FR3132264A1 - Procédé et dispositif de pilotage d’une vitesse d’un véhicule autonome - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un procédé et un dispositif de pilotage d’une vitesse d’un véhicule autonome comprenant un régulateur de vitesse adaptatif fonction de ladite vitesse, d’une vitesse de référence, sur un temps inter-véhicules de référence, dit temps de référence, et d’une distance inter-véhicule, ledit procédé comportant les étapes de : Détermination d’une accélération potentielle, ladite accélération potentielle correspondant à une variation de vitesse sur une durée prédéterminée que doit avoir ledit véhicule égo pour respecter ledit temps de référence ; Lorsque (C12) ladite accélération potentielle devient inférieure ou égale à un premier seuil, dit seuil de déclenchement Détermination (202) d’un temps inter-véhicules minimum ; Détermination (202) d’un deuxième temps inter-véhicules consigne fondé sur ledit temps inter-véhicules minimum ;Lorsque (C23) ladite accélération potentielle devient au supérieure à un deuxième seuil, dit seuil de stabilisation, détermination (203) d’un troisième temps inter-véhicules consigne qui tend vers ledit temps de référence. Figure pour l’abrégé : Figure 2
Description
L’invention est dans le domaine des systèmes d’aide à la conduite de véhicule autonome. En particulier, l’invention concerne un procédé et dispositif de pilotage d’une vitesse d’un véhicule autonome, dit véhicule égo, ledit véhicule égo comprenant un régulateur de vitesse adaptatif à modifier ladite vitesse dudit véhicule égo en fonction d’un temps inter-véhicules consigne.
On entend par « véhicule » tout type de véhicule tel qu’un véhicule automobile, un cyclomoteur, une motocyclette, un robot de stockage dans un entrepôt, etc. On entend par « conduite autonome » d’un « véhicule autonome » tout procédé apte à assister la conduite du véhicule. Le procédé peut ainsi consister à diriger partiellement ou totalement le véhicule ou à apporter tout type d’aide à une personne physique conduisant le véhicule. Le procédé couvre ainsi toute conduite autonome, du niveau 0 au niveau 5 dans le barème de l’OICA, pour Organisation International des Constructeurs Automobiles.
Les procédés aptes à assister la conduite du véhicule sont aussi nommés ADAS (de l’acronyme anglais « Advanced Driver Assistance Systems »), systèmes ADAS ou systèmes d’aide à la conduite. Actuellement, un véhicule commercialisé comporte plusieurs systèmes ADAS comme, au moins, un régulateur de vitesse.
Un régulateur de vitesse d’un véhicule égo, en particulier les régulateurs de vitesse dits intelligents également nommés ACC (de l’acronyme anglais « Auto Cruise Control »), sont aptes à réguler la vitesse du véhicule égo circulant sur une voie en fonction de la présence ou non d’un véhicule, dit véhicule cible, circulant sur la même voie que le véhicule égo, le véhicule cible étant devant le véhicule égo. Le régulateur de vitesse est fonction de mesures et de consignes.
On entend par distance inter-véhicules, une distance séparant l’avant du véhicule égo avec l’arrière du véhicule cible. On entend par temps inter-véhicules la distance inter-véhicules divisée par une mesure de la vitesse du véhicule égo. Par exemple, le régulateur de vitesse utilise une mesure de la vitesse du véhicule égo, une mesure de la distance inter-véhicules et/ou une mesure du temps inter-véhicules, …
On entend par vitesse de référence, une référence de vitesse, soit prédéterminée soit renseignée par le conducteur, destinée à être une vitesse consigne du régulateur de vitesse, ACC. On entend par temps inter-véhicules de référence, une référence de temps inter-véhicules, soit prédéterminée soit renseignée par le conducteur, destinée à être un temps inter-véhicules consigne du régulateur de vitesse, ACC. Classiquement, les principales consignes d’un régulateur de vitesse sont la vitesse de référence et le temps inter-véhicules de référence, et le temps inter-véhicules consigne est égale au temps inter-véhicules de référence et/ou est une fonction du temps inter-véhicules de référence.
Lorsqu‘un véhicule cible est détecté, il est sélectionné par l’ACC pour adapter la vitesse de l’égo-véhicule. Par exemple, sur autoroute, le conducteur a fixé une vitesse de référence de 130 km/h et un temps inter-véhicules de référence de 2 secondes. En absence de détection d’un véhicule cible, le régulateur de vitesse régule la vitesse de référence soit 130 km/h.
A l’approche d’un véhicule cible circulant à une vitesse inférieure sur une même voie que le véhicule égo, par exemple un camion circulant à une vitesse de 90 km/h, l’ACC va décélérer fortement, de l’ordre de 5 m/s² (soit une accélération de - 5 m/s²), pour réduire la vitesse de l’égo-véhicule de 130 km/h à 90 km/h et pour pouvoir toujours respecter le temps inter-véhicule, dit aussi Time Gap, de 2 secondes, le camion ayant été détecté à une distance correspondante à 4 secondes.
