FR3142729A1 - Method of steering a vehicle in turns - Google Patents

Abstract

L’invention concerne un procédé de pilotage d’un véhicule automobile (10) circulant sur une voie de circulation (31) d’une route (30), comprenant : ¤ lorsque le véhicule automobile est piloté par un conducteur (40), une étape d’acquisition de données relatives à la trajectoire du véhicule automobile en virage, ¤ lorsque ladite fonction de centrage automatique est activée, des étapes de : - détermination d’une ligne médiane (T0) de ladite voie de circulation, - calcul d’une consigne de pilotage du véhicule automobile en fonction de ladite ligne médiane et de paramètres déterminés, et - pilotage d’un actionneur de direction selon ladite consigne de pilotage. Selon l’invention, il est prévu de sélectionner un mode de conduite en virage en fonction desdites données acquises lorsque le véhicule automobile est piloté par le conducteur, et, lorsque la fonction de centrage automatique du véhicule automobile est activée, une partie au moins des paramètres sont déterminés en fonction du mode de conduite en virage sélectionné. Figure pour l’abrégé : Fig.1The invention relates to a method for controlling a motor vehicle (10) traveling on a lane (31) of a road (30), comprising: ¤ when the motor vehicle is driven by a driver (40), a step of acquiring data relating to the trajectory of the motor vehicle when turning, ¤ when said automatic centering function is activated, steps of: - determining a center line (T0) of said traffic lane, - calculating a control instruction for the motor vehicle as a function of said center line and determined parameters, and - control of a steering actuator according to said control instruction. According to the invention, it is planned to select a cornering driving mode as a function of said data acquired when the motor vehicle is driven by the driver, and, when the automatic centering function of the motor vehicle is activated, at least part of the Parameters are determined based on the selected cornering driving mode. Figure for abstract: Fig.1

Description

Procédé de pilotage d’un véhicule en virageMethod of steering a vehicle in turns Domaine technique de l'inventionTechnical field of the invention

La présente invention concerne de manière générale les aides à la conduite de véhicules automobiles.The present invention generally relates to driving aids for motor vehicles.

L’invention concerne plus précisément un procédé de pilotage d’un véhicule automobile circulant sur une voie de circulation d’une route, comprenant :
¤ lorsque le véhicule automobile est piloté par un conducteur (et donc qu’une fonction de centrage automatique du véhicule automobile dans ladite voie de circulation n’est pas activée), une étape d’acquisition de données relatives à la trajectoire du véhicule automobile en virage par rapport à des lignes de bord de ladite voie de circulation et/ou relatives aux lignes de bord,
¤ lorsque ladite fonction de centrage automatique est activée, des étapes de :
- détermination d’une ligne médiane de ladite voie de circulation,
- calcul, par un calculateur embarqué dans ledit véhicule automobile, d’une consigne de pilotage du véhicule automobile en fonction de ladite ligne médiane et de paramètres déterminés, et
- pilotage par le calculateur d’un actionneur de direction dudit véhicule automobile selon ladite consigne de pilotage.The invention relates more precisely to a method for controlling a motor vehicle traveling on a lane of a road, comprising:
¤ when the motor vehicle is driven by a driver (and therefore an automatic centering function of the motor vehicle in said traffic lane is not activated), a step of acquiring data relating to the trajectory of the motor vehicle in turn relative to the edge lines of said traffic lane and/or relating to the edge lines,
¤ when said automatic centering function is activated, steps of:
- determination of a center line of said traffic lane,
- calculation, by a computer on board said motor vehicle, of a control instruction for the motor vehicle as a function of said center line and determined parameters, and
- control by the computer of a steering actuator of said motor vehicle according to said control instruction.

L’invention concerne également un véhicule automobile adapté à mettre en œuvre un tel procédé. Elle s’applique plus particulièrement aux voitures et autres engins motorisés circulant sur routes.The invention also relates to a motor vehicle adapted to implement such a method. It applies more particularly to cars and other motorized vehicles traveling on roads.

Etat de la techniqueState of the art

Dans un souci de sécurisation des véhicules automobiles, on équipe actuellement ces derniers de fonctions d’aide à la conduite voire de fonctions de conduite hautement automatisée.In order to make motor vehicles safer, they are currently being equipped with driving assistance functions and even highly automated driving functions.

Il s’agit typiquement de fonctions de centrage ou de maintien au centre de la voie (plus connues respectivement sous l’acronyme anglais de LCA pour « Lane Centering Assist » ou LKA pour « Lane Keeping Assist »).These typically involve centering or maintaining the center of the lane functions (better known respectively by the acronym LCA for “Lane Centering Assist” or LKA for “Lane Keeping Assist”).

Une fonction de centrage (ci-après appelée « fonction LCA ») a besoin, pour fonctionner, de connaître la position des bords de la voie de circulation empruntée par le véhicule. Actuellement, il est connu pour cela d’utiliser un capteur, tel qu’une caméra, qui embarque des moyens de traitement d’images afin de déterminer la position de chacune des lignes de marquage des bords de voie.A centering function (hereinafter called “LCA function”) needs, to operate, to know the position of the edges of the traffic lane taken by the vehicle. Currently, it is known for this to use a sensor, such as a camera, which embeds image processing means in order to determine the position of each of the lane edge marking lines.

Un calculateur embarqué dans le véhicule peut alors en déduire la position de la ligne médiane de la voie de circulation empruntée, ce qui lui permet ensuite de piloter de manière automatique le véhicule de telle sorte que ce dernier suive cette ligne médiane.A computer on board the vehicle can then deduce the position of the center line of the traffic lane taken, which then allows it to automatically control the vehicle so that it follows this center line.

Cette solution n’est toutefois pas entièrement satisfaisante pour le conducteur et les autres passagers du véhicule puisque, lors de l’activation de la fonction LCA, cette fonction aura une manière de conduire le véhicule qui changera de celle du conducteur, ce qui pourra être source d’inconfort voire d’irritation pour le conducteur.This solution is, however, not entirely satisfactory for the driver and other passengers of the vehicle since, when activating the LCA function, this function will have a way of driving the vehicle which will change from that of the driver, which could be source of discomfort or even irritation for the driver.

Présentation de l'inventionPresentation of the invention

Afin de remédier à l’inconvénient précité de l’état de la technique, la présente invention propose de déterminer, lorsque la fonction LCA n’est pas activée, la manière selon laquelle le conducteur prend ses virages puis, lors de l’activation de cette fonction, de piloter le véhicule en copiant la façon de conduire du conducteur en virage.In order to remedy the aforementioned drawback of the state of the art, the present invention proposes to determine, when the LCA function is not activated, the manner in which the driver takes his turns then, when activating this function, to control the vehicle by copying the driver's way of driving when cornering.

Plus particulièrement, on propose selon l’invention un procédé tel que défini dans l’introduction, dans lequel il est prévu de sélectionner un mode de conduite en virage en fonction desdites données acquises lorsque le véhicule automobile est piloté par le conducteur, et dans lequel, lorsque la fonction LCA de centrage automatique du véhicule automobile est activée, une partie au moins des paramètres (de la fonction LCA) sont déterminés en fonction du mode de conduite en virage sélectionné.More particularly, according to the invention, a method is proposed as defined in the introduction, in which it is planned to select a cornering driving mode as a function of said data acquired when the motor vehicle is driven by the driver, and in which , when the LCA function for automatic centering of the motor vehicle is activated, at least part of the parameters (of the LCA function) are determined as a function of the cornering driving mode selected.

