FR3138098A1 - Procédé et dispositif de détermination d’une vitesse de rotation en lacet d’un véhicule - Google Patents

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Hamza El Hanbali
Yassine Et-Thaqfy
Zoubida Lahlou
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Abstract

La présente invention concerne un procédé de détermination d’une vitesse de rotation en lacet, dite vitesse lacet, d’un véhicule (10) circulant sur une voie de circulation courante (101). A cet effet, des premières données représentatives de délimitations latérales (111, 112) de ladite voie (101) sont reçues et des deuxièmes données représentatives d’un centre de ladite voie (101) sont déterminées. Des troisièmes données représentatives d’une vitesse dudit véhicule (10) sont également reçues. Enfin, des quatrièmes données représentatives d’une distance latérale à un horizon déterminé entre ledit centre de ladite voie de circulation et ledit véhicule (10) sont déterminées en fonction desdites deuxièmes données et desdites troisièmes données, et des cinquièmes données représentatives de ladite vitesse lacet sont déterminées en fonction desdites troisièmes données et desdites quatrièmes données. Figure pour l’abrégé : Figure 1

Description

Procédé et dispositif de détermination d’une vitesse de rotation en lacet d’un véhicule
La présente invention concerne les procédés et dispositifs de détermination de vitesse d’un véhicule, notamment d’un véhicule automobile. La présente invention concerne également un procédé et un dispositif de contrôle d’un système d’aide à la conduite, dit système ADAS, d’un véhicule, par exemple d’un véhicule automobile. La présente invention concerne également un procédé et un dispositif de contrôle d’un véhicule, notamment un véhicule autonome.
 Arrière-plan technologique
La sécurité routière fait partie des enjeux importants de nos sociétés. Avec l’augmentation du nombre de véhicules circulant sur les réseaux routiers du monde entier, et ce quelle que soient les conditions de circulation, les risques d’accidents et d’incidents provoqués par les conditions de circulation 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).
Les systèmes ADAS peuvent également tenir compte de données de navigation indiquant en avance les caractéristiques d’une route, notamment les limitations de vitesse, les côtes ou encore le rayon de courbure des virages sur le parcours, de façon à optimiser en avance la conduite du véhicule.
Parmi ces systèmes, le système d’aide au maintien dans une file de circulation, dit système LPA (de l’anglais « Lane Positioning Assist » ou en français « Assistant de positionnement dans la file ») ou LKA (de l’anglais « Lane Keeping Assist » ou en français « Assistant de maintien dans la file ») a pour fonction première d’assister le conducteur du véhicule à suivre le tracé d’une voie de circulation. En particulier, le système LPA suit certains paramètres du véhicule de manière à maintenir sa position sur une voie de circulation. Le système LPA suit par exemple une vitesse de rotation en lacet, dite vitesse lacet, du véhicule, de manière à ajuster l’orientation du véhicule en accord avec la direction de la voie de circulation. La vitesse lacet du véhicule est communément obtenue à partir d’un capteur associé au châssis du véhicule.
Dans un certain nombre de situations, par exemple en cas d’absence ou de dysfonctionnement du capteur de vitesse lacet, le système LPA est ainsi rendu inopérant, ou peut causer un comportement imprévu du véhicule, par exemple des oscillations ou des erreurs dans le centrage du véhicule dans la file de circulation, résultant de valeurs erronées de vitesse lacet du véhicule.
Résumé de la présente invention
Un objet de la présente invention est de résoudre au moins l’un des problèmes de l’arrière-plan technologique décrit précédemment.
Un autre objet de la présente invention est de réduire le nombre de capteurs nécessaires au fonctionnement des systèmes ADAS d’un véhicule.
Un autre objet de la présente invention est de permettre l’emploi de systèmes ADAS, en particulier d’un système LPA, aux véhicules dépourvus de capteur de vitesse lacet, ou dont le capteur de vitesse lacet est inopérant.
Un autre objet de la présente invention est de renforcer les informations reçues d’un capteur de vitesse lacet d’un véhicule.
Selon un premier aspect, la présente invention concerne un procédé de détermination d’une vitesse de rotation en lacet, dite vitesse lacet, d’un véhicule circulant sur une voie de circulation courante d’une route, le procédé étant mis en œuvre par un calculateur, le procédé comprenant les étapes suivantes :
- réception de premières données représentatives de délimitations latérales de la voie de circulation courante depuis une caméra embarquée dans le véhicule ;
- détermination de deuxièmes données représentatives d’un centre de la voie de circulation en fonction des premières données ;
- réception de troisièmes données représentatives d’une vitesse du véhicule depuis un système embarqué dans le véhicule ;
- détermination de quatrièmes données représentatives d’une distance latérale à un horizon déterminé entre le centre de la voie de circulation et le véhicule en fonction des deuxièmes données et des troisièmes données ;
- détermination de cinquièmes données représentatives de la vitesse lacet en fonction des troisièmes données et des quatrièmes données.
On comprend ici que les troisièmes données comprennent des informations sur la vitesse du véhicule, lesquelles excluent la vitesse lacet que le procédé cherche à obtenir, par exemple en raison de l’absence de capteur dédié embarqué dans le véhicule.