Une forte décélération peut également se produire lorsque qu’un autre véhicule effectue un « cut-in », c’est-à-dire lorsque que l’autre véhicule, qui circulait sur une voie adjacente à celle du véhicule égo, s’insère devant l’égo-véhicule et dans une voie où circule le véhicule égo. L’autre véhicule devient alors un nouveau véhicule cible. Généralement, le temps inter-véhicules est inférieure au temps inter-véhicules consigne donné par le conducteur du véhicule égo (de l’ordre de 1 secondes, voire moins, au lieu de 2 secondes). L’ACC va alors décélérer fortement le véhicule égo pour pouvoir respecter rapidement (de quelques dizaines millisecondes à quelques centaines de millisecondes par exemple) le temps inter-véhicules consigne, puis accélérer à nouveau pour atteindre la vitesse de l’autre véhicule tout en respectant la vitesse consigne et le temps inter-véhicules consigne.
Cette régulation (forte décélération) génère des inconforts aux passagers du véhicule égo. Ces situations peuvent être ressenties anxiogènes par des passagers du véhicule égo. Il est actuellement difficile de trouver un bon compromis en terme de régulation sur le confort psychologique (bonne adéquation, perçue par le conducteur, entre distance inter-véhicule, vitesse du véhicule égo et de sa variation), confort dynamique (minimisation des variations de vitesse), et la sécurité du conducteur (distance inter-véhicules minimum). Il est alors difficile de paramétrer facilement l’ACC pour assurer un bon compromis.
Un objet de la présente invention est de remédier au problème précité, en particulier de réduire les variations d’accélération dues à un ACC au détriment de la distance inter-véhicules tout en permettant un réglage simple du compromis confort dynamique, sécurité et confort psychologique.
A cet effet, un premier aspect de l’invention concerne un procédé de pilotage d’une vitesse d’un véhicule autonome, dit véhicule égo, ledit véhicule égo comprenant un régulateur de vitesse adaptatif configuré pour modifier ladite vitesse dudit véhicule égo en fonction d’une mesure de ladite vitesse dudit véhicule égo, d’une vitesse de référence, d’un premier temps inter-véhicules consigne fondé sur un temps inter-véhicules de référence, dit temps de référence, et d’une distance inter-véhicule, une distance entre l’avant dudit véhicule égo et l’arrière d’un véhicule cible, ledit procédé comportant les étapes de :
- Détermination d’une accélération potentielle, ladite accélération potentielle correspondant à une variation de vitesse sur une durée prédéterminée que doit avoir ledit véhicule égo pour respecter ledit temps de référence ;
- Lorsque ladite accélération potentielle devient inférieure ou égale à un premier seuil, dit seuil de déclenchement
- Détermination d’un temps inter-véhicules minimum, dit temps minimum, configuré pour être inférieur au dit temps de référence et pour minimiser une variation d’accélération dudit véhicule égo ;
- Détermination d’un deuxième temps inter-véhicules consigne fondé sur ledit temps inter-véhicules minimum, ledit temps inter-véhicules consigne dudit régulateur de vitesse étant fondé sur ledit deuxième temps inter-véhicules ;
- Lorsque ladite accélération potentielle devient au supérieure à un deuxième seuil, dit seuil de stabilisation, détermination d’un troisième temps inter-véhicules consigne qui tend vers ledit temps de référence, ledit temps inter-véhicules consigne dudit régulateur de vitesse étant fondé sur ledit troisième temps inter-véhicule.
Ainsi, le temps de référence, celui choisi par le conducteur, est respecté en deux temps et le véhicule égo se comporte tout comme le ferai un conducteur. Dans un premier temps, la vitesse du véhicule égo est réduite pour s’approcher de la vitesse d’un véhicule cible circulant devant ledit véhicule égo sans effectuer une forte décélération, la variation de vitesse est minimisée pour être confortable dynamiquement d’un point de vue d’un passager du véhicule égo. Le temps inter-véhicules choisi par le conducteur n’est alors pas respecté, le véhicule égo s’approche du véhicule cible. Dans un deuxième temps, l’accélération potentielle redevient supérieure au dit seuil de stabilisation ce qui signifie que l’écart de vitesse entre le véhicule égo et le véhicule cible est réduite. Alors, le véhicule égo est ralenti un peu plus pour pouvoir respecter le temps de référence, la variation de vitesse est minimisée.
Puisque les variations de vitesses du véhicule égo sont minimisées, ceci économise du carburant et génère moins de CO2.