Ainsi, grâce à l’invention, différentes façons de prendre les virages sont modélisées. Il est alors prévu, lorsque le conducteur conduit, de déterminer laquelle de ces façons est utilisée par le conducteur. Lors de l’activation de la fonction LCA, les paramètres de pilotage du véhicule en virage sont ajustés de façon à ce que le véhicule suive des trajectoires du même type que celles qui étaient empruntées lorsque le conducteur conduisait.Thus, thanks to the invention, different ways of taking turns are modeled. It is then intended, when the driver is driving, to determine which of these ways is used by the driver. When the LCA function is activated, the vehicle's cornering control parameters are adjusted so that the vehicle follows trajectories of the same type as those taken when the driver was driving.

Il est noté ici que pour cela, la trajectoire que le véhicule doit suivre n’est pas modifiée (la ligne médiane de la voie de circulation reste la trajectoire de référence), seuls les paramètres utilisés par la fonction LCA sont ajustés pour que le véhicule suive en virage les trajectoires souhaitées. De cette façon, il n’est nécessaire de reprogrammer ni les algorithmes de mise en œuvre de la fonction LCA, ni les algorithmes de calcul de la trajectoire de référence.It is noted here that for this, the trajectory that the vehicle must follow is not modified (the center line of the traffic lane remains the reference trajectory), only the parameters used by the LCA function are adjusted so that the vehicle follow the desired trajectories when turning. In this way, it is not necessary to reprogram either the algorithms for implementing the LCA function, nor the algorithms for calculating the reference trajectory.

D’autres caractéristiques avantageuses et non limitatives du procédé conforme à l’invention, prises individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles, sont les suivantes :
- ledit mode de conduite en virage est sélectionné au moyen d’un réseau de neurones ;
- ledit réseau de neurones est du type récurent, de préférence du type GRU ;
- il est prévu une opération préalable de paramétrage du calculateur, comprenant une étape d’élaboration d’une base de données associant à des trajectoires de test des modes de conduite en virage, une étape d’apprentissage du réseau de neurones au moyen de ladite base de données, et une sauvegarde du réseau de neurones dans le calculateur ;
- lesdites données sont choisies parmi au moins : un indicateur de temps, une distance entre le véhicule automobile et au moins une des lignes de bord, une donnée de courbure d’au moins une des lignes de bord, une donnée relative à la dynamique du véhicule automobile, une distance entre le véhicule automobile et un point d’au moins une des lignes de bord qui est le point détecté le plus éloigné du véhicule automobile ;
- le mode de conduite en virage est sélectionné en fonction au moins des données acquises dans le dernier virage emprunté par le véhicule automobile avant l’activation de la fonction de centrage automatique du véhicule automobile ;
- le mode de conduite est sélectionné dans une liste comprenant au moins cinq modes de conduite en virage prédéterminés et distincts, et de préférence au moins neuf modes de conduite en virage ;
- si au moins dans un virage, la trajectoire du véhicule automobile ne correspondait à aucun des modes de conduite en virage de ladite liste, il est prévu en après-vente d’ajouter à ladite liste au moins un nouveau mode de conduite en virage prédéterminé et distinct des autres modes de conduite en virage ;
- ledit paramètre est une valeur de référence à atteindre et/ou un gain associé à : un écart latéral entre le véhicule automobile et la ligne médiane, et/ou un angle de cap entre le véhicule automobile et la ligne médiane, et/ou une intégrale d’erreur de position entre le véhicule automobile et la ligne médiane.Other advantageous and non-limiting characteristics of the process according to the invention, taken individually or in all technically possible combinations, are as follows:
- said cornering driving mode is selected by means of a neural network;
- said neural network is of the recurrent type, preferably of the GRU type;
- a prior operation of configuring the computer is provided, comprising a step of developing a database associating with test trajectories of driving modes in turns, a step of learning the neural network by means of said database, and a backup of the neural network in the calculator;
- said data are chosen from at least: a time indicator, a distance between the motor vehicle and at least one of the edge lines, curvature data of at least one of the edge lines, data relating to the dynamics of the motor vehicle, a distance between the motor vehicle and a point on at least one of the edge lines which is the point detected furthest from the motor vehicle;
- the cornering driving mode is selected based at least on the data acquired in the last bend taken by the motor vehicle before activation of the automatic centering function of the motor vehicle;
- the driving mode is selected from a list comprising at least five predetermined and distinct cornering driving modes, and preferably at least nine cornering driving modes;
- if at least in a bend, the trajectory of the motor vehicle did not correspond to any of the bending driving modes in said list, it is provided after-sales to add to said list at least one new predetermined bending driving mode and distinct from other cornering driving modes;
- said parameter is a reference value to be achieved and/or a gain associated with: a lateral distance between the motor vehicle and the center line, and/or a heading angle between the motor vehicle and the center line, and/or a integral of position error between the motor vehicle and the center line.

L’invention concerne aussi un véhicule automobile comportant :
- des moyens d’acquisition adaptés à acquérir, lorsque le véhicule automobile évolue sur une voie de circulation, des données relatives à des lignes de bord de ladite voie de circulation,
- un actionneur de direction adapté à piloter le véhicule automobile, et
- un calculateur programmé pour mettre en œuvre un procédé de pilotage tel que précité.The invention also relates to a motor vehicle comprising:
- acquisition means adapted to acquire, when the motor vehicle moves on a traffic lane, data relating to edge lines of said traffic lane,
- a steering actuator adapted to control the motor vehicle, and
- a computer programmed to implement a control process as mentioned above.

Bien entendu, les différentes caractéristiques, variantes et formes de réalisation de l'invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres.Of course, the different characteristics, variants and embodiments of the invention can be associated with each other in various combinations as long as they are not incompatible or exclusive of each other.

Description détaillée de l'inventionDetailed description of the invention

La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d’exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l’invention et comment elle peut être réalisée.The description which follows with reference to the appended drawings, given as non-limiting examples, will make it clear what the invention consists of and how it can be carried out.

Sur les dessins annexés :On the attached drawings:

est une vue schématique en perspective d’un véhicule automobile adapté à mettre en œuvre un procédé conforme à l’invention ; is a schematic perspective view of a motor vehicle adapted to implement a method according to the invention;

est une vue schématique de dessus du véhicule automobile de la roulant sur une route ; is a schematic top view of the motor vehicle of the driving on a road;

représente un schéma fonctionnel des calculs mettant en œuvre une fonction de centrage automatique du véhicule automobile de la au centre de sa voie de circulation ; represents a functional diagram of the calculations implementing an automatic centering function of the motor vehicle of the in the center of its traffic lane;

illustre des trajectoires en virage ; illustrates turning trajectories;

est un schéma illustrant des étapes de mise en œuvre du procédé de pilotage selon l’invention. is a diagram illustrating steps of implementing the control method according to the invention.

Sur la , on a représenté un véhicule automobile 10 adapté à mettre en œuvre l’invention.On the , there is shown a motor vehicle 10 adapted to implement the invention.

Il s’agit ici d’une voiture. En variante, il pourrait s’agir d’un autre type de véhicule (camion, moto…).This is a car. Alternatively, it could be another type of vehicle (truck, motorcycle, etc.).

Sur cette figure, le véhicule automobile 10 roule sur une voie de circulation 31 d’une route 30. On observe que la route 30 présente deux lignes de marquage latérales 34, 35 (qui la délimitent) et une ligne de marquage centrale 33 délimitant deux voies de circulation 31, 32.In this figure, the motor vehicle 10 is driving on a traffic lane 31 of a road 30. It is observed that the road 30 has two lateral marking lines 34, 35 (which delimit it) and a central marking line 33 delimiting two traffic lanes 31, 32.

Une voie de circulation est ici définie comme la partie d’une route sur laquelle un seul véhicule uniquement est autorisé à circuler à la fois. Une telle voie de circulation est généralement délimitée entre des lignes de marquage.A traffic lane is defined here as the part of a road on which only one vehicle is authorized to travel at a time. Such a traffic lane is generally demarcated between marking lines.