L’horizon déterminé correspond par exemple à une section de la route, située à une distance longitudinale déterminée du véhicule, vers l’avant du véhicule selon son sens de circulation. La vitesse lacet est ainsi obtenue à partir du décalage latéral entre le centre de la voie de circulation et le véhicule, et est par exemple employée pour orienter le véhicule, par exemple de sorte que, une fois que le véhicule ait circulé jusqu’à atteindre la section de la route correspondant à l’horizon, le véhicule se situe sur le centre de la voie de circulation.
Ainsi, selon la présente invention, la vitesse lacet du véhicule est déterminée d’une manière alternative à l’emploi de capteur dédié, en particulier en se basant sur le tracé des délimitations latérales de la voie de circulation courante du véhicule. Cette vitesse lacet peut alors être employée afin de maintenir le fonctionnement des systèmes ADAS du véhicule, ou encore afin de compléter ou corriger une information de vitesse lacet issue d’un capteur embarqué du véhicule.
Selon une variante, la détermination des deuxièmes données comprend une détermination d’au moins une représentation polynomiale de la voie de circulation courante, le centre de la voie étant fonction de la représentation polynomiale.
Selon une variante supplémentaire, la détermination des quatrièmes données comprend les étapes suivantes :
- détermination d’une distance longitudinale entre le véhicule et l’horizon en fonction des troisièmes données ;
- détermination de la distance latérale à l’horizon en fonction des deuxièmes données et de la distance longitudinale.
Selon une variante additionnelle, la détermination des quatrièmes données comprend en outre les étapes suivantes :
- détermination d’un cap à l’horizon du centre de la voie de circulation vis-à-vis du véhicule en fonction des deuxièmes données et de la distance longitudinale ;
- détermination d’une accélération latérale du véhicule en fonction du cap à l’horizon et de la distance latérale à l’horizon,
la vitesse lacet étant déterminée en fonction de l’accélération latérale et des troisièmes données.
Selon une autre variante, le procédé comporte en outre les étapes suivantes :
- réception de sixièmes données représentatives d’une vitesse de rotation en lacet, dite vitesse lacet perçue, depuis au moins un capteur embarqué dans le véhicule ;
- comparaison de la vitesse lacet avec la vitesse lacet perçue ; et
- détermination d’une valeur de correction de vitesse lacet en fonction d’un résultat de la comparaison.
Selon encore une variante, le procédé comprend en outre une étape de contrôle d’un système d’aide à la conduite, dit système ADAS, du véhicule en fonction de la vitesse lacet.
Selon un deuxième aspect, la présente invention concerne un dispositif de détermination d’une vitesse de rotation en lacet d’un véhicule circulant sur une voie de circulation courante d’une route, 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 3 annexées, sur lesquelles :
illustre schématiquement une portion de route sur laquelle circule un véhicule, selon un exemple de réalisation particulier et non limitatif de la présente invention ;
illustre schématiquement un dispositif configuré pour déterminer une vitesse de rotation en lacet du véhicule de la , selon un exemple de réalisation particulier et non limitatif de la présente invention ;
illustre un organigramme des différentes étapes d’un procédé de détermination d’une vitesse de rotation en lacet du véhicule de la , selon un exemple de réalisation particulier et non limitatif de la présente invention.
Description des exemples de réalisation
Un procédé et un dispositif de détermination d’une vitesse de rotation en lacet d’un véhicule vont maintenant être décrits dans ce qui va suivre en référence conjointement aux figures 1 à 3. 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, la détermination d’une vitesse de rotation en lacet, dite vitesse lacet, d’un véhicule circulant sur une voie de circulation courante d’une route comprend la réception, par le véhicule, de premières données représentatives de délimitations latérales de la voie de circulation courante. Ces premières données sont avantageusement reçues d’une caméra embarquée dans le véhicule, cette caméra ayant dans son champ de vision la chaussée de la route sur laquelle circule le véhicule. Les premières données correspondent par exemple à des informations permettant de délimiter et positionner les délimitations latérales de la voie de circulation courante, par rapport au véhicule.
Des deuxièmes données représentatives d’un centre de la voie de circulation sont obtenues à partir des premières données. Le centre de la voie de circulation est par exemple défini comme une position intermédiaire entre les délimitations latérales de la voie de circulation courante, et correspond ainsi à un tracé d’une position centrale de la voie de circulation courante. Le centre de la voie de circulation correspond par exemple à un objectif de position pour un système d’aide au maintien dans une file de circulation du véhicule.
Des troisièmes données représentatives d’une vitesse du véhicule sont également reçues depuis un système embarqué dans le véhicule, par exemple depuis un capteur de vitesse ou depuis un système de navigation embarqué dans le véhicule. Les troisièmes données comprennent par exemple une information représentative d’une vitesse longitudinale du véhicule. En fonction des deuxièmes données et des troisièmes données, des quatrièmes données représentatives d’une distance latérale, à un horizon déterminé, entre le centre de la voie de circulation et du véhicule sont déterminées. Cette distance latérale correspond ainsi au déplacement du centre de la voie par rapport à la position du véhicule, selon une portion de la voie de circulation située devant le véhicule et correspondant à l’horizon. La vitesse longitudinale du véhicule permet par exemple de positionner l’horizon, en particulier de manière à obtenir une vitesse lacet plus faible lorsque la vitesse longitudinale du véhicule est élevée.