Avantageusement, ledit temps inter-véhicules minimum ne peut pas être inférieure à un temps de sécurité, ledit temps de sécurité étant fondé sur ladite vitesse du véhicule égo et sur une vitesse dudit véhicule cible, dite vitesse cible, ladite vitesse cible étant déterminée à partir d’un capteur dudit véhicule égo.
Dans certaines situations de vie, le véhicule égo se rapproche trop du véhicule cible. Un passager du véhicule peut estimer que la situation est inhabituelle et dangereuse. Le temps sécurité garanti une distance inter-véhicules non nulle et confortable psychologiquement pour un passager du véhicule égo.
L’invention permet de ne pas respecter temporairement le temps inter-véhicules de référence tant que la différence de vitesse entre le véhicule égo et le véhicule cible est grande tout en respectant une distance inter-véhicules (temps inter-véhicules) de sécurité comme le ferai un conducteur.
Avantageusement, ledit temps sécurité est obtenu à partir de la formule , oùT sec (t)est ledit temps inter-véhicules de sécurité à un instanttpostérieur à un instant, notét 0 , où ladite accélération potentielle devient inférieure au dit seuil de déclenchement ;T secMax est un temps prédéterminé configuré pour que le temps inter-véhicules de sécurité reste supérieure àT secMax ; etT secC est un premier temps prédéterminé de réglage.
Ainsi, plus l’écart de vitesse entre le véhicule égo et le véhicule cible est faible, moins il y a un risque d’accident et plus le temps sécurité est petit. Le paramètre TsecCest un paramètre de réglage simple influençant la dynamique de régulation de la vitesse du véhicule égo. Le paramètre TsecMaxgaranti un temps inter-véhicules compatible avec la sécurité (freinage d’urgence) et empêche au véhicule égo de s’approcher trop près du véhicule cible.
Avantageusement, ledit temps minimum est fondée sur ledit temps de référence, sur ladite accélération potentielle, sur ladite vitesse cible, et sur un temps inter-véhicules minimum prédéterminé, dit temps minimum.
Ainsi, le temps inter-véhicules minimum est apte à varier entre le temps inter-véhicules minimum consigne et le temps de référence. La dépendance par rapport à l’accélération potentielle et la vitesse du véhicule cible rend apte à gérer notamment deux situations de vie : insertion brusque d’un véhicule cible dans la voie de circulation du véhicule égo, et circulation très lentement par rapport au véhicule égo, d’un véhicule cible (le véhicule égo arrive rapidement sur un véhicule circulant dans une même voie de circulation).
Avantageusement, ledit procédé comporte en outre une étape de mémorisation, lorsque que ladite accélération potentielle est devenue inférieure au dit seuil de déclenchement, de ladite accélération de déclenchement, dite accélération potentielle mémorisée, et dudit instantt 0 , et dans lequel ledit temps minimum est donné par la formule
, oùk T (V target )est une fonction configurée pour valoir 0 si ladite vitesse cible,V target , est nulle et croitre jusqu’à 1 si ladite vitesse cible est supérieure à un troisième seuil ;k D (a pot (t 0 ))est une fonction configurée pour valoir 1 si ladite accélération potentielle mémorisée,a pot (t 0 ), est nulle et pour décroître vers 0 si ladite accélération potentielle mémorisée est supérieure à un quatrième seuil ; et,T ivMinC est un deuxième temps prédéterminé de réglage configuré pour être confortable psychologiquement pour des passager dudit véhicule égo.
Ainsi, plus la vitesse du véhicule cible est grande plus on accepte un rapprochement temporaire du véhicule égo vers le véhicule. Egalement plus l’accélération potentielle est petite, (très négative) plus on accepte le rapprochement temporaire afin de se donner plus de temps pour décélérer confortablement (moins dynamiquement) le véhicule égo. Par contre grâce au temps sécurité continuellement pris en compte, le temps inter-véhicules résultant respectera un temps sécurité adéquat et on arrive un compris entre confort dynamique (minimisation de la variation de vitesse), et confort psychologique et sécuritaire (temps inter-véhicules temporairement variable ; comportement identique comme le fait un conducteur).
Avantageusement, ladite détermination du troisième un temps inter-véhicules consigne est déclenchée lorsque l’accélération potentielle devient supérieure au dit seuil de stabilisation et lorsqu’une différence, en valeur absolu, entre ladite vitesse égo et ladite vitesse cible est inférieure à un cinquième seuil, dite vitesse proche.
Un deuxième aspect de l’invention concerne un dispositif comprenant une mémoire associée à au moins un processeur configuré pour mettre en œuvre le procédé selon le premier aspect de l’invention.
L’invention concerne aussi un véhicule comportant le dispositif.