Une route (ou chaussée) est quant à elle définie comme un ensemble de voies de circulation. Dans l’exemple ici considéré à titre illustratif, cette route 30 comporte donc deux voies de circulation 31 sur lesquelles les véhicules peuvent circuler dans le même sens.A road (or roadway) is defined as a set of traffic lanes. In the example considered here for illustrative purposes, this road 30 therefore includes two traffic lanes 31 on which vehicles can travel in the same direction.

On définira la ligne médiane T0 de la voie de circulation comme étant la courbe géométrique s’étendant le long du centre de la voie de circulation 31, à égale distance des deux lignes de marquage latérales 34, 35.The center line T0 of the taxiway will be defined as being the geometric curve extending along the center of the taxiway 31, equidistant from the two lateral marking lines 34, 35.

Comme le montre la , le véhicule automobile 10 comporte classiquement un châssis, des roues avant 13 directrices et arrière 14 non directrices, et un habitacle dans lequel se trouve notamment un siège pour le conducteur 40 du véhicule et un volant 12.As shown in the , the motor vehicle 10 conventionally comprises a chassis, front 13 steering and rear 14 non-steering wheels, and a passenger compartment in which there is in particular a seat for the driver 40 of the vehicle and a steering wheel 12.

Ce véhicule automobile 10 comporte classiquement un groupe motopropulseur, un système de freinage et un système de direction permettant de faire tourner le véhicule. Classiquement, le système de direction comporte un actionneur de direction assistée pilotable électroniquement, le groupe motopropulseur comporte un actionneur de commande de moteur pilotable électroniquement, et le système de freinage comporte un actionneur de freinage pilotable électroniquement.This motor vehicle 10 conventionally comprises a powertrain, a braking system and a steering system allowing the vehicle to turn. Conventionally, the steering system includes an electronically controllable power steering actuator, the powertrain includes an electronically controllable motor control actuator, and the braking system includes an electronically controllable brake actuator.

Le véhicule automobile 10 comporte par ailleurs une unité électronique et/ou informatique de traitement (ci-après appelée calculateur 11) comprenant au moins un microprocesseur, au moins une mémoire et des interfaces d'entrée et de sortie.The motor vehicle 10 also comprises an electronic and/or computer processing unit (hereinafter called computer 11) comprising at least one microprocessor, at least one memory and input and output interfaces.

Grâce à ses interfaces d'entrée, le calculateur 11 est adapté à recevoir différentes données d’entrée qui proviennent de capteurs ou de calculateurs tiers.Thanks to its input interfaces, the computer 11 is adapted to receive different input data which comes from sensors or third-party computers.

Parmi ces capteurs, il est par exemple prévu une caméra frontale permettant de repérer les bords de la voie de circulation 31 empruntée. Il est également prévu des capteurs adaptés à déterminer les valeurs d’autres paramètres mentionnés plus loin, relatifs à la position du véhicule dans sa voie de circulation, à la voie de circulation et à la dynamique du véhicule.Among these sensors, for example, a front camera is provided making it possible to identify the edges of the traffic lane 31 used. Sensors suitable for determining the values of other parameters mentioned below, relating to the position of the vehicle in its lane, the lane of travel and the dynamics of the vehicle are also provided.

Grâce à ses interfaces de sortie, le calculateur est adapté à commander l’actionneur de direction assistée, l’actionneur de commande de moteur, et l’actionneur de freinage.Thanks to its output interfaces, the computer is suitable for controlling the power steering actuator, the engine control actuator, and the brake actuator.

Grâce à sa mémoire, le calculateur mémorise une application informatique, constituée de programmes d’ordinateur comprenant des instructions dont l’exécution par le calculateur permet la mise en œuvre d’une fonction de maintien automatique du véhicule dans sa voie de circulation (appelée ci-après fonction LCA), et plus généralement du procédé décrit ci-après.Thanks to its memory, the computer stores a computer application, made up of computer programs comprising instructions whose execution by the computer allows the implementation of a function for automatically maintaining the vehicle in its lane (hereinafter called -after LCA function), and more generally of the process described below.

Avant de décrire plus en détail ce procédé, on peut introduire les différentes variables qui seront utilisées, dont certaines sont illustrées sur la .Before describing this process in more detail, we can introduce the different variables that will be used, some of which are illustrated in the .

La masse totale du véhicule automobile sera notée « m » et sera exprimée en kg.The total mass of the motor vehicle will be denoted “m” and will be expressed in kg.

Le centre de gravité du véhicule sera noté « CG ».The center of gravity of the vehicle will be noted “CG”.

La masse du véhicule qui s’exerce sur le train de roues avant sera noté « M_f» est sera exprimée en kg.The mass of the vehicle which is exerted on the front set of wheels will be denoted “M _f ” and will be expressed in kg.

La masse du véhicule qui s’exerce sur le train de roues arrière sera noté « M_r» est sera exprimée en kg.The mass of the vehicle which is exerted on the rear set of wheels will be denoted “M _r ” and will be expressed in kg.

L’empattement du véhicule, c’est-à-dire la distance entre les axes de ces deux trains de roue, sera noté « L » et s’exprimera en mètres.The wheelbase of the vehicle, that is to say the distance between the axes of these two wheel sets, will be denoted “L” and will be expressed in meters.

La rigidité pneumatique des roues arrière sera noté Cr et s’exprimera en Newton/rad.The pneumatic rigidity of the rear wheels will be noted Cr and will be expressed in Newton/rad.

La rigidité pneumatique des roues avant sera noté Cf et s’exprimera en Newton/rad.The pneumatic rigidity of the front wheels will be noted Cf and will be expressed in Newton/rad.

On pourra considérer un repère orthogonal (CG, X, Y, Z) attaché au véhicule. Son origine est confondue avec le centre de gravité CG. L’axe X correspond à l’axe longitudinal du véhicule. L’axe Y correspond à l’axe latéral tourné vers la gauche du véhicule. Lorsque le véhicule roule sur une route horizontale, l’axe Z correspond à l’axe vertical. Plus généralement, cet axe Z est l’axe normal à la route.We can consider an orthogonal reference frame (CG, X, Y, Z) attached to the vehicle. Its origin is confused with the CG center of gravity. The X axis corresponds to the longitudinal axis of the vehicle. The Y axis corresponds to the side axis facing the left of the vehicle. When the vehicle is traveling on a horizontal road, the Z axis corresponds to the vertical axis. More generally, this Z axis is the axis normal to the road.

L’angle de braquage que font les roues avant directrices avec l’axe longitudinal X du véhicule automobile 10 sera noté « δ » et sera exprimé en rad.The steering angle that the front steering wheels make with the longitudinal axis X of the motor vehicle 10 will be denoted “δ” and will be expressed in rad.

On notera que l'angle au volant de direction et l'angle de braquage δ sont directement liés, avec un rapport de démultiplication voire également une dynamique du premier ou deuxième ordre. On considère alors dans la suite uniquement l’angle de braquage δ aux roues.Note that the steering wheel angle and the steering angle δ are directly linked, with a gear ratio or even first or second order dynamics. We then consider in the following only the steering angle δ at the wheels.

La vitesse de braquage des roues avant sera notée « dδ/dt ».The steering speed of the front wheels will be noted “dδ/dt”.

La vitesse longitudinale du véhicule, selon l’axe X, sera notée v et sera exprimée en m/s.The longitudinal speed of the vehicle, along the X axis, will be noted v and will be expressed in m/s.

L’angle relatif de cap entre l’axe X et la tangente à la ligne médiane T0 au niveau du centre de gravité CG sera noté « Ψ » et sera exprimé en rad.The relative heading angle between the X axis and the tangent to the center line T0 at the level of the center of gravity CG will be noted “Ψ” and will be expressed in rad.

La vitesse de lacet du véhicule 1, c’est-à-dire sa vitesse de rotation autour de l’axe Z, sera notée « dψ/dt ».The yaw speed of vehicle 1, that is to say its rotation speed around the Z axis, will be noted “dψ/dt”.