Des cinquièmes données représentatives de la vitesse lacet sont alors déterminées en fonction des troisièmes données et des quatrièmes données. Cette vitesse lacet, correspondant à une estimation de la vitesse lacet en fonction du tracé de la voie de circulation, est par exemple obtenue par combinaison de la distance latérale avec une vitesse tangentielle du véhicule, c’est-à-dire la vitesse du véhicule selon un axe perpendiculaire au sens de circulation du véhicule.
La détermination de la vitesse lacet du véhicule peut par conséquent être effectuée en l’absence de capteur dédié, en se basant principalement sur le tracé de la voie de circulation et sur d’autres informations de vitesse du véhicule, distinctes et plus facilement accessibles que sa vitesse lacet. Les systèmes ADAS du véhicule, en particulier le système LPA, peuvent par conséquent opérer dans des conditions plus variées, notamment lorsque le capteur de vitesse lacet du véhicule est indisponible.
La illustre schématiquement un environnement dans lequel évolue un véhicule 10, selon un exemple de réalisation particulier et non limitatif de la présente invention.
La illustre un véhicule 10, par exemple un véhicule automobile, circulant sur une portion de route de l’environnement 1. Selon d’autres exemples, le véhicule 10 correspond à un car, un bus, un camion, un véhicule utilitaire ou une motocyclette, c’est-à-dire à un véhicule de type véhicule terrestre motorisé.
Le véhicule 10 correspond à un véhicule circulant sous la supervision totale d’un conducteur ou circulant dans un mode autonome ou semi-autonome. Le véhicule 10 circule selon un niveau d’autonomie égale à 0 ou selon un niveau d’autonomie allant de 1 à 5 par exemple, selon l’échelle définie par l’agence fédérale américaine qui a établi 5 niveaux d’autonomie allant de 1 à 5, le niveau 0 correspondant à un véhicule n’ayant aucune autonomie, dont la conduite est sous la supervision totale du conducteur, le niveau 1 correspondant à un véhicule avec un niveau d’autonomie minimal, dont la conduite est sous la supervision du conducteur avec une assistance minimale d’un système ADAS, et le niveau 5 correspondant à un véhicule complètement autonome.
Les 5 niveaux d’autonomie de la classification de l’agence fédérale chargée de la sécurité routière sont :
- niveau 0 : aucune automatisation, le conducteur du véhicule contrôle totalement les fonctions principales du véhicule (moteur, accélérateur, direction, freins) ;
- niveau 1 : assistance au conducteur, l’automatisation est active pour certaines fonctions du véhicule, le conducteur gardant un contrôle global sur la conduite du véhicule ; le régulateur de vitesse fait partie de ce niveau, comme d’autres aides telles que l’ABS (système antiblocage des roues) ou l’ESP (électro-stabilisateur programmé) ;
- niveau 2 : automatisation de fonctions combinées, le contrôle d’au moins deux fonctions principales est combiné dans l’automatisation pour remplacer le conducteur dans certaines situations ; par exemple, le régulateur de vitesse adaptatif combiné avec le centrage sur la voie permet à un véhicule d’être classé niveau 2, tout comme l’aide au stationnement (de l’anglais « Park assist ») automatique ;
- niveau 3 : conduite autonome limitée, le conducteur peut céder le contrôle complet du véhicule au système automatisé qui sera alors en charge des fonctions critiques de sécurité ; la conduite autonome ne peut cependant avoir lieu que dans certaines conditions environnementales et de trafic déterminées (uniquement sur autoroute par exemple) ;
- niveau 4 : conduite autonome complète sous conditions, le véhicule est conçu pour assurer seul l’ensemble des fonctions critiques de sécurité sur un trajet complet ; le conducteur fournit une destination ou des consignes de navigation mais n’est pas tenu de se rendre disponible pour reprendre le contrôle du véhicule ;
- niveau 5 : conduite complètement autonome sans l’aide de conducteur dans toutes les circonstances.
Selon un exemple particulier de réalisation, le véhicule 10 circule selon un mode semi-autonome ou autonome, c’est-à-dire avec un niveau d’autonomie supérieur ou égal à 2 selon la classification ci-dessus.
Selon l’exemple de la , le véhicule 10 circule sur une portion de route comprenant une pluralité de voies 101, 102. Le véhicule 10 circule sur une voie de circulation courante 101, une voie latérale adjacente 102 étant à gauche de la voie de circulation courante 102 (selon le sens de circulation du véhicule 10).
Les notions de droite et de gauche sont définies selon le sens de circulation du véhicule 10. La voie de circulation 101 correspond par exemple à la voie « la plus lente » et la voie de circulation 102 correspond selon cet exemple à la voie « la plus rapide ». La voie « la plus lente » est à droite dans les pays où les véhicules circulent sur la voie de droite (pays tels que la France par exemple). La voie de circulation « la plus lente » est à gauche dans les pays où les véhicules circulent sur la voie de gauche (pays tels que le Royaume-Uni par exemple).
