FR3123616A1 - Procédé et dispositif de détermination d’un risque de collision entre véhicules configurés pour communiquer en V2X - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un procédé et un dispositif de détermination d’un risque de collision entre un premier véhicule (10) et un deuxième véhicule (11). A cet effet, le premier véhicule (10) reçoit du deuxième véhicule (11) un message selon un mode de communication sans fil de type véhicule vers tout V2X. Ce message comprend une deuxième information représentative de la localisation du deuxième véhicule (11). Le premier véhicule (11) détermine sa localisation en obtenant une première information représentative de sa position. Un niveau représentant le risque de collision entre le premier véhicule (10) et le deuxième véhicule (11) est déterminé par le premier véhicule (10) à partir de la première information et de la deuxième information. Si ce niveau est supérieur à une première valeur seuil, alors le système de freinage automatique d’urgence du premier véhicule est activé. Figure pour l’abrégé : Figure 1
Description
La présente invention concerne les procédés et dispositifs de détermination d’un risque de collision entre véhicules. La présente invention concerne également un procédé et un dispositif de prédiction de trajectoire pour véhicule et de prédiction de collision. La présente invention concerne également un procédé et un dispositif de communication entre véhicules.
Arrière-plan technologique
La sécurité routière fait partie des enjeux importants de nos sociétés. Avec l’augmentation du nombre d’usagers, que ce soit les véhicules, les piétons ou encore les cyclistes, sur les réseaux routiers du monde entier, les risques d’accidents et d’incidents provoqués par ces mêmes usagers n’ont jamais été aussi importants.
Pour améliorer la sécurité routière, certains véhicules contemporains sont équipés de fonctions ou systèmes d’aide à la conduite, dits ADAS (de l’anglais « Advanced Driver-Assistance System » ou en français « Système d’aide à la conduite avancé »). Des systèmes ADAS mettent par exemple en œuvre des procédés basés sur la détection d’obstacles environnants à l’aide de capteurs périphériques embarqués sur un véhicule tels que des caméras, radars, ou encore lidars (de l’anglais « Light Detection And Ranging », ou « Détection et estimation de la distance par la lumière » en français).
La détection d’un objet sur la voie de circulation par ou plusieurs de ces capteurs embarqués entraine par exemple la génération d’une alerte dans l’habitacle du véhicule ou une action automatique du véhicule pour éviter la collision avec l’objet détecté.
Cependant, ces systèmes connaissent certaines limitations. Par exemple, pour qu’un objet soit détecté par un ou plusieurs de ces capteurs, l’objet doit se trouver dans le champ de vision du capteur. Selon la géométrie de la route ou les conditions de visibilité, il arrive que la détection de l’objet arrive tardivement, ce qui limite la capacité de réaction du conducteur ou du véhicule.
Résumé de la présente invention
Un objet de la présente invention est de résoudre au moins l’un des problèmes ou limitations de l’arrière-plan technologique décrits précédemment.
Un objet de la présente invention est ainsi d’améliorer la détection d’obstacle sur une route.
Un autre objet de la présente invention est d’améliorer la prédiction d’un risque de collision pour éviter la collision entre un véhicule et un objet, notamment un autre véhicule.
Enfin, un autre objet de la présente invention est d’améliorer la sécurité d’un véhicule et de ses passages, ainsi que celle des autres usagers de la route.
Selon un premier aspect, la présente invention concerne un procédé de détermination d’un risque de collision entre véhicules, le procédé étant mis en œuvre par un premier véhicule, le procédé comprenant les étapes suivantes :
- réception d’au moins un message émis par un deuxième véhicule selon un mode de communication véhicule vers tout, dit V2X, le au moins un message comprenant une deuxième information représentative de localisation du deuxième véhicule ;
- obtention d’une première information représentative de localisation du premier véhicule à partir d’un récepteur d’un système de positionnement par satellite embarqué dans le premier véhicule ;
- détermination d’un niveau de risque de collision entre le premier véhicule et le deuxième véhicule en fonction de la première information et de la deuxième information ;
- activation d’un système de freinage automatique d’urgence du premier véhicule lorsque le niveau est supérieur à une première valeur seuil.
Selon une variante, le procédé comprend en outre les étapes suivantes lorsque le niveau est inférieur à la première valeur seuil :
- détermination d’une première trajectoire sur un intervalle de temps déterminé à partir de la première information et de premiers paramètres dynamiques du premier véhicule ;
- détermination d’une zone géographique de destination pour le premier véhicule en fonction de la première trajectoire du premier véhicule, d’une marge d’erreur sur la localisation du premier véhicule et d’une largeur du premier véhicule ;
- détermination de présence ou d’absence du deuxième véhicule dans la zone géographique de destination en fonction d’une troisième information représentative de localisation du deuxième véhicule.
Selon une autre variante :
- la troisième information correspond à la deuxième information lorsque le deuxième véhicule est immobile ;
- la troisième information correspond à une position finale d’une deuxième trajectoire du deuxième véhicule déterminée sur l’intervalle de temps déterminé à partir de la deuxième information et de deuxièmes paramètres dynamiques du deuxième véhicule, les deuxièmes paramètres dynamiques étant compris dans le au moins un message.
Selon une variante supplémentaire, la première trajectoire et la deuxième trajectoire sont prédites par mise en œuvre d’une méthode de modélisation cinématique d’une bicyclette sur un horizon de temps déterminé à compter d’un instant courant.
Selon encore une variante, lorsque le deuxième véhicule est présent dans la zone géographique de destination, le procédé comprend en outre les étapes suivantes :
- détermination d’un temps restant avant collision, dit TTC, entre le premier véhicule et le deuxième véhicule, ledit TTC étant déterminé en fonction de la première trajectoire du premier véhicule, d’un point de projection correspondant à une projection de la localisation du deuxième véhicule représentée par la troisième information sur la première trajectoire et d’une vitesse du premier véhicule ;
- comparaison du TTC à un ensemble de deuxièmes valeurs seuils comprenant au moins une deuxième valeur seuil ;
- activation du système de freinage automatique d’urgence du premier véhicule lorsque le TTC est inférieur à au moins une deuxième valeur seuil de l’ensemble de deuxièmes valeurs seuils.