L’erreur de position latérale, également appelée écart latéral, entre le centre de gravité CG du véhicule et la ligne médiane T0 sera notée y.The lateral position error, also called lateral deviation, between the center of gravity CG of the vehicle and the center line T0 will be noted y.

La vitesse latérale du véhicule sera notée « dy/dt ».The lateral speed of the vehicle will be noted “dy/dt”.

A ce stade, on pourra aussi introduire une notion « d’intégrale d’erreur de position », qui correspond à l’intégrale temporelle des écarts latéraux y par rapport à la ligne médiane T0. Cette intégrale d’erreur sera notée « ∫-y.dt ».At this stage, we can also introduce a notion of “position error integral”, which corresponds to the time integral of the lateral deviations y in relation to the median line T0. This error integral will be denoted “∫-y.dt”.

La courbure de la ligne médiane est notée ρ (en m^-1). Il s’agit de l’inverse de son rayon de courbure au niveau du centre de gravité CG du véhicule automobile 10.The curvature of the center line is denoted by ρ (in m ^-1 ). This is the inverse of its radius of curvature at the center of gravity CG of the motor vehicle 10.

Le procédé de pilotage du véhicule automobile 10 est prévu pour permettre à ce véhicule de suivre sensiblement la ligne médiane T0 de la voie de circulation, en mode autonome (sans intervention du conducteur).The method of controlling the motor vehicle 10 is designed to allow this vehicle to substantially follow the center line T0 of the traffic lane, in autonomous mode (without driver intervention).

Ce procédé est mis en œuvre lorsque la fonction LCA est activée.This process is implemented when the LCA function is activated.

La manière d’activer cette fonction ne sera pas ici décrite.How to activate this function will not be described here.

On pourra en revanche décrire comment le véhicule est maintenu dans sa voie de circulation 31 lorsque la fonction LCA est activée.On the other hand, we can describe how the vehicle is maintained in its lane 31 when the LCA function is activated.

Pour établir la loi de commande du véhicule et ainsi réguler l’angle de braquage δ du véhicule automobile 10 afin que ce dernier reste centré sur sa ligne médiane T0, on a modélisé ce véhicule au travers d’un modèle bicyclette.To establish the vehicle control law and thus regulate the steering angle δ of the motor vehicle 10 so that the latter remains centered on its center line T0, this vehicle was modeled using a bicycle model.

Dans un tel modèle, les deux roues de l’essieu avant sont considérées comme étant confondues, et il en va de même des deux roues arrière. Le châssis du véhicule est quant à lui modélisé par un corps qui relie les deux modèles de roues.In such a model, the two wheels of the front axle are considered to be the same, and the same goes for the two rear wheels. The chassis of the vehicle is modeled by a body which connects the two wheel models.

La dynamique du véhicule automobile 10 est alors représentée par un vecteur d’état X, qui s’exprime ici sous la forme :The dynamics of the motor vehicle 10 is then represented by a state vector X, which is expressed here in the form:

On rappellera ici que l’écart latéral y correspond à la distance entre le centre de gravité CG du véhicule et la ligne médiane T0.It will be recalled here that the lateral deviation y corresponds to the distance between the center of gravity CG of the vehicle and the center line T0.

L’équation de cette ligne médiane est en pratique déterminée sur la base des équations représentatives des lignes de marquage 33, 35 qui délimitent cette voie de circulation 31.The equation of this center line is in practice determined on the basis of the equations representative of the marking lines 33, 35 which delimit this traffic lane 31.

D’après le modèle « bicyclette » utilisé, l’équation du système s’écrit sous la forme suivante :According to the “bicycle” model used, the system equation is written in the following form:

Dans cette équation, le terme δ_FBKest une première composante de la consigne d’angle de braquage δ qui sera transmise à l’actionneur de direction assistée. Comme cela apparaîtra plus clairement ci-après, cette composante permet de maintenir le véhicule au centre de la voie de circulation 31 en considérant que cette dernière est rectiligne.In this equation, the term δ _FBK is a first component of the steering angle instruction δ which will be transmitted to the power steering actuator. As will appear more clearly below, this component makes it possible to maintain the vehicle in the center of the traffic lane 31 considering that the latter is rectilinear.

A, C, B_δet B_ρsont des matrices et vecteurs déterminés.A, C, B _δ and B _ρ are determined matrices and vectors.

La première des équations Math2 introduit alors deux termes, dont un terme de boucle ouverte B_ρ.ρ et un terme de boucle fermé B_δ.δ_FBK. Le terme de boucle ouverte est prévu pour compenser l’angle de braquage δ en tenant compte de la courbure de la ligne médiane T0. Le terme en boucle fermé permet de calculer l’angle de braquage en considérant que la voie de circulation est rectiligne.The first of the Math2 equations then introduces two terms, including an open loop term B _ρ .ρ and a closed loop term B _δ .δ _FBK . The open loop term is intended to compensate for the steering angle δ taking into account the curvature of the center line T0. The closed loop term makes it possible to calculate the steering angle by considering that the traffic lane is straight.

Y représente le vecteur de mesure, et il dépend donc de l’état X.Y represents the measurement vector, and it therefore depends on the state X.

En référence à la , on a schématiquement représenté par un schéma-bloc la topologie d’un exemple de système LCA.In reference to the , we have schematically represented by a block diagram the topology of an example of LCA system.

Ce schéma-bloc comporte une boucle fermée 25 et une boucle ouverte 21.This block diagram includes a closed loop 25 and an open loop 21.

La boucle ouverte 21 a pour fonction de prendre en compte la courbure de la route et de compenser l'effet du virage sur les états et la commande.The function of the open loop 21 is to take into account the curvature of the road and to compensate for the effect of the turn on the states and the control.

La boucle fermée 25 a pour fonction de maintenir le véhicule au centre de sa voie de circulation alors que cette dernière est considérée droite, c’est-à-dire rectiligne.The closed loop 25 has the function of keeping the vehicle in the center of its lane while the latter is considered straight, that is to say rectilinear.

On retrouve donc bien les deux termes introduits ci-dessus.We therefore find the two terms introduced above.

Les termes issus de ces deux boucles, à savoir les composantes δ_FBKet δ_FFD, s'additionnent au moyen d'un sommateur 27.The terms resulting from these two loops, namely the components δ _FBK and δ _FFD , are added using an adder 27.

L’angle de braquage δ à transmettre à la roue avant pour que le véhicule 1 se déplace dans un virage présentant une courbure ρ connue dépend ainsi des deux composantes précédentes, si bien qu’on peut écrire :The steering angle δ to be transmitted to the front wheel so that the vehicle 1 moves in a bend presenting a known curvature ρ thus depends on the two previous components, so that we can write:

Sur la , l’état du véhicule 1 est représenté par l’élément 22. Cet élément représente donc le véhicule, avec ses capteurs, ses actionneurs... Il ressort de cet élément 22 un ensemble de données mesurées.On the , the state of vehicle 1 is represented by element 22. This element therefore represents the vehicle, with its sensors, its actuators, etc. A set of measured data emerges from this element 22.

La boucle ouverte 21 comprend un élément anticipateur 24. Cet élément anticipateur 24 prend en compte la courbure ρ de la voie de circulation (calculée par exemple à partir des images obtenues par la caméra) afin d’évaluer la composante δ_FFDde l’angle de braquage δ. Cette boucle ouverte est généralement connue sous la dénomination anglo-saxonne « feed forward ».The open loop 21 comprises an anticipating element 24. This anticipating element 24 takes into account the curvature ρ of the traffic lane (calculated for example from the images obtained by the camera) in order to evaluate the component δ _FFD of the angle steering δ. This open loop is generally known by the Anglo-Saxon name “feed forward”.