L’exemple de la correspond à un exemple selon lequel les véhicules circulent à droite, comme en France. L’invention ne se limite cependant pas à un tel exemple et s’étend à toutes les configurations de route, incluant celles où les véhicules circulent à gauche.
Une voie 101, 102 de la portion de route correspond à une voie de circulation, c’est-à-dire à une voie prévue pour la circulation des véhicules, ou à tout type de voie, par exemple une voie de sortie d’une route à accès réglementé (aussi appelé route à voies rapides), une voie de sortie d’autoroute ou une bande d’arrêt d’urgence, notée BAU.
Selon l’exemple de la , la portion de route correspond à une portion d’autoroute ou à une portion de route à voies rapides à plusieurs voies de circulation pour chaque sens de circulation. Selon cet exemple particulier, chacune des voies 101 et 102 correspondent à des voies de circulation, la BAU (à droite de la voie 101) n’étant pas représentée sur la .
Chacune des voies 101 et 102 est matérialisée ou délimitée par des délimitations latérales 111, 112 et 113 qui correspondent par exemple à des lignes de marquage au sol ou à des barrières de sécurité (ou glissières).
Selon l’exemple particulier de la , chacune des délimitations latérales 111 à 113 sont de type ligne de marquage au sol. Les lignes de marquage au sol sont également appelées signalement horizontal et correspondent en un ensemble de lignes 111, 112 et 113 tracées sur le sol. Les lignes de marquage au sol 111 à 113 peuvent être de plusieurs types, par exemple des lignes de rive ou des lignes médianes, avec des caractéristiques différentes. Les lignes de marquage au sol peuvent ainsi être de type ligne continue, ligne discontinue ou ligne mixte (comprenant une ligne continue et une ligne discontinue parallèle à la ligne continue). Une ligne discontinue peut également présenter des caractéristiques différentes, avec des longueurs d’espacement entre les traits variant d’un type de ligne discontinue à l’autre et/ou une longueur des traits variant d’un type à l’autre.
Ainsi, selon l’exemple de la , la voie de circulation courante 101 est délimitée à gauche par une ligne discontinue 112. Cette ligne discontinue 112 marque la séparation entre la voie de circulation courante 101 et la voie latérale adjacente 102 correspondant également à une voie de circulation. La voie de circulation courante 101 est délimitée à droite par une première ligne continue 111 et la voie latérale adjacente 102 est délimitée à gauche par une deuxième ligne continue 113.
La distance d’une délimitation par rapport au véhicule 10 se détermine par exemple dans un repère centré sur le véhicule 10 ayant pour axe longitudinal l’axe de déplacement du véhicule 10 selon la voie de circulation 101 et comme axe latéral (aussi appelé axe transversal) un axe perpendiculaire à l’axe longitudinal. La distance entre le véhicule 10 et une délimitation correspond à la distance entre un point de référence du véhicule 10 (par exemple le milieu de l’essieu avant ou le milieu de l’essieu arrière du véhicule 10) et la ligne selon l’axe latéral.
Le véhicule 10 embarque avantageusement un ou plusieurs systèmes d’aide à la conduite, dit ADAS (de l’anglais « Advanced Driver-Assistance System » ou en français « Système d’aide à la conduite avancé »). Le véhicule embarque en particulier un système d’aide au maintien dans une file de circulation, dit système LPA (de l’anglais « Lane Positioning Assist » ou en français « Assistant de positionnement dans la file ») ou LKA (de l’anglais « Lane Keeping Assist » ou en français « Assistant de maintien dans la file »). Un tel système se base notamment sur la détection et la reconnaissance des lignes de marquage au sol pour maintenir le véhicule 10 correctement positionné au sein de la voie de circulation courante 101.
Parmi les contrôles effectués par le système LPA pour maintenir le véhicule 10 dans la voie de circulation courante 101, le système LPA contrôle la vitesse de rotation en lacet, dite vitesse lacet, du véhicule 10, autrement dit la rotation vers la gauche ou vers la droite du véhicule 10. Le véhicule 10 obtient communément une mesure de sa vitesse lacet à partir d’un capteur embarqué dédié, par exemple un capteur associé au châssis du véhicule 10, de manière à ajuster et contrôler l’orientation du véhicule 10.
Un problème qui se pose est que la mesure de la vitesse lacet du véhicule 10 n’est pas toujours fiable. Ainsi, lorsque le véhicule 10 ne dispose pas de capteur de vitesse lacet en état de marche, les systèmes ADAS associés, en particulier le système LPA, est rendu inactif. Dans d’autres situations, si le capteur de vitesse lacet renvoie des valeurs erronées, la rotation du véhicule 10 se trouve faussée et son comportement devient imprévisible. Un système LPA embarqué opérant à partir d’une mesure erronée de vitesse lacet peut ainsi générer des oscillations du véhicule 10 alors que celui-ci tente de se centrer sur la voie de circulation courante 101. Le processus décrit ci-après propose une solution à ce problème.