Selon une variante additionnelle, le procédé comprend en outre une étape de rendu d’une alerte lorsque le système de freinage automatique d’urgence du premier véhicule est activé.
Selon une autre variante, le au moins un message est de type message d’avertissement coopératif, dit message CAM, ou de type message de notification environnementale décentralisée, dit message DENM.
Selon un deuxième aspect, la présente invention concerne un dispositif de détermination d’un risque de collision entre véhicules, le dispositif comprenant une mémoire associée à un processeur configuré pour la mise en œuvre des étapes du procédé selon le premier aspect de la présente invention.
Selon un troisième aspect, la présente invention concerne un véhicule, par exemple de type automobile, comprenant un dispositif tel que décrit ci-dessus selon le deuxième aspect de la présente invention.
Selon un quatrième aspect, la présente invention concerne un programme d’ordinateur qui comporte des instructions adaptées pour l’exécution des étapes du procédé selon le premier aspect de la présente invention, ceci notamment lorsque le programme d’ordinateur est exécuté par au moins un processeur.
Un tel programme d’ordinateur peut utiliser n’importe quel langage de programmation, et être sous la forme d’un code source, d’un code objet, ou d’un code intermédiaire entre un code source et un code objet, tel que dans une forme partiellement compilée, ou dans n’importe quelle autre forme souhaitable.
Selon un cinquième aspect, la présente invention concerne un support d’enregistrement lisible par un ordinateur sur lequel est enregistré un programme d’ordinateur comprenant des instructions pour l’exécution des étapes du procédé selon le premier aspect de la présente invention.
D’une part, le support d’enregistrement peut être n'importe quel entité ou dispositif capable de stocker le programme. Par exemple, le support peut comporter un moyen de stockage, tel qu'une mémoire ROM, un CD-ROM ou une mémoire ROM de type circuit microélectronique, ou encore un moyen d'enregistrement magnétique ou un disque dur.
D'autre part, ce support d’enregistrement peut également être un support transmissible tel qu'un signal électrique ou optique, un tel signal pouvant être acheminé via un câble électrique ou optique, par radio classique ou hertzienne ou par faisceau laser autodirigé ou par d'autres moyens. Le programme d’ordinateur selon la présente invention peut être en particulier téléchargé sur un réseau de type Internet.
Alternativement, le support d'enregistrement peut être un circuit intégré dans lequel le programme d’ordinateur est incorporé, le circuit intégré étant adapté pour exécuter ou pour être utilisé dans l'exécution du procédé en question.
Brève description des figures
D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description des exemples de réalisation particuliers et non limitatifs de la présente invention ci-après, en référence aux figures 1 à 5 annexées, sur lesquelles :
Description des exemples de réalisation
Un procédé et un dispositif de détermination d’un risque de collision entre véhicules vont maintenant être décrits dans ce qui va suivre en référence conjointement aux figures 1 à 5. Des mêmes éléments sont identifiés avec des mêmes signes de référence tout au long de la description qui va suivre.
Selon un exemple particulier et non limitatif de réalisation de la présente invention, un premier véhicule reçoit d’un deuxième véhicule un ou plusieurs messages selon un mode de communication sans fil de type véhicule vers tout, dit V2X (de l’anglais « Vehicle to Everything » ou en français « Véhicule vers tout »). Ce ou ces messages correspondent par exemple chacun à un message d’avertissement coopératif, dit message CAM (de l’anglais « Cooperative Awareness Message » ou en français « Message d’avertissement coopératif »), ou à un message de notification environnementale décentralisée, dit message DENM (de l’anglais « Decentralized Environmental Notification Message » ou en français « Message de notification environnementale décentralisée »). Ce ou ces messages comprennent avantageusement chacun une deuxième information représentative de la localisation du deuxième véhicule à l’instant de l’émission du message par le deuxième véhicule. Le premier véhicule détermine en outre sa localisation en obtenant une première information représentative de sa position ou de sa localisation, par exemple depuis un récepteur d’un système de positionnement par satellite de type GPS (de l’anglais « Global Positioning System » ou en français « Système mondial de positionnement ») par exemple, ce récepteur étant embarqué dans le premier véhicule. Un niveau représentant le risque de collision entre le premier véhicule et le deuxième véhicule est déterminé par le premier véhicule à partir de la première information de localisation du premier véhicule et de la deuxième information de localisation du deuxième véhicule. Si ce niveau est supérieur à une première valeur seuil, alors le système de freinage automatique d’urgence du premier véhicule est activé ou déclenché, par exemple automatiquement.
L’utilisation du système de communication V2X permet au premier véhicule d’obtenir des informations sur la présence d’autres véhicules dans son environnement, indépendamment de leur visibilité depuis le premier véhicule. Le premier véhicule peut ainsi déterminer le risque de collision avec ce ou ces autres véhicules à partir d’informations reçus selon ce mode de communication V2X et activer les actions nécessaires pour éviter la collision. La sécurité du premier véhicule ainsi que celle des autres véhicules s’en trouvent ainsi améliorée.
D’autres aspects et modes de réalisations particuliers de l’invention sont décrits ci-dessous.
La illustre schématiquement un environnement 1 comprenant un premier véhicule 10 et un deuxième véhicule 11, selon un exemple de réalisation particulier et non limitatif de la présente invention.
La illustre un environnement 1 correspondant par exemple à un environnement routier dans lequel circulent un premier véhicule 10 et un deuxième véhicule 11. Le premier véhicule 10 et le deuxième véhicule 11 circulent par exemple sur une même portion de route illustrée avec des traits en pointillés sur la .