En considérant le modèle bicyclette en régime permanent (avec dX/dt = 0), et en supposant le véhicule au centre de sa voie (dy/dt = 0 et y=0) et en virage établi (dδ/dt=0), on peut alors écrire :Considering the bicycle model in steady state (with dX/dt = 0), and assuming the vehicle at the center of its lane (dy/dt = 0 and y=0) and in an established turn (dδ/dt=0), we can then write:

Dans cette équation, ∇_SVest le gradient de sous-virage propre au véhicule, lequel est classiquement défini par l’expression suivante :In this equation, ∇ _SV is the understeer gradient specific to the vehicle, which is classically defined by the following expression:

En d’autres termes, la composante δ_FFDde l’angle de braquage δ présente un terme ρL qui est déterminé en fonction de la courbure du virage et de l’architecture du véhicule, et un terme qui permet de prendre en compte la dérive du véhicule en virage.In other words, the component δ _FFD of the steering angle δ presents a term ρL which is determined according to the curvature of the turn and the architecture of the vehicle, and a term which allows the drift to be taken into account of the vehicle when turning.

La boucle fermée 25 comprend un élément observateur 26 qui permet d’observer l’état X_obsdu véhicule automobile 10.The closed loop 25 includes an observer element 26 which makes it possible to observe the state X _obs of the motor vehicle 10.

Elle comporte également un comparateur 28 permettant de faire la différence entre un état de référence X_refet cet état observé X_obs. Cette différence forme une erreur X_err.It also includes a comparator 28 making it possible to differentiate between a reference state X _ref and this observed state X _obs . This difference forms an X _err error.

Elle comporte enfin un contrôleur 20 qui recueille le signal délivré par le comparateur 28 et génère la composante δ_FBKde l’angle de braquage δ.It finally includes a controller 20 which collects the signal delivered by the comparator 28 and generates the component δ _FBK of the steering angle δ.

Ce contrôleur 20 comporte en pratique un gain Ks se présentant sous la forme d’un vecteur qui, un fois multiplié par l’erreur X_err, permet de calculer la composante δ_FBK.This controller 20 in practice includes a gain Ks in the form of a vector which, once multiplied by the error X _err , makes it possible to calculate the component δ _FBK .

L’observateur d'état 26 recueille un vecteur de mesure Ymes (comprenant des valeurs mesurées, telles que notamment l’angle de braquage) et délivre l’état observé X_obs.The state observer 26 collects a measurement vector Ymes (comprising measured values, such as in particular the steering angle) and delivers the observed state X _obs .

La représentation d'état mise en œuvre par l'observateur d'état 26 est basée sur le modèle bicyclette du véhicule.The state representation implemented by the state observer 26 is based on the bicycle model of the vehicle.

Cet observateur d’état 26 est utilisé pour estimer les valeurs non mesurées des paramètres du modèle. Ces valeurs non mesurées sont par exemple dy/dt et dδ/dt.This state observer 26 is used to estimate the unmeasured values of the model parameters. These unmeasured values are for example dy/dt and dδ/dt.

On notera ici qu’en variante, on pourrait se passer de cet observateur si toutes les valeurs étaient mesurées.Note here that as a variant, we could do without this observer if all the values were measured.

En notant l’estimation du vecteur d’état X, l’équation de l’observateur peut être écrite comme :Noting the estimation of the state vector X, the observer equation can be written as:

avec L_pune valeur de gain associée à l’élément observateur 26.with L _p a gain value associated with the observer element 26.

En règle générale, la commande mise en œuvre par la boucle fermée 25 vise à minimiser le vecteur d'état X autour d’un état de référence X_refnul correspondant à une ligne droite. En d’autres termes, les valeurs de référence nominales (dans des conditions de conduite nominale) sont telles qu’on peut écrire :As a general rule, the control implemented by the closed loop 25 aims to minimize the state vector X around a zero reference state X _ref corresponding to a straight line. In other words, the nominal reference values (under nominal driving conditions) are such that we can write:

En résumé, lorsque la fonction LCA est activée et qu’elle fonctionne en régime nominal, il est prévu de mesurer les variables du vecteur de mesure Ymes et la courbure ρ de la voie de circulation.In summary, when the LCA function is activated and it operates at nominal speed, it is intended to measure the variables of the measurement vector Ymes and the curvature ρ of the traffic lane.

Cette courbure permet de calculer la composante δ_FFD.This curvature makes it possible to calculate the component δ _FFD .

Les variables mesurées permettent, grâce à l’observateur d’état 26, de déterminer les valeurs X_obs,ides paramètres du vecteur d’état X (également appelées variables d’état et notées : ψ, dψ/dt, y, dy/dt, δ, dδ/dt, ∫-y.dt).The measured variables make it possible, thanks to the state observer 26, to determine the values X _obs,i of the parameters of the state vector X (also called state variables and denoted: ψ, dψ/dt, y, dy /dt, δ, dδ/dt, ∫-y.dt).

Le vecteur X_errfaisant la différence entre ces valeurs observées X_obs,iet les valeurs de référence X_ref,inominales correspondantes permet ensuite de déterminer la composante δ_FBK, et donc d’en déduire la consigne d’angle de braquage δ.The vector X _err making the difference between these observed values X _obs,i and the _{corresponding} nominal reference _values

Sur la , on a représenté un tronçon de voie de circulation en virage, et une trajectoire T1 qui se superpose à la ligne médiane T0.On the , we have shown a section of traffic lane in a curve, and a trajectory T1 which is superimposed on the center line T0.

Lorsque la fonction LCA est activée et qu’elle fonctionne en mode nominal (selon ce qui a été expliqué ci-dessus), le véhicule automobile 10 est piloté de manière à suivre cette trajectoire T1 en virage.When the LCA function is activated and it operates in nominal mode (according to what has been explained above), the motor vehicle 10 is controlled so as to follow this trajectory T1 in a curve.

En pratique, cette trajectoire T1 diffère de celle généralement suivie par un conducteur de véhicule automobile.In practice, this T1 trajectory differs from that generally followed by a motor vehicle driver.

En effet, les conducteurs de véhicules automobiles ont des façons de conduire qui peuvent varier les uns des autres. Il existe ainsi un grand nombre de modes de conduite en virage, qui amènent les véhicules à suivre des trajectoires différentes.Indeed, drivers of motor vehicles have driving styles that may vary from each other. There are therefore a large number of cornering driving modes, which cause vehicles to follow different trajectories.

Pour simplifier, on propose ici de lister neuf modes de conduite standards, c’est-à-dire neuf trajectoires-type, définies de la manière suivante (voir ) :
- la trajectoire médiane T1 précitée,
- la trajectoire idéale T2 ayant un rayon de courbure constant,
- la trajectoire de décalage à gauche T3, utilisée en ligne droite pour décaler le véhicule sur la gauche de sa voie de circulation,
- la trajectoire de décalage à droite T4, utilisée en ligne droite pour décaler le véhicule sur la droite de sa voie de circulation,
- la trajectoire sport T5, dans laquelle le braquage est maximum en amont du virage,
- la trajectoire d’urgence T6 dans laquelle le véhicule freine en ligne droite avant de tourner fortement et brusquement après le virage,
- la trajectoire extérieure T7 dans laquelle le véhicule suit la ligne de marquage de gauche dans un virage à droite (et vis-versa),
- la trajectoire intérieure T8 dans laquelle le véhicule suit la ligne de marquage de droite dans un virage à droite (et vis-versa),
- la trajectoire instinctive T9 dans laquelle le véhicule plonge dans le virage et braque fortement après le virage.To simplify, we propose here to list nine standard driving modes, that is to say nine typical trajectories, defined as follows (see ):
- the aforementioned median trajectory T1,
- the ideal trajectory T2 having a constant radius of curvature,
- the left shift trajectory T3, used in a straight line to shift the vehicle to the left of its lane,
- the right shift trajectory T4, used in a straight line to shift the vehicle to the right of its lane,
- the T5 sport trajectory, in which the steering is maximum upstream of the turn,
- the emergency trajectory T6 in which the vehicle brakes in a straight line before turning sharply and suddenly after the turn,
- the outer trajectory T7 in which the vehicle follows the left marking line in a right turn (and vice versa),
- the interior trajectory T8 in which the vehicle follows the right marking line in a right turn (and vice versa),
- the instinctive T9 trajectory in which the vehicle dives into the bend and steers strongly after the bend.