L’invention concerne aussi un programme d’ordinateur comprenant des instructions adaptées pour l’exécution des étapes du procédé, selon le premier aspect de l’invention, lorsque ledit programme est exécuté par au moins un processeur.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront de la description des modes de réalisation non limitatifs de l’invention ci-après, en référence aux figures annexées, sur lesquelles :
L’invention est décrite ci-après dans son application, non limitative, au cas d’un véhicule automobile autonome circulant sur une route ou sur une voie de circulation. D’autres applications telles qu’un robot dans un entrepôt de stockage ou encore une motocyclette sur une route de campagne sont également envisageables.
La représente un exemple de dispositif 101 compris dans le véhicule, dans un réseau (« cloud ») ou dans un serveur. Ce dispositif 101 peut être utilisé en tant que dispositif centralisé en charge d’au moins certaines étapes du procédé décrit ci-après en référence à la . Dans un mode de réalisation, il correspond à un calculateur de conduite autonome.
Dans la présente invention, le dispositif 101 est compris dans le véhicule.
Ce dispositif 101 peut prendre la forme d’un boitier comprenant des circuits imprimés, de tout type d’ordinateur ou encore d’un téléphone mobile (« smartphone »).
Le dispositif 101 comprend une mémoire vive 102 pour stocker des instructions pour la mise en œuvre par un processeur 103 d’au moins une étape du procédé tel que décrit ci-avant. Le dispositif comporte aussi une mémoire de masse 104 pour le stockage de données destinées à être conservées après la mise en œuvre du procédé.
Le dispositif 101 peut en outre comporter un processeur de signal numérique (DSP) 105. Ce DSP 105 reçoit des données pour mettre en forme, démoduler et amplifier, de façon connue en soi ces données.
Le dispositif 101 comporte également une interface d’entrée 106 pour la réception des données mises en œuvre par le procédé selon l’invention et une interface de sortie 107 pour la transmission des données mises en œuvre par le procédé selon l’invention.
Par exemple, l’interface d’entrée 106 peut réceptionner les données suivantes : position ou localisation géographique du véhicule, vitesse et/ou accélération du véhicule, positions/vitesses/accélérations consignes ou prédéterminées, régime moteur, position et/ou course de la pédale d‘embrayage, de frein et/ou d’accélération, détection d’autres véhicules ou objets, position ou localisation géographique des autres véhicules ou objets détectés, distance entre le véhicule égo et les autres véhicules, vitesse et/ou accélération des autres véhicules ou objets détectés, états de fonctionnement de capteurs, indice de confiance de données issues ou traitées par des capteurs et/ou dispositifs similaires au dispositif 101. Par exemple, les capteurs aptes à fournir des données sont : GPS associé ou non à une cartographie, tachymètres, accéléromètres, RADAR, LIDAR, lasers, ultra-sons, caméra … pris seuls ou en combinaison.
Ledit véhicule égo comprend un régulateur de vitesse adaptatif configuré pour modifier ladite vitesse dudit véhicule égo en fonction d’une mesure de ladite vitesse dudit véhicule égo, d’une vitesse de référence, d’un premier temps inter-véhicules consigne fondé sur un temps inter-véhicules de référence, dit temps de référence, et d’une distance inter-véhicule, une distance entre l’avant dudit véhicule égo et l’arrière d’un véhicule cible. Par exemple, ladite vitesse de référence est égale à 130 km/h, d’autres valeurs, par exemple entre 0 et 150 km/h voire plus, sont possibles. Par exemple, le temps inter-véhicules de référence est égale à 2 secondes, d’autres valeurs, par exemple entre 0 et 3 secondes voir plus, sont possibles.
La illustre une machine à 3 états, 201, 202 et 203, notés respectivement Etat1, Etat2 et Etat3. Le passage de Etat1 à Etat2 est conditionné par la condition C12. Le passage de Etat2 à Etat3 est conditionné par la condition C23. Le passage de Etat3 à Etat1 est conditionné par la condition C31.
Etat1, 201, est un état classique où le régulateur de vitesse du véhicule égo est activé. Le temps inter-véhicules consigne est égale ou est fondé sur un temps inter-véhicules de référence.
Dans Etat1, une accélération potentielle est déterminée. Ladite accélération potentielle correspond à une variation de vitesse sur une durée prédéterminée que doit avoir ledit véhicule égo pour respecter ledit temps de référence. En absence d’un véhicule cible, ladite accélération potentielle est nulle. Ladite accélération potentielle est non nulle en présence d’un véhicule. Plusieurs cas d’usages permettent de détecter la présence d’un véhicule cible. Par exemple, ledit véhicule cible est détecté lors de l’activation de l’ACC. Dans un autre exemple, ledit véhicule cible est détecté lorsque le véhicule égo rattrape ledit véhicule cible, ledit véhicule cible circulant sur même voie que le véhicule égo, ledit véhicule circulant devant le véhicule égo, le véhicule égo ayant une vitesse plus élevée que ledit véhicule cible. Par exemple, ledit véhicule cible est détecté lorsque le véhicule cible change de voie pour circuler sur une même voie que le véhicule égo, le véhicule cible étant devant le véhicule égo, la vitesse du véhicule cible peut être supérieure ou inférieure à la vitesse du véhicule égo.