Le premier véhicule 10 et le deuxième véhicule 11 circule par exemple en sens inverse ou dans le même sens. Le deuxième véhicule 11 correspond par exemple à un véhicule immobile ou stationnaire ou selon un autre exemple à un véhicule mobile ou en mouvement.
Le premier véhicule 10 correspond par exemple à un véhicule à moteur thermique, à moteur(s) électrique(s) ou encore un véhicule hybride avec un moteur thermique et un ou plusieurs moteurs électriques. Le premier véhicule 10 correspond ainsi par exemple à un véhicule terrestre, par exemple une automobile, un camion, un car, une moto. Enfin, le premier véhicule 10 correspond à un véhicule autonome ou non, c’est-à-dire un véhicule circulant selon un niveau d’autonomie déterminée ou sous la supervision totale du conducteur.
Le deuxième véhicule 11 correspond également à un véhicule à moteur thermique, à moteur(s) électrique(s) ou encore un véhicule hybride avec un moteur thermique et un ou plusieurs moteurs électriques, correspondant par exemple à un véhicule terrestre, par exemple une automobile, un camion, un car, une moto, autonome ou non.
Le premier véhicule 10 embarque avantageusement un système de géolocalisation par satellite configuré pour déterminer la position courante du premier véhicule 10, le premier véhicule 10 embarquant à cet effet un récepteur d’un système de type GPS ou Galileo par exemple en communication avec un calculateur du système embarqué du premier véhicule 10.
Le deuxième véhicule 11 embarque également un système de géolocalisation par satellite configuré pour déterminer la position courante du deuxième véhicule 11, le deuxième véhicule 11 embarquant à cet effet un récepteur d’un système de type GPS ou Galileo par exemple en communication avec un calculateur du système embarqué du deuxième véhicule 11.
Le premier véhicule 10 et le deuxième véhicule 11 embarquent chacun également un système ou dispositif de communication configuré pour communiquer entre eux de manière directe ou via une infrastructure d’un réseau de communication sans fil.
L’infrastructure de communication mobile permettant la communication sans fil de données entre le premier véhicule 10 et le deuxième véhicule 11 comprend par exemple ou plusieurs équipements de communication 101 de type antenne relais (réseau cellulaire) ou unité bord de route, dite UBR. Dans un mode de communication utilisant une telle architecture réseau, les données sont par exemple transmises par le deuxième véhicule 11 au premier véhicule 10 (et réciproquement du premier véhicule 10 au deuxième véhicule 11) via une antenne relais ou UBR 101, les données échangées transitant par exemple par un ou plusieurs dispositifs distants (par exemple un serveur) du « cloud » (ou « nuage » en français) 100, l’équipement de communication 101 étant par exemple relié au « cloud » 100 via une liaison filaire.
Le système de communication du premier véhicule 10 (respectivement du deuxième véhicule 11) comprend par exemple une ou plusieurs antennes de communication reliées à une unité de contrôle télématique, dite TCU (de l’anglais « Telematic Control Unit »), elle-même reliée à un ou plusieurs calculateurs du système embarqué du premier véhicule 10 (respectivement du deuxième véhicule 11). La ou les antennes, l’unité TCU et le ou les calculateurs forment par exemple une architecture multiplexée pour la réalisation de différents services utiles pour le bon fonctionnement du véhicule et pour assister le conducteur et/ou les passagers du véhicule dans le contrôle du premier véhicule 10 (respectivement du deuxième véhicule 11), par exemple dans le contrôle d’un ou plusieurs systèmes ADAS embarqué dans le premier véhicule 10 (respectivement du deuxième véhicule 11). Le ou les calculateurs et l’unité TCU communiquent et échangent des données entre eux par l’intermédiaire d’un ou plusieurs bus informatiques, par exemple un bus de communication de type bus de données CAN (de l’anglais « Controller Area Network » ou en français « Réseau de contrôleurs »), CAN FD (de l’anglais « Controller Area Network Flexible Data-Rate » ou en français « Réseau de contrôleurs à débit de données flexible »), FlexRay (selon la norme ISO 17458) ou Ethernet (selon la norme ISO/IEC 802-3).
Chaque système ou dispositif de communication peut être assimilé à un nœud d’un réseau, par exemple un réseau sans fil ad hoc.
Le premier véhicule 10 et les deuxièmes véhicules 11 communiquent avantageusement en utilisant le système de communication V2X, par exemple basé sur les standards 3GPP LTE-V ou IEEE 802.11p de ITS G5. Dans un tel système de communication V2X, chaque véhicule embarque un nœud pour permettre une communication de véhicule à véhicule V2V (de l’anglais « vehicle-to-vehicle »), de véhicule à infrastructure V2I (de l’anglais « vehicle-to-infrastructure ») et/ou de véhicule à piéton V2P (de l’anglais « vehicle-to-pedestrian »), les piétons étant équipés de dispositifs mobiles (par exemple un téléphone intelligent (de l’anglais « Smartphone »)) configurés pour communiquer avec les véhicules.
L’équipement de communication 101 correspondant par exemple à une antenne d’un réseau cellulaire de type LTE 4G ou 5G ou à une UBR (« Unité Bord de Route ») est par exemple assimilé à un nœud du réseau, en plus des nœuds équipant les véhicules 10 et 11.