Le véhicule 10 embarque avantageusement un système de détection de marquage au sol. Un tel système est par exemple couplé au système LPA ou intégré au système LPA. Selon un autre exemple, un tel système est couple à un système de changement semi-automatique de voie de circulation, dit système SALC (de l’anglais « Semi-Automatic Lane Change »), ou intégré à un système SALC, le système SALC étant embarqué dans le véhicule 10. Un tel système de détection de marquage au sol reçoit des données d’une ou plusieurs premières caméras embarquées dans le véhicule 10 et configurées pour l’acquisition d’images de la voie de circulation empruntée par le véhicule 10, par exemple la portion de route située à l’avant et/ou sur les côtés du véhicule 10. Le système de détection de marquage au sol est ainsi configuré pour détecter les marquages au sol dans l’environnement du véhicule 10. Un traitement d’image est appliqué aux images obtenues de la ou les premières caméras du système de détection de marquage au sol pour déterminer la présence de lignes au sol et de classifier ces lignes en différentes catégories, par exemple pour déterminer si les lignes au sol correspondent à des lignes de rive ou des lignes médianes par exemple. Un exemple de traitement d’image pour détecter les lignes au sol est par exemple décrit dans le document WO2017194890A1.
Dans le processus décrit ci-dessous, seule la détection de la présence de lignes de marquage au sol est prise en compte. Selon une variante, la classification des lignes détectées est également mise en œuvre, par exemple pour confirmer la détermination du type de ligne tel qu’obtenu selon le processus décrit ci-dessous.
Selon une variante de réalisation, le véhicule 10 embarque en outre un ou plusieurs des capteurs suivants :
- un ou plusieurs radars à ondes millimétriques arrangés sur le véhicule 10, par exemple à l’avant, à l’arrière, sur chaque coin avant/arrière du véhicule ; chaque radar est adapté pour émettre des ondes électromagnétiques et pour recevoir les échos de ces ondes renvoyées par un ou plusieurs objets (par exemple les barrières 110), dans le but de détecter des obstacles ou autres objets et leurs distances vis-à-vis du véhicule 10 ; et/ou
- un ou plusieurs LIDAR(s) (de l’anglais « Light Detection And Ranging », ou « Détection et estimation de la distance par la lumière » en français), un capteur LIDAR correspondant à un système optoélectronique composé d’un dispositif émetteur laser, d’un dispositif récepteur comprenant un collecteur de lumière (pour collecter la partie du rayonnement lumineux émis par l’émetteur et réfléchi par tout objet situé sur le trajet des rayons lumineux émis par l’émetteur) et d’un photodétecteur qui transforme la lumière collectée en signal électrique ; un capteur LIDAR permet ainsi de détecter la présence d’objets (par exemple les barrières 110) situés dans le faisceau lumineux émis et de mesurer la distance entre le capteur et chaque objet détecté.
Un processus de détermination d’une vitesse lacet du véhicule 10 circulant sur la voie de circulation courante 101 de la route 1 est avantageusement mis en œuvre par le véhicule 10, c’est-à-dire par un calculateur ou une combinaison de calculateurs du système embarqué du véhicule 10, par exemple par le ou les calculateurs en charge de contrôler le système LPA ou par le ou les calculateurs en charge du système de détection (et de classification le cas échéant) des lignes de marquage au sol.
Selon un mode de réalisation particulier et non limitatif, un tel processus s’inscrit dans un processus plus large de contrôle du système ADAS, par exemple du système LPA, du véhicule 10. Le véhicule 10 met ainsi en œuvre, dans cet exemple, un processus de contrôle du système ADAS en fonction de la vitesse lacet déterminée par le processus selon l’invention. En particulier, le système LPA du premier véhicule 10 peut déterminer une trajectoire du véhicule 10 en fonction de la vitesse lacet déterminée par le processus.
Selon une variante de réalisation, un tel processus de contrôle du système ADAS est configuré pour employer une mesure de vitesse lacet issue d’un capteur de vitesse lacet embarqué par le véhicule 10. Lorsque cette mesure de vitesse lacet est indisponible, le processus de contrôle du système ADAS emploie alors la vitesse lacet déterminée selon l’invention le temps que la mesure de vitesse lacet redevienne disponible.
Dans une première opération, des premières données représentatives des délimitations latérales 111, 112 de la voie de circulation courante 101 sont reçues. Les premières données font par exemple partie d’un ensemble de données représentatif de l’ensemble de délimitations latérales 111, 112, 113 de la pluralité de voies 101, 102, et permettant d’établir le nombre, le tracé et le profil de la pluralité de voies 101, 102.
Ces premières données sont par exemple reçues d’un ou plusieurs capteurs, notamment d’une ou plusieurs caméras embarquées dans le véhicule 10, via un ou plusieurs bus de communication du système embarqué du véhicule 10, 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), Ethernet (selon la norme ISO/IEC 802-3) ou LIN (de l’anglais « Local Interconnect Network », ou en français « Réseau interconnecté local »).
Selon une variante de réalisation, une partie des données est reçue de la ou les caméras et une autre partie est reçue de capteurs de détection d’objet de type radar et/ou LIDAR (de l’anglais « Light Detection And Ranging », ou « Détection et estimation de la distance par la lumière » en français). Cette variante est par exemple mise en œuvre lorsque des délimitations latérales de type glissière ou barrière sont présentes sur un bord de la portion de route.
Dans une deuxième opération, des deuxièmes données représentatives d’un centre de la voie de circulation 101 sont déterminées en fonction des premières données. En d’autres termes, les premières données permettent de déterminer une position centrale de la voie de circulation courante 101, par exemple située à équidistance des délimitations latérales 111, 112.