Avantageusement, la détermination de l’accélération potentielle est faite à chaque instant et dans tous les états et/ou étapes du procédé.
C12 est une condition de passage de Etat1 à Etat2. Dans un mode opératoire, on passe de Etat1 à Etat2 lorsque ladite accélération potentielle devient inférieure ou égale à un premier seuil, dit seuil de déclenchement. Par exemple, le seuil de déclenchement est strictement inférieur à 0 m/s², il peut prendre la valeur de - 0,2 m/s² à - 3 m/s, préférentiellement autour de - 0,5 m/s². Une accélération de - 0,5 m/s² d’un véhicule signifie que le véhicule décélère, freine, suffisamment pour qu’un passager du véhicule le ressente bien.
La condition de passage C21 signifie qu’on a déterminé que le véhicule, qui doit respecter le premier temps inter-véhicules de consigne donc le temps de référence, devra, dans les futurs instants (de 0,01 à 1 seconde suivant la dynamique de réaction des calculateurs et des actionneurs dudit véhicule égo), freiner fortement (pour atteindre le niveau de l’accélération potentielle).
Ainsi, l’invention détermine précocement un inconfort dynamique (forte décélération qui sera perçue par les passages du véhicule).
Avantageusement, la condition de passage C21 est associée à des conditions supplémentaires prises seules ou en combinaison :
- Activation de l’ACC ou activation récente de l’ACC (inférieure à 1 seconde par exemple) pour pouvoir filtrer des effets de bords et d’initialisation afin de freiner fortement, en gardant un pilotage sur le temps inter-véhicules de référence, en cas d’activation de l’ACC très proche d’un véhicule cible ;
- Un test sur la variation de la distance inter-véhicules entre deux instants pour pouvoir filtrer des situations de cut-in, insertion dans la voie d’un véhicule cible juste devant le véhicule égo, afin de freiner fortement, en gardant un pilotage sur le temps inter-véhicules de référence en cas de « queue de poisson ».
Etat2, 202, un état où l’invention va piloter le régulateur de vitesse en modulant un deuxième temps inter-véhicules consigne en fonction de la vitesse du véhicule égo, de la vitesse du véhicule cible et de paramètres.
Dans cet Etat 202, un temps inter-véhicules minimum, dit temps minimum, est déterminé. Ledit temps minimum est configuré pour être inférieur au dit temps de référence et pour minimiser une variation d’accélération dudit véhicule égo. Un deuxième temps inter-véhicules consigne est déterminé et est fondé sur ledit temps inter-véhicules minimum, ledit temps inter-véhicules consigne dudit régulateur de vitesse étant fondé sur ledit deuxième temps inter-véhicule. Ainsi, le régulateur de vitesse est piloté par ledit deuxième temps inter-véhicules consigne qui est, par exemple, égale au temps inter-véhicules minimum. Par exemple, le temps minimum est égale à 1 secondes alors que le temps de référence est égal à 2 secondes. Le temps minimum peut être fonction de la vitesse du véhicule et dudit temps de référence.
Ainsi, le temps de référence n’est pas respecté et le véhicule égo décélère moins que si le temps de référence est strictement respecté, ce qui procure un confort dynamique. Par ailleurs, un temps minimum est garanti ce qui assure la sécurité, le véhicule égo ne va pas trop s’approcher du véhicule cible.
Avantageusement, ledit temps inter-véhicules minimum ne peut pas être inférieure à un temps de sécurité, ledit temps de sécurité étant fondé sur ladite vitesse du véhicule égo et sur une vitesse dudit véhicule cible, dite vitesse cible, ladite vitesse cible étant déterminée à partir d’un capteur dudit véhicule égo.
Un temps de sécurité fondé sur ladite vitesse égo et ladite vitesse cible rend possible une modulation du temps de sécurité également en fonction de la différence des vitesses, et/ou en fonction d’une vitesse relative entre le véhicule égo et le véhicule cible. Ainsi, par exemple, plus la vitesse relative, en valeur absolue, est grande plus le temps de sécurité sera grand. Ceci contribue au confort physiologique des passagers du véhicule égo. En effet, à forte vitesse relative, un passager du véhicule égo se sentira mal à l’aise et non sécurisé si le véhicule égo trop proche du véhicule cible.