Selon un exemple particulier de réalisation, l’ensemble des nœuds (c’est-à-dire les dispositifs de communications associés aux véhicules 10 et 11 et l’antenne ou UBR 101) du réseau forme par exemple un réseau sans fil ad hoc (aussi appelé WANET (de l’anglais « Wireless Ad Hoc Network ») ou MANET (de l’anglais « Mobile Ad Hoc Network »)), correspondant à un réseau sans fil décentralisé. Le réseau sans fil ad hoc correspond avantageusement à un réseau véhiculaire ad hoc (ou VANET, de l’anglais « Vehicular Ad hoc NETwork ») ou à un réseau véhiculaire ad hoc intelligent (ou InVANET, de l’anglais « Intelligent Vehicular Ad hoc NETwork »), aussi appelé réseau « GeoNetworking ». Dans un tel réseau, 2 véhicules ou plus embarquant chacun un nœud peuvent communiquer entre eux dans le cadre d’une communication véhicule à véhicule V2V (de l’anglais « vehicle-to-vehicle ») ; chaque véhicule peut communiquer avec l’infrastructure mise en place dans le cadre d’une communication véhicule à infrastructure V2I (de l’anglais « vehicle-to-infrastructure ») ; chaque véhicule peut communiquer avec un ou des piétons équipés de dispositifs mobiles (par exemple un téléphone intelligent (de l’anglais « Smartphone »)) dans le cadre d’une communication véhicule à piéton V2P (de l’anglais « vehicle-to-pedestrian »).
Selon un exemple de réalisation, le premier véhicule 10 et le deuxième véhicule 11 communiquent et échangent des données selon un mode de communication de type V2V, par exemple selon un mode de communication direct.
Un mode de communication directe est par exemple conforme à :
- ITS G5 en Europe ou DSRC (de l’anglais « Dedicated Short Range Communications » ou en français « Communications dédiées à courte portée ») aux Etats-Unis d’Amérique, qui reposent tous les deux sur le standard IEEE 802.11p ; ou
- LTE-V Mode 4 (de l’anglais « Long-Term Evolution – Vehicle Mode 4 » ou en français « Evolution à long terme – véhicule Mode 4 ») qui permet des communications V2V, aussi appelées communications « sidelink » (ou en français « liaison latérale »)) basé sur une interface de communication directe de LTE appelée PC5 ; une telle technologie est décrite par exemple dans l’article intitulé « Analytical Models of the Performance of C-V2X Mode 4 Vehicular Communications », écrit par Manuel Gonzalez-Martin, Miguel Sepulcre, Rafael Molina-Masegosa et Javier Gozalvez, et publié en 2018.
Le premier véhicule 10 (via par exemple un ou plusieurs processeurs d’un ou plusieurs calculateurs embarqués dans le premier véhicule 10) est ainsi configuré pour la mise en œuvre d’un processus de détermination d’un risque de collision tel que décrit en regard de la et/ou pour la mise en œuvre d’un procédé de détermination d’un risque de collision tel que décrit en regard de la .
Un exemple de réalisation d’un calculateur est décrit ci-dessous en regard de la .
La illustre schématiquement un processus de détermination d’un risque de collision mis en œuvre par le premier véhicule 10, selon un exemple de réalisation particulier et non limitatif de la présente invention.
Le processus décrit ci-dessous est par exemple mis en œuvre par un ou plusieurs processeurs d’un ou plusieurs calculateurs du système embarqué du premier véhicule 10.
Dans une première opération 21, le premier véhicule 10 obtient un ensemble de données 201 comprenant une première information représentative de sa position ou de sa localisation. Cette première information est par exemple reçue du récepteur GPS embarqué dans le premier véhicule 10.
Selon une variante de réalisation, cet ensemble de données 201 comprend en outre un ensemble de paramètres dynamiques du premier véhicule 10, appelés premiers paramètres dynamiques. Ces premiers paramètres dynamiques comprennent par exemple une ou plusieurs informations de vitesse du premier véhicule 10, une ou plusieurs informations de direction de déplacement du premier véhicule 10, une ou plusieurs mesures d’angle volant ou encore une ou plusieurs informations de courbure. Ces premiers paramètres sont avantageusement obtenus de dispositifs ou capteurs embarqués dans le premier véhicule 10, par exemple le capteur d’angle volant (CAV), un système odométrique, une centrale inertielle.
Dans cette première opération, le premier véhicule 10 reçoit en outre un ou plusieurs messages 202 émis par le deuxième véhicule 11 selon le mode de communication V2X.
Le ou les messages 202 sont par exemple émis de manière plus particulière selon un mode de communication V2V, de manière directe entre les véhicules 10 et 11 ou de manière indirecte via l’infrastructure du réseau sans fil, c’est-à-dire via notamment l’antenne ou UBR 101.
Chaque message reçu correspond par exemple à un message d’avertissement coopératif, dit message CAM (de l’anglais « Cooperative Awareness Message » ou en français « Message d’avertissement coopératif »), tel que défini dans la spécification technique ETSI TS 102 637-2 v1.2.1 de mars 2011.
Un message CAM comprend par exemple un identifiant de l’émetteur du message (par exemple le deuxième véhicule 11), une information de position ou de localisation (appelée deuxième information) de l’émetteur (par exemple le deuxième véhicule 11) obtenue du récepteur GPS embarqué dans le deuxième véhicule 11 et un ensemble de paramètres dynamiques (appelés deuxièmes paramètres dynamiques) de l’émetteur (par exemple le deuxième véhicule 11). Les deuxièmes paramètres dynamiques comprennent par exemple la vitesse du deuxième véhicule, la direction de déplacement, des mesures d’angle volant ou encore une information de courbure. Ces deuxièmes paramètres sont avantageusement obtenus de dispositifs ou capteurs embarqués dans le deuxième véhicule 11, par exemple le capteur d’angle volant (CAV), un système odométrique, une centrale inertielle.
Selon un autre exemple, chaque message reçu correspond à un message de notification environnementale décentralisée, dit message DENM (de l’anglais « Decentralized Environmental Notification Message » ou en français « Message de notification environnementale décentralisée »), tel que défini dans la spécification technique ETSI TS 102 637-3 v1.1.1 de septembre 2010.
Un message DENM comprend par exemple l’identifiant de l’émetteur du message (par exemple le deuxième véhicule 11) et la deuxième information de position ou de localisation de l’émetteur (par exemple le deuxième véhicule 11) obtenue du récepteur GPS embarqué dans le deuxième véhicule 11.
