoire de changement de voie.In an alternative embodiment, when a return to the initial lane 100 is impossible, for example due to traffic on the initial lane 100, a solution could consist of moving the finish line back to modify the trajectory of the lane change. .
Dans un mode de réalisation, l’étape d’annulation peut comprendre une alerte pour signaler au conducteur que la manœuvre de changement de voie a été annulée.In one embodiment, the canceling step may include an alert to notify the driver that the lane change maneuver has been cancelled.
Au total, le procédé de commande de trajectoire de changement de voie selon l’invention présente de multiples avantages.All in all, the lane change trajectory control method according to the invention has multiple advantages.
En effet lors de la détermination de la trajectoire de changement de voie l’invention prend en compte simultanément diverses contraintes, parmi lesquelles des contraintes liées au confort des passagers du véhicule porteur de l’invention, des contraintes liées à la continuité des commandes induites par la planification de la trajectoire, et des contraintes liées aux limites des systèmes de perception dans certaines phases de conduite.In fact, when determining the lane change trajectory, the invention simultaneously takes into account various constraints, including constraints linked to the comfort of the passengers of the vehicle carrying the invention, constraints linked to the continuity of the commands induced by trajectory planning, and constraints related to the limits of perception systems in certain driving phases.
Pour cela, la méthode de calcul mise en œuvre par l’invention établit un compromis entre la rapidité et le confort de la manœuvre. En effet, tout d’abord, la méthode de calcul recherche la plus courte trajectoire tout en prenant en compte un seuil d’accélération latéral maximal et un seuil de jerk latéral maximal, par exemple un seuil maximal de jerk latéral (JMAX) inférieur ou égal à 1m/s3. Ensuite, elle permet avantageusement de garantir la continuité temporelle des paramètres de trajectoire lors des transitions entre la phase de conduite précédant le début de manœuvre, la manœuvre de changement de voie, et la phase de conduite suivant la fin de la manœuvre.For this, the calculation method implemented by the invention establishes a compromise between the speed and comfort of the maneuver. Indeed, first of all, the calculation method seeks the shortest trajectory while taking into account a maximum lateral acceleration threshold and a maximum lateral jerk threshold, for example a maximum lateral jerk threshold (JMAX) lower or equal to 1m/s 3 . Then, it advantageously makes it possible to guarantee the temporal continuity of the trajectory parameters during the transitions between the driving phase preceding the start of the maneuver, the lane change maneuver, and the driving phase following the end of the maneuver.
En outre, l’invention optimise son impact sur le fonctionnement de la loi de contrôle latéral, en préservant les étapes de planification relatives à la distance de visée.In addition, the invention optimizes its impact on the operation of the lateral control law, by preserving the planning steps relating to the sighting distance.
De plus, l’invention met en œuvre une actualisation à haute fréquence de la trajectoire à partir des données reçues des moyens de perception. Elle se rapproche ainsi du fonctionnement d’un conducteur humain et peut fonctionner sans cartographie.In addition, the invention implements a high-frequency updating of the trajectory from the data received from the perception means. It is thus close to the operation of a human driver and can operate without mapping.
De plus, comparée aux approches utilisées dans l’art antérieur, la méthode de commande de la trajectoire mise en œuvre dans l’invention est peu couteuse en charge de calcul puisqu’elle est basée sur une interpolation, notamment une interpolation polynomiale.Moreover, compared to the approaches used in the prior art, the trajectory control method implemented in the invention is inexpensive in computational terms since it is based on an interpolation, in particular a polynomial interpolation.
Par ailleurs, la mise au point des paramètres de la solution ne nécessite pas une compréhension mathématique de la méthode de calcul. En effet le paramétrage de l’invention porte uniquement sur des paramètres physiques, par exemple la valeur de la distance entre le véhicule automobile 10 et la ligne de départ, la valeur du seuil maximal d’accélération, les distances minimales de sécurité entre le véhicule automobile 10 et les objets, le temps de suivi par rapport aux autres véhicules.Moreover, the development of the parameters of the solution does not require a mathematical understanding of the calculation method. In fact, the configuration of the invention relates solely to physical parameters, for example the value of the distance between the motor vehicle 10 and the starting line, the value of the maximum acceleration threshold, the minimum safety distances between the vehicle 10 automobile and objects, tracking time relative to other vehicles.