Avantageusement, ledit temps sécurité est obtenu à partir de la formule , oùT sec (t)est ledit temps inter-véhicules de sécurité à un instanttpostérieur à un instant, notét 0 , où ladite accélération potentielle devient inférieure au dit seuil de déclenchement ;T secMax est un temps prédéterminé configuré pour que le temps inter-véhicules de sécurité reste supérieure àT secMax ; etT secC est un premier temps prédéterminé de réglage.
Par exemple,T secMax est une valeur comprise entre 0,5 et 2 secondes, préférentiellement proche de 1 secondes, d’autres valeurs sont possibles.
Par exemple,T secC est un paramètre pour prendre en compte la vitesse relative entre la vitesse égo et la vitesse cible, préférentiellement ce paramètre est positif, proche de du temps de référence, par exemple 2 secondes, d’autres valeurs sont possibles.
Ainsi, avec deux paramètres le temps minimum est défini, et, dans un mode de réalisation, le deuxième temps inter-véhicules n’est pas inférieur àT secMax , le temps sécurité s’adapte continuellement en fonction des situations de vie, en particulier de ladite vitesse relative.
Avantageusement, lequel ledit temps minimum est fondée sur ledit temps de référence, sur ladite accélération potentielle, sur ladite vitesse cible, et sur un temps inter-véhicules minimum prédéterminé, dit temps minimum. Précédemment, un temps sécurité a été déterminé. Il n’est pas toujours opportun d’arriver rapidement à ce temps sécurité afin d’éviter des variations d’accélération et de privilégié le confort dynamique. L’invention, par la combinaison du temps sécurité et du temps minimum, va idéalement moduler le temps inter-véhicules pour obtenir un compris confort physiologique, confort dynamique et sécurité, le temps inter-véhicules variant entre le temps de référence et le temps sécurité.
Avantageusement, ledit procédé comporte en outre une étape de mémorisation, lorsque que ladite accélération potentielle est devenue inférieure au dit seuil de déclenchement, de ladite accélération de déclenchement, dite accélération potentielle mémorisée, et dudit instantt 0 , et dans lequel ledit temps minimum est donné par la formule
, oùk T (V target )est une fonction configurée pour valoir 0 si ladite vitesse cible,V target , est nulle et croitre jusqu’à 1 si ladite vitesse cible est supérieure à un troisième seuil ;k D (a pot (t 0 ))est une fonction configurée pour valoir 1 si ladite accélération potentielle mémorisée,a pot (t 0 ), est nulle et pour décroître vers 0 si ladite accélération potentielle mémorisée est supérieure à un quatrième seuil ; et,T ivMinC est un deuxième temps prédéterminé de réglage configuré pour être confortable psychologiquement pour des passager dudit véhicule égo.
La fonctionT ivMin ne permet pas d’avoir un temps minimum inférieur au temps sécurité.
Un exemple de réalisation de la fonctionk T , respectivementk D , est illustré par la , respectivement , les deux figures étant décrites ci-après.
Par exemple,T ivMinC est un paramètre prédéterminé pour donner une cible de temps inter-véhicules minimum, préférentiellement ce paramètre est positif, proche, par exemple, de 0,5 secondes, d’autres valeurs sont possibles.
Dans cet état, le régulateur de vitesse est fondé sur le temps inter-véhicules minimum qui ne peut pas être inférieur au temps sécurité et qui est modulé en fonction de la vitesse égo et de la vitesse cible plus des paramètres. Ainsi, un compromis confort physiologique, confort dynamique et sécuritaire est atteint.
C23 est une condition de passage de Etat2 à Etat3. Dans un mode opératoire, on passe de Etat3 à Etat2 lorsque ladite accélération potentielle devient supérieure à un deuxième seuil, dit seuil de stabilisation. Par exemple, le seuil de stabilisation est strictement inférieur à 0 m/s², il peut prendre la valeur de - 0,2 m/s² à - 3 m/s, préférentiellement autour de - 0,3 m/s². Une accélération de - 0,3 m/s² d’un véhicule signifie que le véhicule décélère, freine, et un passager du véhicule le ressente peu.
La condition de passage C23 signifie, grâce au actions de l’état précédent, qu’au bout d’un certain temps (fonction du paramétrage, des conditions initiales, comme vitesses et distance, et de l’évolution de la vitesse du véhicule cible), que le véhicule égo respecte un temps minimum et un temps sécurité et qu’il n’y a plus besoin de décélérer fortement.
Ainsi, l’invention détermine une absence de futur inconfort dynamique (forte décélération perçue par les passages du véhicule) si le véhicule cible maintient sensiblement constant sa vitesse.
Etat3, 203, un état où l’invention va piloter le régulateur de vitesse en modulant un troisième temps inter-véhicules consigne en fonction du temps de référence et d’un temps inter-véhicules mesuré déterminé à partir de la dite distance inter-véhicules et de la dite vitesse égo.