Selon une variante, l’ensemble de messages reçus comprend un ou plusieurs messages CAM et un ou plusieurs messages DENM.
Dans cette première opération 21, le premier véhicule 10 détermine un niveau de risque de collision entre le premier véhicule 10 et le deuxième véhicule 11 en fonction de la première information de localisation du premier véhicule 10 et de la deuxième information de localisation du deuxième véhicule 11.
La première information et la deuxième information sont représentatives de la localisation de respectivement le premier véhicule 10 et le deuxième véhicule 11 à un même instant temporel correspondant par exemple à un instant courant, correspondant par exemple à l’instant de réception du message CAM ou DENM transportant la deuxième information.
Le niveau de risque de collision correspond par exemple à une probabilité d’une possible collision entre le premier véhicule 10 et le deuxième véhicule 11. Cette probabilité est par exemple calculée ou déterminée en évaluant l’intersection entre deux ellipses de confiance des positions du premier véhicule 10 et du deuxième véhicule 11. Cette probabilité est par exemple calculée en utilisant la méthode de Monte Carlo, selon l’équation suivante :
Avec pv1(x,y) la probabilité (distribution normale) par rapport à la première position du premier véhicule V1 10 et pv2(x,y) la probabilité (distribution normale) par rapport à la première position du deuxième véhicule V2 11.
Le niveau de risque de collision est comparé à une première valeur seuil qui dépend par exemple du type de la route et du type du deuxième véhicule.
Cette première valeur seuil est par exemple égale à 0.7 ou 0.8.
Lorsque le résultat de la comparaison indique que le niveau de risque de collision est supérieur à la première valeur seuil, alors le processus se poursuit avec l’opération 210.
Lorsque le résultat de la comparaison indique que le niveau de risque de collision est inférieur à la première valeur seuil, alors le processus se poursuit avec l’opération 22.
Dans une deuxième opération 22, lorsque le niveau de risque de collision est supérieur à la première valeur seuil, c’est-à-dire lorsque la probabilité est élevée qu’une collision entre le premier véhicule 10 et le deuxième véhicule 11 ait lieu, une ou plusieurs actions pour prévenir la collision sont déclenchées.
Par exemple, le calculateur en charge de mettre en œuvre le processus transmet une requête à un ou plusieurs calculateurs chacun en charge de contrôler un système ADAS particulier du premier véhicule 10.
Par exemple et de manière avantageuse, la détermination d’un niveau de risque de collision supérieur à la première valeur seuil déclenche de manière automatique le système de freinage d’urgence du premier véhicule 10.
Selon une variante de réalisation, la détermination d’un niveau de risque de collision supérieur à la première valeur seuil déclenche la génération et le rendu d’un ou plusieurs messages d’alerte à destination du conducteur du premier véhicule 10.
Selon une autre variante de réalisation, l’activation du système de freinage d’urgence du premier véhicule 10 entraine la transmission d’un ou plusieurs messages d’alertes aux véhicules à proximité du premier véhicule 10 selon le mode de communication V2X pour les alerter que le système de freinage d’urgence est activé.
Dans une troisième opération 23, lorsque le niveau de risque de collision est inférieur à la première valeur seuil, c’est-à-dire lorsqu’il existe une incertitude sur le fait qu’une collision entre le premier véhicule 10 et le deuxième véhicule 11 ait lieu, le premier véhicule 10 détermine sa zone géographique de destination, connue sous l’acronyme GDA (de l’anglais « Geographical Destination Area »). Cette GDA du premier véhicule 10 est avantageusement déterminée ou calculée à partir de la première information de localisation courante du premier véhicule 10 et des premiers paramètres dynamiques du premier véhicule 10 obtenus à l’instant courant. Pour la détermination de cette GDA, il est supposé que le premier véhicule 10 conserve les premiers paramètres dynamiques pour une durée déterminée (appelée horizon de temps) qui dépend par exemple du type de la route sur laquelle circule le premier véhicule 10 et/ou de la vitesse courante du premier véhicule 10. L’horizon de temps est par exemple inversement proportionnel à la vitesse. A titre d’exemple, cet horizon de temps est égal à 10 secondes. Selon d’autres exemples, l’horizon de temps est égal à 5, 15 ou 20 secondes.
La détermination de la GDA prend également en compte les erreurs ou incertitudes associées à la mesure de la position du premier véhicule 10 (par exemple les erreurs associées au système GPS). La détermination de la GDA prend également comme paramètre d’entrée la largeur du premier véhicule 10.
Une telle zone GDA est connue de l’homme du métier et décrite par exemple dans le document intitulé « Vehicle to Pedestrian Communications for Protection of Vulnerable road Users », de José Javier Anaya, Pierre Merdrignac, Oyunchimeg Shagdar, Fawzi Nashashibi et José E. Naranjo, publié le 19 mai 2014 dans l’archive HAL.
La détermination de la GDA se base sur la détermination de la trajectoire du premier véhicule 10 sur l’horizon de temps à partir de la première information de position courante du premier véhicule 10 et des premiers paramètres dynamiques du premier véhicule 10. La détermination d’une telle trajectoire est par exemple obtenue en utilisant toute méthode de modélisation dynamique de trajectoire telle que la méthode connue sous le nom de méthode de modélisation cinématique d’une bicyclette (de l’anglais « Bicycle Kinematic Model »). Une telle méthode est par exemple décrite dans le document intitulé « Kinematic and Dynamic Controller Design for Autonomous Driving of Car-like Mobile Robot », de Kiwon Yeom, publié le 7 juillet 2020 dans « International Journal of Mechanical Engineering and Robotics Research », volume 9, Numéro 7.