L’invention propose alors de programmer le calculateur 11 de manière à ce qu’il puisse reconnaître quelle type de trajectoire le véhicule suit lorsque la fonction LCA est inactive et que le conducteur conduit le véhicule (parmi la liste de trajectoires donnée ci-dessus), puis qu’il puisse piloter le véhicule en virage en utilisant le type de trajectoire utilisée par le conducteur précédemment afin de ne pas changer les habitudes ressenties par ce dernier.The invention then proposes to program the computer 11 so that it can recognize what type of trajectory the vehicle follows when the LCA function is inactive and the driver is driving the vehicle (from the list of trajectories given above) , then that he can steer the vehicle in turns using the type of trajectory used by the driver previously so as not to change the habits felt by the latter.

Pour reconnaître le type de trajectoire préféré du conducteur, l’invention propose de s’appuyer sur un réseau de neurones.To recognize the driver's preferred type of trajectory, the invention proposes to rely on a neural network.

Pour paramétrer le réseau de neurones afin qu’il fournisse des données satisfaisantes, il est prévu de mettre en œuvre trois étapes successives :
- une étape d’élaboration d’une base de données,
- une étape d’apprentissage du réseau de neurones à l’aide de cette base de données, et
- une sauvegarde du réseau de neurones dans le calculateur 11.To configure the neural network so that it provides satisfactory data, it is planned to implement three successive steps:
- a stage of developing a database,
- a step of learning the neural network using this database, and
- a backup of the neural network in computer 11.

Dans la suite de cet exposé, on pourra tout d’abord décrire comment sera élaborée la base de données, puis comment le réseau de neurones sera entraîné, et enfin comment le calculateur sera utilisé en pratique pour déterminer le type de trajectoire empruntée en virage par le conducteur du véhicule.In the remainder of this presentation, we will first be able to describe how the database will be developed, then how the neural network will be trained, and finally how the calculator will be used in practice to determine the type of trajectory taken when turning by the driver of the vehicle.

La première étape comporte tout d’abord une opération de simulation qui consiste, pour une personne physique ci-après appelée « opérateur », à rouler avec un véhicule d’essais sur plusieurs virages, puis une seconde opération de stockage dans la base de données des données relevées pendant la première opération.The first step comprises first of all a simulation operation which consists, for a natural person hereinafter called "operator", of driving with a test vehicle on several turns, then a second storage operation in the database data collected during the first operation.

Les manœuvres pourraient être réalisées sur un véhicule automobile réel. Toutefois, pour des raisons écologiques, de coût et de précision, ces manœuvres pourront aussi être réalisées de façon virtuelle.The maneuvers could be carried out on a real automobile vehicle. However, for ecological reasons, cost and precision, these maneuvers can also be carried out virtually.

Pendant l’ensemble des manœuvres, des données de trajectoire sont enregistrées.During all maneuvers, trajectory data is recorded.

En pratique, ces données comprennent :
- un indicateur de temps t,
In practice, this data includes:
- a time indicator t,

- une distance latérale entre le centre de gravité du véhicule automobile 10 et la ligne de bord gauche 33,
- une distance latérale entre le centre de gravité du véhicule automobile 10 et la ligne de bord droite 35,
- a lateral distance between the center of gravity of the motor vehicle 10 and the left edge line 33,
- a lateral distance between the center of gravity of the motor vehicle 10 and the straight edge line 35,

- la courbure de la ligne de bord gauche 33, au niveau du centre de gravité CG du véhicule automobile 10 (exprimé en m^-1),
- the curvature of the left edge line 33, at the level of the center of gravity CG of the motor vehicle 10 (expressed in m ^-1 ),

- la courbure de la ligne de bord droite 35, au niveau du centre de gravité CG du véhicule automobile 10 (exprimé en m^-1),
- the curvature of the straight edge line 35, at the level of the center of gravity CG of the motor vehicle 10 (expressed in m ^-1 ),

- la vitesse v du véhicule automobile 10,
- l’accélération latérale (selon l’axe Y) du véhicule automobile 10,
- the speed v of the motor vehicle 10,
- the lateral acceleration (along the Y axis) of the motor vehicle 10,

- la distance entre le centre de gravité CG du véhicule automobile 10 et le point le plus éloigné de la ligne de bord gauche 33 détecté par la caméra,
- the distance between the center of gravity CG of the motor vehicle 10 and the farthest point from the left edge line 33 detected by the camera,

- la distance entre le centre de gravité CG du véhicule automobile 10 et le point le plus éloigné de la ligne de bord droite 35 détecté par la caméra.- the distance between the center of gravity CG of the motor vehicle 10 and the farthest point from the straight edge line 35 detected by the camera.

Ces données de trajectoire seront utilisées comme données d’entrée du réseau de neurones. On considère qu’elles permettent de sélectionner un type de trajectoire employé dans chaque virage. On notera par exemple que la distance entre le véhicule et le point détectable le plus éloigné d’une ligne de bord de voie sera d’autant plus faible que le virage sera serré.This trajectory data will be used as input data to the neural network. We consider that they make it possible to select a type of trajectory used in each turn. Note for example that the distance between the vehicle and the detectable point furthest from a lane edge line will be smaller the tighter the turn.

Ces données sont enregistrées à pas de temps réguliers, par exemple tous les centièmes de seconde.This data is recorded at regular time steps, for example every hundredths of a second.

Pour chaque pas de temps, l’opérateur associe à ces données d’entrée une donnée de sortie, à savoir le type de trajectoire emprunté, choisi parmi les neuf types de trajectoire illustrées sur la .For each time step, the operator associates with this input data an output data, namely the type of trajectory taken, chosen from the nine types of trajectory illustrated on the .

Ces données sont alors enregistrées dans une base de données comportant autant d’enregistrements (c’est-à-dire de lignes) qu’il y aura de pas de temps enregistrés, et comportant dix champs (c’est-à-dire dix colonnes) correspondant aux neuf données d’entrée et à la donnée de sortie.This data is then recorded in a database comprising as many records (i.e. lines) as there are time steps recorded, and comprising ten fields (i.e. ten columns) corresponding to the nine input data and the output data.

Il serait bien entendu possible d’enrichir la base de données avec d’autres champs, mais ici les neuf données d’entrées sont considérées comme suffisantes pour obtenir des résultats fiables.It would of course be possible to enrich the database with other fields, but here the nine input data are considered sufficient to obtain reliable results.

Une fois la base de données obtenue, la seconde étape d’apprentissage consiste à fournir la base de données au réseau de neurones de façon à ce qu’il puisse s’entraîner à sélectionner le type de trajectoire empruntée par le conducteur en virage, compte tenu des données d’entrée précitées.Once the database is obtained, the second learning step consists of providing the database to the neural network so that it can train itself to select the type of trajectory taken by the driver when turning, taking into account given the aforementioned input data.

Le réseau de neurones utilisé est de préférence du type récurent. Ainsi, il détermine le type de trajectoire empruntée en fonction des données d’entrée mesurées non pas à un seul pas de temps mais à plusieurs pas de temps.The neural network used is preferably of the recurrent type. Thus, it determines the type of trajectory taken based on the input data measured not at a single time step but at several time steps.