Claims (8)
caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes :
- une étape (E1) de détection d’une commande d’un changement de voie à un instant initial (T0), vers une deuxième voie de circulation (101), adjacente à la première voie (100), un trajet initial des première et deuxième voies (100,101) étant détecté à l’instant initial (T0) par le moyen de détection (4),
- une étape (E2) de détermination d’une position initiale de début de manœuvre (111) de changement de voie située sur une ligne de départ initiale (110) perpendiculaire à la première voie (100),
- une étape (E3) de détermination d’une position initiale de fin de manœuvre (121) située sur une ligne médiane de la deuxième voie (101) et sur une ligne d’arrivée initiale (120) perpendiculaire à la deuxième voie (101),
la position initiale de fin de manœuvre (121) étant définie par l’extrémité d’une trajectoire initiale (130) la plus courte reliant la position initiale de début de manœuvre (111) à la position initiale de fin de manœuvre (121) tout en vérifiant les conditions suivantes :- la trajectoire initiale (130) est composée de trois clothoïdes présentant entre elles une continuité de courbure ou une continuité G2, et
- la trajectoire initiale (130) est telle que ses tangentes mesurées à la position initiale de début de manœuvre et à la position initiale de fin de manœuvre sont parallèles, et
- la trajectoire initiale (130) met en œuvre des accélérations latérales inférieures à un seuil maximal d’accélération latérale (ALMAX), en supposant que le véhicule parcoure la trajectoire initiale à la vitesse de translation qu’il présente lors du début de manœuvre de changement de voie,
- une étape (E4) de transmission de la trajectoire initiale (130) au module de contrôle latéral (5), et
- une étape de commande de l’actionneur (7) de commande de la direction du véhicule
characterized in that it comprises the following steps:
- a step (E1) of detecting a command to change lanes at an initial instant (T0), to a second traffic lane (101), adjacent to the first lane (100), an initial path of the first and second channels (100,101) being detected at the initial instant (T0) by the detection means (4),
- a step (E2) of determining an initial lane change maneuver start position (111) situated on an initial starting line (110) perpendicular to the first lane (100),
- a step (E3) for determining an initial position at the end of the maneuver (121) situated on a center line of the second lane (101) and on an initial finish line (120) perpendicular to the second lane (101) ,
the initial maneuver end position (121) being defined by the end of an initial trajectory (130) which is the shortest connecting the initial maneuver start position (111) to the initial maneuver end position (121) while by checking the following conditions:- the initial trajectory (130) is composed of three clothoids presenting between them a continuity of curvature or a G2 continuity, and
- the initial trajectory (130) is such that its tangents measured at the initial maneuver start position and at the initial maneuver end position are parallel, and
- the initial trajectory (130) implements lateral accelerations below a maximum lateral acceleration threshold (ALMAX), assuming that the vehicle travels the initial trajectory at the translational speed it exhibits at the start of the changeover maneuver of track,
- a step (E4) of transmitting the initial trajectory (130) to the lateral control module (5), and
- a step for controlling the actuator (7) for controlling the direction of the vehicle
- une détection, à un instant d’actualisation, du trajet actualisé des première et deuxième voies (100, 101) par le moyen de détection (4),
- une détermination d’une position actualisée de fin de manœuvre (123), située sur la ligne d’arrivée initiale (120) et de préférence au centre du trajet actualisé de la deuxième voie (101).
- detection, at an update instant, of the updated path of the first and second paths (100, 101) by the detection means (4),
- a determination of an updated end of maneuver position (123), located on the initial arrival line (120) and preferably at the center of the updated path of the second lane (101).
- un calcul d’une distance de déviation (124) entre d’une part la position actualisée de fin de manœuvre (123) déterminée lors de l’itération courante et d’autre part la position actualisée de fin de manœuvre (122) déterminée lors de la précédente itération, et
- une comparaison de la distance de déviation (124) à un seuil de déviation maximum,
- a calculation of a deviation distance (124) between on the one hand the updated position of end of maneuver (123) determined during the current iteration and on the other hand the updated position of end of maneuver (122) determined during from the previous iteration, and
- a comparison of the deviation distance (124) with a maximum deviation threshold,
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| US20210362720A1 (en) * | 2017-11-09 | 2021-11-25 | Hitachi Automotive Systems, Ltd. | Vehicle Movement Control Device, Method, Program, and System, and Target Trajectory Generating Device, Method, Program, and System |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3489926A1 (en) | 2016-07-25 | 2019-05-29 | Nissan Motor Co., Ltd. | Lane change assistance method and lane change assistance device |
| FR3090543A1 (en) * | 2018-12-19 | 2020-06-26 | Renault S.A.S. | Guidance method and system during a lane change maneuver. |
| WO2021053607A1 (en) * | 2019-09-18 | 2021-03-25 | C.R.F. Societa' Consortile Per Azioni | Model-based design of trajectory planning and control for automated motor-vehicles in a dynamic environment |
-
2021
- 2021-04-06 FR FR2103521A patent/FR3121411B1/en active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3489926A1 (en) | 2016-07-25 | 2019-05-29 | Nissan Motor Co., Ltd. | Lane change assistance method and lane change assistance device |
| FR3090543A1 (en) * | 2018-12-19 | 2020-06-26 | Renault S.A.S. | Guidance method and system during a lane change maneuver. |
| WO2021053607A1 (en) * | 2019-09-18 | 2021-03-25 | C.R.F. Societa' Consortile Per Azioni | Model-based design of trajectory planning and control for automated motor-vehicles in a dynamic environment |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20210362720A1 (en) * | 2017-11-09 | 2021-11-25 | Hitachi Automotive Systems, Ltd. | Vehicle Movement Control Device, Method, Program, and System, and Target Trajectory Generating Device, Method, Program, and System |
| US11731631B2 (en) * | 2017-11-09 | 2023-08-22 | Hitachi Astemo, Ltd. | Vehicle movement control device, method, program, and system, and target trajectory generating device, method, program, and system |
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