La trajectoire du premier véhicule 10 prédite sur un horizon de temps par exemple égal à 10 secondes correspond par exemple à un arc de cercle de rayon R et centré en un point de coordonnées (xc,yc), avec :
Avec (xD,yD) la position courante du premier véhicule 10, ‘l’ la largeur du premier véhicule 10, θ la direction du premier véhicule 10 et δ la mesure de l’angle volant.
La zone géographique à destination GDA obtenue est illustrée par la , selon un exemple de réalisation particulier et non limitatif de la présente invention.
La illustre ainsi une GDA 30 délimitée par des traits pleins avec la trajectoire 301 du premier véhicule 10 prédite sur l’horizon de temps déterminé, tel qu’expliqué ci-dessus. La position 31 du deuxième véhicule 11 illustrée par un carré correspond à la position finale du deuxième véhicule 11 à la fin de la période temporelle correspondant à l’horizon de temps. Enfin, l’ellipse grise 33 correspond à la projection de la position 31 du deuxième véhicule sur la première trajectoire 301 prédite pour le premier véhicule 10.
Le premier véhicule 10 tourne autour d’un axe instantané de rotation autour d’un point 32 correspondant au centre instantané de rotation, ou ICR (de l’anglais « Instantaneous Center of Rotation »).
La zone GDA 30 est par exemple définie par deux distances correspondant au rayon de courbure minimal 322 et le rayon de courbure maximal 323, tous les deux ayant pour origine le point 32. L’ensemble des points compris entre ces deux rayons de courbure 322 et 322 forment ainsi la zone GDA 30 du premier véhicule 10.
Dans cette troisième opération 23, il est déterminé si le deuxième véhicule 11 est localisé dans la zone GDA 30 à la fin de la période temporelle correspondant à l’horizon de temps.
Lorsque le deuxième véhicule 11 est immobile, la position du deuxième véhicule à la fin de l’horizon de temps correspond à sa position définie par la deuxième information.
Lorsque le deuxième véhicule 11 est mobile, la position du deuxième véhicule à la fin de l’horizon de temps correspond au dernier point de la trajectoire. Pour déterminer ce point, la trajectoire du deuxième véhicule 11 est prédite selon la même méthode que celle utilisée pour prédire la première trajectoire 301 du premier véhicule 10, par exemple selon la méthode de modélisation cinématique d’une bicyclette, à partir de la deuxième information de localisation et des deuxièmes paramètres dynamiques du deuxième véhicule 11 transmis par le deuxième véhicule 11 au premier véhicule 10 dans le ou les messages CAM selon le mode de communication V2X.
La présence ou l’absence du deuxième véhicule 11 dans la zone GDA est avantageusement déterminée en comparant la distance ‘d’ 321 entre le point 32 et la position finale 31 du deuxième véhicule avec le rayon de courbure minimal 322 ‘Rmin’ d’une part et le rayon de courbure maximale 323 ‘Rmax’ d’autre part. Ainsi si cette distance ‘d’ 321 est comprise entre ‘Rmin’ 322 et ‘Rmax’ 322, alors le deuxième véhicule 11 est détecté comme étant présent dans la zone GDA 30, sinon le deuxième véhicule 11 est absent de la zone GDA 30.
Lorsqu’il est déterminé que le deuxième véhicule 11 est absent de la zone GDA 30, alors le processus passe à la quatrième opération 24 et prend fin sans action supplémentaire pour le premier véhicule 10, le risque de collision étant jugé comme normal ou faible et ne requérant aucune activation d’un système de sécurité tel que le système de freinage d’urgence par exemple.
Lorsqu’il est déterminé que le deuxième véhicule 11 est présent dans la zone GDA 30, alors le processus passe à la cinquième opération 25.
Dans une cinquième opération 25, le temps restant avant collision, dit TTC (de l’anglais « Time To Collision »), entre le premier véhicule 10 et le deuxième véhicule 11 est déterminé ou calculé à partir de la première trajectoire prédite 301 pour le premier véhicule 10 et le point de projection 33 de la position finale 31 du deuxième véhicule 11 sur la première trajectoire 301 du premier véhicule 10, connaissant la vitesse du premier véhicule 10.
Ce temps restant avant collision TTC est avantageusement à un ensemble de deuxièmes valeurs seuils comprenant une ou plusieurs valeurs seuils pour déterminer le niveau de risque de collision ainsi que la ou les actions à mettre en œuvre pour éviter la collision entre le premier véhicule 10 et le deuxième véhicule 11.
L’ensemble de deuxièmes valeurs seuils comprend par exemple les valeurs seuils suivantes : 5 s et 20 s, ou 5 s et 10 s, ou 10 s et 20 s.
Par exemple, si TTC est inférieur à 5 s (TTC <= 5 s) alors le risque de collision est déterminé comme étant critique. Si TTC est compris entre 5 s et 20 s (5s < TTC <= 20 s) alors le risque de collision est déterminé comme étant très élevé (ou considérable). Si TTC est supérieur à 20 s (TTC > 20 s) alors le risque est considéré comme étant normal ou raisonnable.
Dans une sixième opération 26, une ou plusieurs actions sont mises en œuvre, par exemple automatiquement, par le premier véhicule 10 en fonction du résultat de la comparaison entre le TTC et la ou les deuxièmes valeurs seuils.
Une action correspond par exemple à l’activation d’un système ADAS du premier véhicule 10.
Par exemple, si TTC est inférieur à 5 s (TTC <= 5 s) alors le système de freinage d’urgence automatique du premier véhicule 10 est mis en œuvre. Selon une variante, une alerte est en outre générée et rendue (par exemple affichage d’un message sur un écran ou rendu d’un son via un ou plusieurs haut-parleurs) dans l’habitacle du premier véhicule 10 pour alerter le conducteur et/ou les passagers.
Si TTC est compris entre 5 s et 20 s (5s < TTC <= 20 s) alors système de freinage d’urgence automatique du premier véhicule 10 est mis en œuvre avec une intensité de freinage inférieure à celle du cas de figure où TTC est inférieur à 5 s (TTC <= 5 s).