Pour lui conférer ce caractère récurent, le réseau de neurones comporte alors dix entrées, à savoir les neuf données d’entrée précitées et le type de trajectoire sélectionné au pas de temps précédent.To give it this recurrent character, the neural network then has ten inputs, namely the nine aforementioned input data and the type of trajectory selected at the previous time step.

On pourrait utiliser un réseau du type MTSF - LSTM (de l’anglais « Multivariate Time Series Forecasting - Long Short-Term Memory »).We could use a network of the MTSF - LSTM type (from English “Multivariate Time Series Forecasting - Long Short-Term Memory”).

Toutefois, pour réduire les calculs sans pour autant nuire à la fiabilité des résultats, on utilisera plutôt ici un algorithme de type « GRU » (de l’anglais « Gated Reccurent Unit »).However, to reduce the calculations without compromising the reliability of the results, we will instead use a “GRU” type algorithm (from the English “Gated Reccurent Unit”).

La couche d’entrée du réseau de neurones comporte dix neurones artificiels recevant les dix données d’entrée.The input layer of the neural network has ten artificial neurons receiving the ten input data.

La couche de sortie comporte ici un unique neurone artificiel qui fournit la donnée de sortie, à savoir le type de trajectoire reconnu.The output layer here includes a single artificial neuron which provides the output data, namely the type of trajectory recognized.

En l’espèce, ce réseau de neurones comportera deux couches cachées.In this case, this neural network will have two hidden layers.

La première couche cachée comporte ici cent neurones artificiels qui intègrent un mécanisme de mémoire interne et de mise à jour de leur paramétrage. Cette architecture de réseau récurrent permet de réduire les effets de disparition de gradient sur les couches inférieures et donc le ralentissement de l’apprentissage.The first hidden layer here includes one hundred artificial neurons which integrate an internal memory mechanism and update their settings. This recurrent network architecture makes it possible to reduce the effects of gradient disappearance on the lower layers and therefore the slowdown of learning.

La seconde couche cachée, dite de densification, comporte ici un seul neurone artificiel qui reçoit les données des cent neurones précités.The second hidden layer, called densification, here includes a single artificial neuron which receives data from the hundred aforementioned neurons.

La couche de sortie, qui donne le type de trajectoire, intègre une fonction de type « softmax », permettant de normaliser les résultats. Elle réalise ici l’équation suivante :The output layer, which gives the type of trajectory, integrates a “softmax” type function, allowing the results to be normalized. Here she produces the following equation:

où Zi est la sortie, et Wi est l'élément i du vecteur d'entrées W, et Wk est l'élément k du vecteur d'entrées W.where Zi is the output, and Wi is the i element of the input vector W, and Wk is the k element of the input vector W.

L’étape d’apprentissage du réseau de neurones permet alors de paramétrer les différents neurones artificiels, de façon à ce que le réseau de neurone puisse déterminer le type de trajectoire compte tenu des données d’entrée mesurées en temps réel.The neural network learning step then makes it possible to configure the different artificial neurons, so that the neural network can determine the type of trajectory taking into account the input data measured in real time.

Cette étape ne sera pas ici décrite en détail. On pourra seulement préciser que l’algorithme d’apprentissage sera préférentiellement du type « Adam », qui est une extension de la méthode du gradient stochastique. Cette méthode présente en effet, dans le cadre de l’invention, une grande rapidité de convergence. Elle utilise une fonction de cout qui est la moyenne des erreurs en valeur absolue, appelée ici MAE et définie par l’équation suivante :This step will not be described in detail here. We can only specify that the learning algorithm will preferably be of the “Adam” type, which is an extension of the stochastic gradient method. This method indeed presents, within the framework of the invention, a great speed of convergence. It uses a cost function which is the average of the errors in absolute value, called here MAE and defined by the following equation:

Où n est le nombre de points utilisés. Il s’agit plus précisément du nombre de points sur lesquels on veut calculer une moyenne MAE, c'est-à-dire du nombre de prédictions dont on veut mesurer la précision (à savoir par exemple l’ensemble des valeurs prédites avec les échantillons d'apprentissage).Where n is the number of points used. It is more precisely the number of points on which we want to calculate an average MAE, that is to say the number of predictions whose precision we want to measure (i.e. for example all the values predicted with the samples learning).

est la valeur attendue obtenue préalablement dans un ensemble de données d’apprentissage, et y_ila valeur de sortie du réseau de neurones. is the expected value previously obtained in a training data set, and y _{i is} the output value of the neural network.

Une fois le réseau de neurones bien paramétré, ce réseau de neurones est implémenté dans le calculateur du véhicule automobile 10.Once the neural network is properly configured, this neural network is implemented in the computer of the motor vehicle 10.

On pourra noter qu’avant cela, il sera possible de vérifier que le réseau de neurones fonctionne bien en établissant une seconde base de données du même type que la première mais réalisée sur d’autres virages, et en vérifiant que les résultats obtenus sont fiables.It should be noted that before that, it will be possible to verify that the neural network is working well by establishing a second database of the same type as the first but carried out on other turns, and by verifying that the results obtained are reliable. .

On pourra utiliser la méthode des moindres carrés de façon à noter le réseau de neurones afin de vérifier s’il est suffisamment fiable ou non.We can use the least squares method to rate the neural network in order to check whether it is sufficiently reliable or not.

Alors, lorsqu’un conducteur se trouve au volant du véhicule automobile 10 et qu’il roule le long de virages, le calculateur 11 met en œuvre les étapes illustrées sur la .Then, when a driver is at the wheel of the motor vehicle 10 and he is driving along bends, the computer 11 implements the steps illustrated on the .

Au cours de la première étape E1, la fonction LCA est considérée en veille si bien que le conducteur reste maître de la manœuvre.During the first step E1, the LCA function is considered in standby so that the driver remains in control of the maneuver.

La fonction LCA est à ce stade paramétrée en mode nominal (les valeurs de référence des variables d’état sont notamment nulles, comme cela est décrit par l’équation Math.7).The LCA function is at this stage parameterized in nominal mode (the reference values of the state variables are notably zero, as described by equation Math.7).

A ce stade, il est prévu que le calculateur 11 mémorise à chaque pas de temps les données d’entrée.At this stage, it is expected that the computer 11 memorizes the input data at each time step.

Sur la base de ces données et/ou d’autres informations, le calculateur 11 est alors en mesure de détecter, au cours d’une étape E2, si le véhicule automobile 100 entre dans un virage ou débute une manœuvre de décalage dans sa voie (afin de se décaler de la ligne médiane vers la droite ou la gauche de sa voie de circulation, sans sortir de celle-ci).On the basis of this data and/or other information, the computer 11 is then able to detect, during a step E2, if the motor vehicle 100 enters a bend or begins a shift maneuver in its lane (in order to move from the center line to the right or left of your lane, without leaving it).

Dans cette éventualité, au cours d’une étape E3, le calculateur 11 utilise le réseau de neurones, alimenté par les données d’entrée mesurées afin de déterminer le type de trajectoire utilisé sur le virage emprunté par le conducteur.In this eventuality, during a step E3, the computer 11 uses the neural network, supplied by the measured input data in order to determine the type of trajectory used on the turn taken by the driver.

Ce type de trajectoire (sport, médiane…) est associée à une « trajectoire cible » illustrée sur la . Le calculateur 11 peut alors déterminer, au cours d’une étape E4, un écart latéral entre le centre de gravité CG du véhicule automobile 100 et la trajectoire cible (selon l’axe Y).This type of trajectory (sport, median, etc.) is associated with a “target trajectory” illustrated on the . The computer 11 can then determine, during a step E4, a lateral difference between the center of gravity CG of the motor vehicle 100 and the target trajectory (along the Y axis).