Avantageusement, troisième temps inter-véhicules consigne qui tend vers ledit temps de référence, ledit temps inter-véhicules consigne dudit régulateur de vitesse étant fondé sur ledit troisième temps inter-véhicule. Par exemple, dans un mode opératoire, par calcul séquentiel tous lesΔ tpas de temps (Δ tétant de l’ordre de dizaines de milliseconde ou de centaines de millisecondes), le troisième temps inter-véhicules consigne à un instanttdonné est égale au temps troisième temps inter-véhicules à l’instantt - Δ tplus un paramètre représentant un incrément de temps, ce temps étant supérieur à 0, compris entre 0 et 2 secondes, préférentiellement proche de 0,1 secondes par exemple. Dans un autre mode de réalisation, faire tendre le troisième temps inter-véhicules vers le temps de référence est obtenue par une fonction monotone, sigmoïde ou autre.
C31 est une condition de passage de Etat3 à Etat1. Dans un mode opératoire, on passe de Etat3 à Etat2 lorsque le temps inter-véhicules mesuré est proche du temps inter-véhicules de référence. Etre proche, signifie ici, par exemple, que la différence, en valeur absolu, entre le temps inter-véhicules mesuré et le temps de référence est inférieure à un seuil, ce seuil représentant un temps, ce temps étant supérieur à 0, compris entre 0 et 2 secondes, préférentiellement proche de 0,1 secondes par exemple.
Ainsi, après avoir réussi, dans une situation pouvant être ressentie par un passager du véhicule égo comme être dangereuse et/ou inconfortable, à trouver un compromis entre confort physiologique, confort dynamique et sécurité, l’invention rend la main au régulateur de vitesse classique.
L’axe des abscisses représente la vitesse cible. L’axe des ordonnées représente la valeur de la fonctionk T . Dans un mode opératoire, si la vitesse cible est comprise entre 0 et un seuil S3b, la fonctionk T vaut zéro. Si la vitesse cible est supérieure ou égale au troisième seuil, S3, la fonctionk T vaut un. Entre le seuil S3b et le seuil S3, la fonctionk T varie linéairement entre 0 et 1.
Les seuils S3b et S3 sont positifs et valent entre 0 et 250 km/h. Préférentiellement le seuil S3b vaut 30 km/h, et le seuil S3 vaut 50 km/h.
Ainsi, en zone 30 km/h, vitesse limitée à 30 km/h, le temps minimum sera égale au temps de référence. Lorsque la vitesse du véhicule cible sera entre 30 km/h et 50 km/h, par exemple en ville ou dans des ralentissements sur voies départementales, nationales, rapide ou autoroute, plus la vitesse du véhicule cible est grande, plus le temps minimum est petit et se rapproche du tempsT ivMinC , sans être inférieur au temps sécurité.
Ainsi l’invention trouve un compromis entre confort physiologique, confort dynamique et sécurité, pour toutes vitesses du véhicule cible et simplifie la mise au point du régulateur de vitesse.
L’axe des abscisses représente l’accélération potentielle déterminé àt0, instant où ladite accélération potentielle devient inférieure au dit seuil de déclenchement.
L’axe des ordonnées représente la valeur de la fonctionk D .
Dans un mode opératoire, si l’accélération potentielle àt0est comprise entre 0 et le seuil S4, alors la fonctionk D vaut 1. Si l’accélération potentielle à l’instantt0est supérieure ou égale au seuil S4, alors la fonctionk D vaut 0. Entre le seuil S4b et S4, la fonctionk D varie linéairement entre 1 et 0.
Les seuils S4b et S4 sont négatifs et valent, par exemple, entre -15 et 0 m/s². Préférentiellement, le seuil S4 vaut de l’ordre de -0,1 m /s². Préférentiellement, le seuil S4b vaut de l’ordre de -0,5 m /s².
Ainsi, plus l’accélération potentielle est négative au moment où celle-ci devient inférieure au dit seuil de déclenchement, plus temps minimum est petit et se rapproche du tempsT ivMinC , sans être inférieur au temps sécurité, et donc plus le confort dynamique est privilégié (éviter une forte décélération).
Ainsi l’invention trouve un compromis entre confort physiologique, confort dynamique et sécurité, et simplifie la mise au point du régulateur de vitesse.
La présente invention ne se limite pas aux formes de réalisation décrites ci-avant à titre d’exemples ; elle s’étend à d’autres variantes.
Des équations et calculs ont en outre été détaillés. L’invention n’est pas limitée à la forme de ces équations et calcul, et s’étend à tout type d’autre forme mathématiquement équivalente.
Ainsi, on a décrit ci-avant des seuils et des paramètres qui semblent fixes. Ces seuils et paramètres peuvent prendre des valeurs différentes en fonction dudit temps inter-véhicules de référence. Par exemple, le paramètreT secC , paramètre pour prendre en compte la vitesse relative entre la vitesse égo et la vitesse cible, sera préférentiellement égale au dit temps inter-véhicules de référence.