Selon une variante de réalisation, la voie de circulation courante est représentée par un polynôme de degré 3 sous la forme P(x) = C0+ C1* x + C2* x² + C3* x3, avec C0, C1, C2et C3les coefficients du polynôme. Selon une première variante, un polynôme représente le centre de la voie de circulation courante 101, laquelle est ainsi associée à un seul polynôme décrivant son tracé. Selon une deuxième variante, chaque polynôme représente les délimitations latérales 111, 112, la voie de circulation courante 101 étant associée à deux polynômes décrivant ses limites.
Les coefficients C0, C1, C2et C3sont issus de la ou les caméras embarquées du véhicule 10 ou du système de détection de marquage au sol utilisant des images issues de cette ou ces caméras.
Le coefficient C0représente par exemple une distance entre le centre du véhicule 10 et chaque délimitation considérée. Le coefficient C1représente un angle entre la trajectoire du véhicule 10 et une tangente à la voie de circulation (le cap). Le coefficient C2représente un rayon de courbure et le coefficient C3représente une dérivée de ce rayon de courbure.
Ainsi, la ligne 111 est par exemple définie par le polynôme P111(x) = C0_111+ C1_111* x + C2_111* x² + C3_111* x3et la ligne 112 est définie par le polynôme P112(x) = C0_112+ C1_112* x + C2_112* x² + C3_112* x3.
Selon un exemple de réalisation particulier, le centre de la voie de circulation courante 101 est obtenu à partir des polynômes des délimitations latérales 111, 112.
Le centre de la voie de circulation courante 101 est par exemple obtenu par l’équation suivante :
Dans une troisième opération, des troisièmes données représentatives d’une vitesse du véhicule 10 sont reçues. Les troisièmes données comprennent par exemple une information représentative de vitesse longitudinale du véhicule 10, c’est-à-dire de la vitesse du véhicule 10 selon un premier axe défini par le sens de circulation de la voie de circulation courante 101. Les troisièmes données comprennent optionnellement également une information représentative de vitesse tangentielle du véhicule 10, c’est-à-dire selon un deuxième axe perpendiculaire au premier axe et compris dans le plan défini par la voie de circulation courante 101.
Le véhicule 10 embarque par exemple un ou plusieurs des systèmes suivants :
- un odomètre configuré pour déterminer la distance parcourue par le véhicule 10, la vitesse du véhicule 10 étant dérivée de la distance parcourue sur un intervalle de temps donné ; et/ou
- un compteur de vitesse comprenant par exemple un capteur de vitesse en sortie de la boîte de vitesse ou un ou plusieurs capteurs de vitesse reliés aux roues ; et/ou
- une centrale inertielle, dite IMU (de l’anglais « Inertial Measurement Unit » ou en français « Unité de mesure inertielle ») ; et/ou
- un système de navigation embarqué, la vitesse du véhicule 10 étant dérivée de l’évolution de la position du véhicule 10 à l’intérieur de l’environnement routier.
Les troisièmes données sont alors obtenues par communication entre le calculateur embarqué du véhicule et le ou les système(s) embarqué(s).
Dans une quatrième opération, des quatrièmes données représentatives d’une distance latérale, à un horizon déterminé, entre le centre de la voie et le véhicule 10 sont déterminées en fonction des deuxièmes données et des troisièmes données. Des cinquièmes données représentatives de la vitesse lacet du véhicule 10 sont ensuite déterminées dans une cinquième opération en fonction des troisièmes données et des quatrièmes données.
On comprend ici que l’horizon correspond à une section de la voie de circulation 101 disposée en avant du véhicule 10 et correspondant à une position de référence pour le contrôle du véhicule 10, en particulier pour son maintien dans la voie de circulation courante 101, et que la distance latérale entre le centre de la voie et le véhicule 10 à l’horizon dépend de l’évolution de la position du centre de la voie de circulation 101 dans le repère du véhicule 10.
Ainsi, la vitesse lacet, nécessaire pour orienter le véhicule 10 vis-à-vis de la voie de circulation 101, peut être obtenue sans disposer de capteur dédié, en se basant sur la distance latérale à l’horizon entre le centre de la voie de circulation 101 et le véhicule 10, ainsi que sur la vitesse du véhicule 10.
Selon un exemple de réalisation, les troisièmes données permettent de déterminer l’horizon, tandis que les deuxièmes données permettent d’établir la distance latérale entre le centre de la voie et le véhicule 10 à cet horizon. L’horizon est par exemple défini premièrement en fonction d’un intervalle de temps entre deux positions du véhicule 10, et deuxièmement en fonction d’une distance parcourue par le véhicule au cours de cet intervalle de temps. On définit ainsi un intervalle de temps Δt entre le véhicule 10 et l’horizon et une distance longitudinale ΔLxentre le véhicule 10 et l’horizon, l’intervalle de temps Δt et la distance longitudinale ΔLxétant liés par la formule suivante :
Avec Vxla vitesse longitudinale du véhicule 10 obtenue à partir des troisièmes données.