Enfin, si TTC est supérieur à 20 s (TTC > 20 s) alors aucune action n’est mise en œuvre.
La illustre schématiquement un dispositif 4 configuré pour déterminer un niveau de risque de collision entre véhicule, par exemple entre le premier véhicule 10 et le deuxième véhicule 11, selon un exemple de réalisation particulier et non limitatif de la présente invention. Le dispositif 4 correspond par exemple à un dispositif embarqué dans le véhicule 10, par exemple un calculateur.
Le dispositif 4 est par exemple configuré pour la mise en œuvre des opérations décrites en regard des figures 1, 2, et 3 et/ou des étapes du procédé décrit en regard de la . Des exemples d’un tel dispositif 4 comprennent, sans y être limités, un équipement électronique embarqué tel qu’un ordinateur de bord d’un véhicule, un calculateur électronique tel qu’une UCE (« Unité de Commande Electronique »), un téléphone intelligent, une tablette, un ordinateur portable. Les éléments du dispositif 4, individuellement ou en combinaison, peuvent être intégrés dans un unique circuit intégré, dans plusieurs circuits intégrés, et/ou dans des composants discrets. Le dispositif 4 peut être réalisé sous la forme de circuits électroniques ou de modules logiciels (ou informatiques) ou encore d’une combinaison de circuits électroniques et de modules logiciels.
Le dispositif 4 comprend un (ou plusieurs) processeur(s) 40 configurés pour exécuter des instructions pour la réalisation des étapes du procédé et/ou pour l’exécution des instructions du ou des logiciels embarqués dans le dispositif 4. Le processeur 40 peut inclure de la mémoire intégrée, une interface d’entrée/sortie, et différents circuits connus de l’homme du métier. Le dispositif 4 comprend en outre au moins une mémoire 41 correspondant par exemple à une mémoire volatile et/ou non volatile et/ou comprend un dispositif de stockage mémoire qui peut comprendre de la mémoire volatile et/ou non volatile, telle que EEPROM, ROM, PROM, RAM, DRAM, SRAM, flash, disque magnétique ou optique.
Le code informatique du ou des logiciels embarqués comprenant les instructions à charger et exécuter par le processeur est par exemple stocké sur la mémoire 41.
Selon différents exemples de réalisation particuliers et non limitatifs, le dispositif 4 est couplé en communication avec d’autres dispositifs ou systèmes similaires et/ou avec des dispositifs de communication, par exemple une TCU (de l’anglais « Telematic Control Unit » ou en français « Unité de Contrôle Télématique »), par exemple par l’intermédiaire d’un bus de communication ou au travers de ports d’entrée / sortie dédiés.
Selon un exemple de réalisation particulier et non limitatif, le dispositif 4 comprend un bloc 42 d’éléments d’interface pour communiquer avec des dispositifs externes, par exemple un serveur distant ou le « cloud », d’autres nœuds du réseau ad hoc. Les éléments d’interface du bloc 42 comprennent une ou plusieurs des interfaces suivantes :
- interface radiofréquence RF, par exemple de type Wi-Fi® (selon IEEE 802.11), par exemple dans les bandes de fréquence à 2,4 ou 5 GHz, ou de type Bluetooth® (selon IEEE 802.15.1), dans la bande de fréquence à 2,4 GHz, ou de type Sigfox utilisant une technologie radio UBN (de l’anglais Ultra Narrow Band, en français bande ultra étroite), ou LoRa dans la bande de fréquence 868 MHz, LTE (de l’anglais « Long-Term Evolution » ou en français « Evolution à long terme »), LTE-Advanced (ou en français LTE-avancé) ;
- interface USB (de l’anglais « Universal Serial Bus » ou « Bus Universel en Série » en français) ;
- interface HDMI (de l’anglais « High Definition Multimedia Interface », ou « Interface Multimedia Haute Definition » en français) ;
- interface LIN (de l’anglais « Local Interconnect Network », ou en français « Réseau interconnecté local »).
Des données sont par exemples chargées vers le dispositif 4 via l’interface du bloc 42 en utilisant un réseau Wi-Fi® tel que selon IEEE 802.11, un réseau ITS G5 basé sur IEEE 802.11p ou un réseau mobile tel qu’un réseau 4G (ou 5G) basé sur la norme LTE (de l’anglais Long Term Evolution) définie par le consortium 3GPP notamment un réseau LTE-V2X.
Selon un autre exemple de réalisation particulier et non limitatif, le dispositif 4 comprend une interface de communication 43 qui permet d’établir une communication avec d’autres dispositifs (tels que d’autres calculateurs du système embarqué) via un canal de communication 430. L’interface de communication 43 correspond par exemple à un transmetteur configuré pour transmettre et recevoir des informations et/ou des données via le canal de communication 430. L’interface de communication 43 correspond par exemple à un réseau filaire de type CAN (de l’anglais « Controller Area Network » ou en français « Réseau de contrôleurs »), CAN FD (de l’anglais « Controller Area Network Flexible Data-Rate » ou en français « Réseau de contrôleurs à débit de données flexible »), FlexRay (standardisé par la norme ISO 17458) ou Ethernet (standardisé par la norme ISO/IEC 802-3).
Selon un exemple de réalisation particulier et non limitatif, le dispositif 4 peut fournir des signaux de sortie à un ou plusieurs dispositifs externes, tels qu’un écran d’affichage, tactile ou non, un ou des haut-parleurs et/ou d’autres périphériques (système de projection) via des interfaces de sortie respectives.
La illustre un organigramme des différentes étapes d’un procédé de détermination d’un risque de collision entre véhicules, par exemple entre le premier véhicule 10 et le deuxième véhicule 11, selon un exemple de réalisation particulier et non limitatif de la présente invention. Le procédé est par exemple mis en œuvre par un dispositif embarqué dans le véhicule 10 ou par le dispositif 4 de la .