Ainsi, le procédé de pilotage est paramétrable plus finement, en fonction du temps inter-véhicules de référence, rendant ainsi le procédé apte à encore mieux gérer le compromis confort physiologique, confort dynamique et sécurité au détriment du temps de mise au point.
Claims (9)
- Procédé de pilotage d’une vitesse d’un véhicule autonome, dit véhicule égo, ledit véhicule égo comprenant un régulateur de vitesse adaptatif configuré pour modifier ladite vitesse dudit véhicule égo en fonction d’une mesure de ladite vitesse dudit véhicule égo, d’une vitesse de référence, d’un premier temps inter-véhicules consigne fondé sur un temps inter-véhicules de référence, dit temps de référence, et d’une distance inter-véhicule, une distance entre l’avant dudit véhicule égo et l’arrière d’un véhicule cible, ledit procédé comportant les étapes de :
- Détermination (201, 202, 203) d’une accélération potentielle, ladite accélération potentielle correspondant à une variation de vitesse sur une durée prédéterminée que doit avoir ledit véhicule égo pour respecter ledit temps de référence ;
- Lorsque (C12) ladite accélération potentielle devient inférieure ou égale à un premier seuil, dit seuil de déclenchement
- Détermination (202) d’un temps inter-véhicules minimum, dit temps minimum, configuré pour être inférieur au dit temps de référence et pour minimiser une variation d’accélération dudit véhicule égo ;
- Détermination (202) d’un deuxième temps inter-véhicules consigne fondé sur ledit temps inter-véhicules minimum, ledit temps inter-véhicules consigne dudit régulateur de vitesse étant fondé sur ledit deuxième temps inter-véhicules ;
- Lorsque (C23) ladite accélération potentielle devient au supérieure à un deuxième seuil, dit seuil de stabilisation, détermination (203) d’un troisième temps inter-véhicules consigne qui tend vers ledit temps de référence, ledit temps inter-véhicules consigne dudit régulateur de vitesse étant fondé sur ledit troisième temps inter-véhicule.
- Procédé selon la revendication 1, dans lequel ledit temps inter-véhicules minimum ne peut pas être inférieure à un temps de sécurité, ledit temps de sécurité étant fondé sur ladite vitesse du véhicule égo et sur une vitesse dudit véhicule cible, dite vitesse cible, ladite vitesse cible étant déterminée à partir d’un capteur dudit véhicule égo.
- Procédé selon la revendication précédente, dans lequel ledit temps sécurité est obtenu à partir de la formule
- Procédé selon l’une des revendications 2 à 3, dans lequel ledit temps minimum est fondée sur ledit temps de référence, sur ladite accélération potentielle, sur ladite vitesse cible, et sur un temps inter-véhicules minimum prédéterminé, dit temps minimum.
- Procédé selon la revendication précédente, dans lequel ledit procédé comporte en outre une étape de mémorisation, lorsque (C12) que ladite accélération potentielle est devenue inférieure au dit seuil de déclenchement, de ladite accélération de déclenchement, dite accélération potentielle mémorisée, et dudit instantt 0 , et dans lequel ledit temps minimum est donné par la formule
- Procédé selon l’une des revendications 2 à 5, dans lequel ladite détermination (203) du troisième un temps inter-véhicules consigne est déclenchée lorsque (C23) l’accélération potentielle devient supérieure au dit seuil de stabilisation et lorsque (C23) une différence, en valeur absolu, entre ladite vitesse égo et ladite vitesse cible est inférieure à un cinquième seuil, dite vitesse proche.
- Dispositif (101) comprenant une mémoire (102) associée à au moins un processeur (103) configuré pour mettre en œuvre le procédé selon l’une des revendications précédentes.
- Véhicule comportant le dispositif selon la revendication précédente.
- Programme d’ordinateur comprenant des instructions adaptées pour l’exécution des étapes du procédé selon l’une des revendications 1 à 6 lorsque ledit programme est exécuté par au moins un processeur (103).
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|---|---|---|---|---|
| US20090276135A1 (en) * | 2005-06-07 | 2009-11-05 | Markus Hagemann | Adaptive cruise controller having dynamics matching as a function of the situation |
| DE102014008677A1 (de) * | 2014-06-13 | 2014-11-27 | Daimler Ag | Verfahren zur Abstandsregelung von Fahrzeugen und Abstandsregelvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
-
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- 2022-01-28 FR FR2200780A patent/FR3132264B1/fr active Active
Patent Citations (2)
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| US20090276135A1 (en) * | 2005-06-07 | 2009-11-05 | Markus Hagemann | Adaptive cruise controller having dynamics matching as a function of the situation |
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