Selon encore un exemple, l’intervalle de temps Δt et/ou la distance longitudinale ΔLxsont obtenus à partir d’une table de correspondance associant un intervalle de temps Δt et/ou une distance longitudinale ΔLxà une pluralité de valeurs de vitesse du véhicule 10 données, ou encore à partir d’une fonction définissant Δt=f1(Vx) et/ou ΔL=f2(Vx), par exemple une fonction construite par interpolation de points tirés d’une table de correspondance.
Selon un autre exemple, l’intervalle de temps Δt correspond à une valeur fixe enregistrée dans une mémoire en communication avec le calculateur du véhicule 10, la distance longitudinale ΔLxétant obtenue à partir de l’intervalle de temps Δt fixe et de la vitesse du véhicule 10.
La distance latérale est alors déterminée par combinaison de la distance longitudinale ΔLxet des deuxièmes données, par exemple à partir du polynôme du centre de la voie de circulation courante 101 tel que défini ci-avant, selon la formule :
Avec ΔLyla distance latérale à l’horizon.
Selon encore un exemple de réalisation particulier et non limitatif, la détermination de la distance latérale à l’horizon est complétée par la détermination d’un cap à l’horizon du centre de la voie de circulation 101 vis-à-vis du véhicule 10, c’est-à-dire d’une vitesse latérale du centre de la voie de circulation 101, dans le repère du véhicule 10, à l’horizon. Le cap à l’horizon ΔVyest par exemple défini selon la formule suivante dérivée du polynôme du centre de la voie de circulation courante 101 :
A partir du cap à l’horizon, il est également possible d’obtenir une accélération latérale à l’horizon ΔAy, notamment définie de la manière suivante :
Et la vitesse lacet ω est, dans ce même exemple, donnée par :
Avec Vyla vitesse tangentielle du véhicule 10 obtenue à partir des troisièmes données.
Ainsi, le procédé selon l’invention permet de calculer une vitesse lacet du véhicule 10 en se basant principalement sur le tracé de la voie de circulation courante 101, ainsi que sur d’autres mesures plus accessibles de la vitesse du véhicule 10. Bien évidemment, on peut concevoir que la vitesse lacet du véhicule 10 soit obtenue selon d’autres formules équivalentes à celles des exemples de réalisation énoncés. La vitesse lacet du véhicule 10 peut ainsi être obtenue en cas d’absence ou de dysfonctionnement du capteur dédié.
Selon une variante de réalisation, le véhicule 10 reçoit également, dans une sixième opération, des sixièmes données représentatives d’une vitesse de rotation en lacet, dite vitesse lacet perçue, depuis au moins un capteur embarqué dans le véhicule 10, par exemple un capteur de vitesse lacet associé au châssis du véhicule 10. La vitesse lacet obtenue selon le procédé est alors comparée avec la vitesse lacet perçue de manière à déterminer une valeur de correction de vitesse lacet. En d’autres termes, la vitesse lacet perçue peut être confirmée, infirmée ou corrigée par la vitesse lacet obtenue selon le procédé, notamment de manière à repérer un dysfonctionnement du capteur de vitesse lacet, à calibrer le capteur ou encore à maintenir le fonctionnement du capteur de vitesse lacet en cas de dysfonctionnement, tout en limitant les besoins d’exécution du procédé selon l’invention.
La vitesse lacet obtenue ou corrigée selon l’invention peut alors être employée pour la mise en œuvre d’un procédé de contrôle d’un système ADAS du véhicule 10, par exemple le système LPA.
La illustre schématiquement un dispositif 2 configuré pour déterminer une vitesse lacet d’un véhicule, par exemple le véhicule circulant sur la route de la , selon un exemple de réalisation particulier et non limitatif de la présente invention. Le dispositif 2 correspond par exemple à un dispositif embarqué dans le véhicule 10, par exemple un calculateur.
Le dispositif 2 est par exemple configuré pour la mise en œuvre des opérations décrites en regard de la et/ou des étapes du procédé décrit en regard de la . Des exemples d’un tel dispositif 2 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 (de l’anglais « smartphone »), une tablette, un ordinateur portable. Les éléments du dispositif 2, individuellement ou en combinaison, peuvent être intégrés dans un unique circuit intégré, dans plusieurs circuits intégrés, et/ou dans des composants discrets. Le dispositif 2 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 2 comprend un (ou plusieurs) processeur(s) 20 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 2. Le processeur 20 peut inclure de la mémoire intégrée, une interface d’entrée/sortie, et différents circuits connus de l’homme du métier. Le dispositif 2 comprend en outre au moins une mémoire 21 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 21.
Selon différents exemples de réalisation particuliers et non limitatifs, le dispositif 2 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 2 comprend un bloc 22 d’éléments d’interface pour communiquer avec des dispositifs externes, par exemple un serveur distant ou le « cloud », ou le véhicule 10 lorsque le dispositif 2 correspond à un téléphone intelligent ou une tablette par exemple. Les éléments d’interface du bloc 22 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).
Selon un autre exemple de réalisation particulier et non limitatif, le dispositif 2 comprend une interface de communication 23 qui permet d’établir une communication avec d’autres dispositifs (tels que d’autres calculateurs du système embarqué ou des capteurs embarqués) via un canal de communication 230. L’interface de communication 23 correspond par exemple à un transmetteur configuré pour transmettre et recevoir des informations et/ou des données via le canal de communication 230. L’interface de communication 23 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), Ethernet (standardisé par la norme ISO/IEC 802-3) ou LIN (de l’anglais « Local Interconnect Network », ou en français « Réseau interconnecté local »).