Dans une première étape 51, un ou plusieurs message émis par un deuxième véhicule sont reçus selon un mode de communication véhicule vers tout, dit V2X, le au moins un message comprenant une deuxième information représentative de localisation du deuxième véhicule.
Dans une deuxième étape 52, une première information représentative de localisation du premier véhicule est obtenue d’un récepteur d’un système de positionnement par satellite embarqué dans le premier véhicule.
Dans une troisième étape 53, un niveau de risque de collision entre le premier véhicule et le deuxième véhicule est déterminé en fonction de la première information et de la deuxième information.
Dans une quatrième étape 54, un système de freinage automatique d’urgence du premier véhicule est activé lorsque le niveau est supérieur à une première valeur seuil.
Selon une variante, les variantes et exemples des opérations décrits en relation avec les figures 1 à 3 s’appliquent aux étapes du procédé de la .
Bien entendu, la présente invention ne se limite pas aux exemples de réalisation décrits ci-avant mais s’étend à un procédé de prédiction d’une collision entre deux véhicules qui inclurait des étapes secondaires sans pour cela sortir de la portée de la présente invention. Il en serait de même d’un dispositif configuré pour la mise en œuvre d’un tel procédé.
La présente invention concerne également un véhicule, par exemple automobile ou plus généralement un véhicule autonome à moteur terrestre, comprenant le dispositif 4 de la .
Claims (10)
- Procédé de détermination d’un risque de collision entre véhicules, ledit procédé étant mis en œuvre par un premier véhicule (10), ledit procédé comprenant les étapes suivantes :
- réception (51) d’au moins un message (202) émis par un deuxième véhicule (11) selon un mode de communication véhicule vers tout, dit V2X, ledit au moins un message comprenant une deuxième information représentative de localisation dudit deuxième véhicule (11) ;
- obtention (52) d’une première information représentative de localisation dudit premier véhicule (10) à partir d’un récepteur d’un système de positionnement par satellite embarqué dans ledit premier véhicule (10) ;
- détermination (53) d’un niveau de risque de collision entre ledit premier véhicule (10) et ledit deuxième véhicule (11) en fonction de ladite première information et de ladite deuxième information ;
- activation (54) d’un système de freinage automatique d’urgence dudit premier véhicule (10) lorsque ledit niveau est supérieur à une première valeur seuil. - Procédé selon la revendication 1, comprenant en outre les étapes suivantes lorsque ledit niveau est inférieur à ladite première valeur seuil :
- détermination d’une première trajectoire (301) sur un intervalle de temps déterminé à partir de ladite première information et de premiers paramètres dynamiques dudit premier véhicule (10) ;
- détermination d’une zone géographique de destination (30) pour ledit premier véhicule (10) en fonction de ladite première trajectoire (301) dudit premier véhicule (10), d’une marge d’erreur sur la localisation dudit premier véhicule et d’une largeur dudit premier véhicule ;
- détermination de présence ou d’absence dudit deuxième véhicule (11) dans ladite zone géographique de destination (30) en fonction d’une troisième information représentative de localisation dudit deuxième véhicule (11). - Procédé selon la revendication 2, pour lequel :
- ladite troisième information correspond à ladite deuxième information lorsque ledit deuxième véhicule (11) est immobile ;
- ladite troisième information correspond à une position finale d’une deuxième trajectoire dudit deuxième véhicule (11) déterminée sur ledit intervalle de temps déterminé à partir de ladite deuxième information et de deuxièmes paramètres dynamiques dudit deuxième véhicule (11), lesdits deuxièmes paramètres dynamiques étant compris dans ledit au moins un message (202). - Procédé selon la revendication 3, pour lequel ladite première trajectoire et ladite deuxième trajectoire sont prédites par mise en œuvre d’une méthode de modélisation cinématique d’une bicyclette sur ledit intervalle de temps déterminé.
- Procédé selon l’une des revendications 2 à 4, pour lequel, lorsque ledit deuxième véhicule (11) est présent dans ladite zone géographique de destination (30), ledit procédé comprend en outre les étapes suivantes :
- détermination d’un temps restant avant collision, dit TTC, entre ledit premier véhicule (10) et ledit deuxième véhicule (11), ledit TTC étant déterminé en fonction de ladite première trajectoire (301) dudit premier véhicule, d’un point de projection (33) correspondant à une projection de la localisation (33) du deuxième véhicule (11) représentée par ladite troisième information sur ladite première trajectoire (301) et d’une vitesse dudit premier véhicule (10) ;
- comparaison dudit TTC à un ensemble de deuxièmes valeurs seuils comprenant au moins une deuxième valeur seuil ;
- activation dudit système de freinage automatique d’urgence dudit premier véhicule (10) lorsque ledit TTC est inférieur à au moins une deuxième valeur seuil dudit ensemble de deuxièmes valeurs seuils. - Procédé selon l’une des revendications 1 à 5, comprenant en outre une étape de rendu d’une alerte lorsque ledit système de freinage automatique d’urgence dudit premier véhicule (10) est activé.
- Procédé selon l’une des revendications 1 à 6, pour lequel ledit au moins un message est de type message d’avertissement coopératif, dit message CAM, ou de type message de notification environnementale décentralisée, dit message DENM.
- Programme d’ordinateur comportant des instructions pour la mise en œuvre du procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, lorsque ces instructions sont exécutées par un processeur.
- Dispositif (4) de détermination d’un risque de collision entre véhicules, ledit dispositif (4) comprenant une mémoire (41) associée à au moins un processeur (40) configuré pour la mise en œuvre des étapes du procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 7.
- Véhicule (10) comprenant le dispositif (4) selon la revendication 9.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 2 |
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| PLSC | Publication of the preliminary search report |
Effective date: 20221209 |
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| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20240205 |