Selon un exemple de réalisation particulier et non limitatif, le dispositif 2 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. Selon une variante, l’un ou l’autre des dispositifs externes est intégré au dispositif 2.
La illustre un organigramme des différentes étapes d’un procédé de détermination d’une vitesse lacet d’un véhicule circulant sur une voie de circulation courante d’une route, 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 2 de la .
Dans une première étape 31, des premières données représentatives de délimitations latérales de la voie de circulation courante sont reçues depuis une caméra embarquée dans le véhicule.
Dans une deuxième étape 32, des deuxièmes données représentatives d’un centre de la voie de circulation sont déterminées en fonction des premières données.
Dans une troisième étape 33, des troisièmes données représentatives d’une vitesse du véhicule sont reçues depuis un système embarqué dans le véhicule.
Dans une quatrième étape 34, des quatrièmes données représentatives d’une distance latérale à un horizon déterminé entre le centre de la voie de circulation et le véhicule sont déterminées en fonction des deuxièmes données et des troisièmes données.
Dans une cinquième étape 35, des cinquièmes données représentatives de la vitesse lacet sont déterminées en fonction des troisièmes données et des quatrièmes données.
Selon une variante, les variantes et exemples des opérations décrits en relation avec la 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 détermination d’une vitesse lacet d’un véhicule 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 système ADAS, par exemple un système LPA, comprenant le dispositif 2 de la .
La présente invention concerne également un véhicule, par exemple automobile ou plus généralement un véhicule autonome à moteur terrestre, comprenant le dispositif 2 de la ou le système ADAS, par exemple LPA, ci-dessus.

Claims (10)

  1. Procédé de détermination d’une vitesse de rotation en lacet, dite vitesse lacet, d’un véhicule (10) circulant sur une voie de circulation courante (101) d’une route (1), ledit procédé comprenant les étapes suivantes :
    - réception (31) de premières données représentatives de délimitations latérales (111, 112) de ladite voie de circulation courante (101) depuis une caméra embarquée dans ledit véhicule (10);
    - détermination (32) de deuxièmes données représentatives d’un centre de ladite voie de circulation (101) en fonction desdites premières données ;
    - réception (33) de troisièmes données représentatives d’une vitesse dudit véhicule (10) depuis un système embarqué dans ledit véhicule (10) ;
    - détermination (34) de quatrièmes données représentatives d’une distance latérale à un horizon déterminé entre ledit centre de ladite voie de circulation et ledit véhicule (10) en fonction desdites deuxièmes données et desdites troisièmes données ;
    - détermination (35) de cinquièmes données représentatives de ladite vitesse lacet en fonction desdites troisièmes données et desdites quatrièmes données.
  2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel ladite détermination (32) desdites deuxièmes données comprend une détermination d’au moins une représentation polynomiale de ladite voie de circulation courante (101), ledit centre de ladite voie (101) étant fonction de ladite représentation polynomiale.
  3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel ladite détermination (34) desdites quatrièmes données comprend les étapes suivantes :
    - détermination d’une distance longitudinale entre ledit véhicule (10) et ledit horizon en fonction desdites troisièmes données ;
    - détermination de ladite distance latérale audit horizon en fonction desdites deuxièmes données et de ladite distance longitudinale.
  4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel ladite détermination (34) desdites quatrièmes données comprend en outre les étapes suivantes :
    - détermination d’un cap audit horizon dudit centre de ladite voie de circulation (101) vis-à-vis dudit véhicule (10) en fonction desdites deuxièmes données et de ladite distance longitudinale ;
    - détermination d’une accélération latérale dudit véhicule (10) en fonction dudit cap audit horizon et de ladite distance latérale audit horizon,
    ladite vitesse lacet étant déterminée en fonction de ladite accélération latérale et desdites troisièmes données.
  5. Procédé selon l’une des revendications 1 à 4, lequel comporte en outre les étapes suivantes :
    - réception de sixièmes données représentatives d’une vitesse de rotation en lacet, dite vitesse lacet perçue, depuis au moins un capteur embarqué dans ledit véhicule (10) ;
    - comparaison de ladite vitesse lacet avec ladite vitesse lacet perçue ; et
    - détermination d’une valeur de correction de vitesse lacet en fonction d’un résultat de ladite comparaison.
  6. Procédé selon l’une des revendications 1 à 5, comprenant en outre une étape de contrôle d’un système d’aide à la conduite, dit système ADAS, dudit véhicule (10) en fonction de ladite vitesse lacet.
  7. 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.
  8. 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 l’une des revendications 1 à 6.
  9. Dispositif (2) de détermination d’une vitesse de rotation en lacet d’un véhicule circulant sur une voie de circulation courante d’une route, ledit dispositif (2) comprenant une mémoire (21) associée à au moins un processeur (20) configuré pour la mise en œuvre des étapes du procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 6.
  10. Véhicule (10) comprenant le dispositif (2) selon la revendication 9.
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