On notera qu’ici, cette trajectoire cible n’est pas définie par rapport à des grandeurs physiques mais est définie lors de l'étape de labellisation des données utilisées pour entraîner le réseau de neurones. On peut néanmoins comparer la trajectoire réelle et la trajectoire cible, en comparant les mesures réelles de courbure, d’écart latéral et d’angle de cap avec le paramétrage de loi de commande associé à cette trajectoire cible, via une simulation en boucle ouverte par exemple.Note that here, this target trajectory is not defined in relation to physical quantities but is defined during the stage of labeling the data used to train the neural network. We can nevertheless compare the real trajectory and the target trajectory, by comparing the real measurements of curvature, lateral deviation and heading angle with the control law parameterization associated with this target trajectory, via an open loop simulation by example.

Si cet écart reste inférieur à un seuil sur plusieurs pas de temps ou avec une temporisation de durée ajustée (typiquement de 0,5 seconde), le processus se poursuit directement par l’étape E6 décrite ci-après. Sinon, le calculateur détermine si le véhicule se trouve en fin de virage (étape E5).If this difference remains less than a threshold over several time steps or with an adjusted time delay (typically 0.5 seconds), the process continues directly with step E6 described below. Otherwise, the computer determines whether the vehicle is at the end of the turn (step E5).

Si le véhicule n’a pas atteint la fin du virage, le processus boucle sur l’étape E3. Sinon, il se poursuit par l’étape E6.If the vehicle has not reached the end of the turn, the process loops to step E3. Otherwise, it continues with step E6.

Lors de cette étape E6, le calculateur considère le dernier type de trajectoire sélectionné. En effet, grâce au bouclage ci-dessus, si le type de trajectoire détecté par le réseau de neurones change en cours de virage, ce sera le dernier qui sera ensuite considéré comme étant le bon.During this step E6, the computer considers the last type of trajectory selected. Indeed, thanks to the looping above, if the type of trajectory detected by the neural network changes during the turn, it will be the last one which will then be considered to be the correct one.

Dès lors, le calculateur peut déterminer s’il est nécessaire ou non de modifier le paramétrage de la fonction LCA, et comment, compte tenu du type de trajectoire sélectionné. On décrira plus loin comment ce paramétrage est effectué.From then on, the computer can determine whether or not it is necessary to modify the setting of the LCA function, and how, taking into account the type of trajectory selected. We will describe later how this configuration is carried out.

Au cours de l’étape E7, le calculateur vérifie si le véhicule est en ligne droite. Tant que ce n’est pas le cas, le processus boucle sur l’étape E6 afin d’attendre la ligne droite suivante. L’idée est ici de ne pas changer le paramétrage de la fonction LCA en virage, mais d’attendre que le véhicule se trouve sur une ligne droite pour ce faire.During step E7, the computer checks whether the vehicle is in a straight line. As long as this is not the case, the process loops on step E6 in order to wait for the next straight line. The idea here is not to change the setting of the LCA function when cornering, but to wait until the vehicle is on a straight line to do this.

Quand c’est le cas, le calculateur vérifie si la mission est finie (étape E8).When this is the case, the computer checks if the mission is finished (step E8).

Si c’est le cas, le processus recommence à l’étape E1. Sinon, au cours d’une dernière étape E9, le calculateur met à jour le paramétrage de la fonction LCA afin que, si elle est activée par le conducteur, cette fonction soit bien paramétrée pour aborder le prochain virage. Le processus boucle ensuite sur la deuxième étape E2.If so, the process starts again at step E1. Otherwise, during a final step E9, the computer updates the setting of the LCA function so that, if it is activated by the driver, this function is properly configured to approach the next bend. The process then loops to the second step E2.

En d’autres termes, si la mission est finie, on souhaite que le processus repasse par l'étape de début de mission et d’initialisation de la fonction LCA à ses réglages initiaux, pour s'assurer que le véhicule commence toujours une mission avec les mêmes réglages, pour que le client aie un point de repère.In other words, if the mission is finished, we want the process to go back through the mission start step and initialization of the LCA function to its initial settings, to ensure that the vehicle always begins a mission with the same settings, so that the customer has a point of reference.

Si la mission n'est pas finie, on considère que le type de virage appris doit être injecté dans les paramètres de loi de commande, c’est al raison pour laquelle on met à jour les réglages de la fonction LCA.If the mission is not finished, we consider that the type of turn learned must be injected into the control law parameters, which is why we update the settings of the LCA function.

On notera à ce sujet qu’une mission démarre quand on démarre le moteur et s'arrête avec l'arrêt complet du moteur (hors « start and stop »).Note in this regard that a mission starts when the engine is started and stops when the engine is completely stopped (excluding “start and stop”).

Pour paramétrer la fonction LCA, il a été choisi, par simplification, de simplement modifier au moins une des valeurs de référence introduites dans l’équation Math.7 et/ou de modifier le gain appliqué à l’une au moins des variables d’état ψ, dψ/dt, y, dy/dt, δ, dδ/dt, ∫-y.dt. En variante ou en complément, on aurait aussi pu modifier la valeur du gradient de sous virage ∇_SVemployé dans l’équation Math.4To parameterize the LCA function, it was chosen, for simplification, to simply modify at least one of the reference values introduced in the Math.7 equation and/or to modify the gain applied to at least one of the variables of state ψ, dψ/dt, y, dy/dt, δ, dδ/dt, ∫-y.dt. Alternatively or in addition, we could also have modified the value of the understeer gradient ∇ _SV used in the Math.4 equation

Ici, selon le type de trajectoire sélectionné, il a été choisi de modifier le gain ou la valeur de référence de l’une ou l’autre des trois variables d’état que sont :
- l’angle de cap ψ,
- l’écart latéral y, et
- l’intégrale de l’écart latéral ∫-y.dt.Here, depending on the type of trajectory selected, it was chosen to modify the gain or the reference value of one or the other of the three state variables which are:
- the heading angle ψ,
- the lateral deviation y, and
- the integral of the lateral deviation ∫-y.dt.

Pour modifier le gain de l’une de ces variables, il suffit de modifier des variables de la matrice A de l’équation Math.2.To modify the gain of one of these variables, simply modify the variables of the matrix A of the Math.2 equation.

Plus précisément, on peut utiliser les critères suivants pour modifier le paramétrage de la fonction LCA.More precisely, the following criteria can be used to modify the setting of the LCA function.

Si la trajectoire sélectionnée est du type « trajectoire médiane T1 », le paramétrage ne change pas (les valeurs de référence restent nulles, et la matrice A de gain reste inchangée par rapport au mode nominal).If the selected trajectory is of the “median trajectory T1” type, the setting does not change (the reference values remain zero, and the gain matrix A remains unchanged compared to the nominal mode).

Si la trajectoire sélectionnée est du type « trajectoire idéale T2 », le gain appliqué aux trois variables d’état précitées (ψ, y, ∫-y.dt) est augmenté d’un premier pourcentage, ici de 10%.If the selected trajectory is of the “ideal trajectory T2” type, the gain applied to the three aforementioned state variables (ψ, y, ∫-y.dt) is increased by a first percentage, here 10%.

Si la trajectoire sélectionnée est du type « trajectoire de décalage à gauche T3 », l’écart latéral de référence y_refest rendu non nul. Sa valeur est de préférence égale à la moitié de la différence entre la largeur de la voie de circulation et la largeur du véhicule.If the selected trajectory is of the “left shift trajectory T3” type, the reference lateral deviation y _ref is made non-zero. Its value is preferably equal to half the difference between the width of the traffic lane and the width of the vehicle.

Si la trajectoire sélectionnée est du type « trajectoire de décalage à droite T4 », l’écart latéral de référence y_refest rendu non nul. Sa valeur est de préférence égale à la moitié de la différence entre la largeur du véhicule et la largeur de la voie de circulation.If the selected trajectory is of the “right shift trajectory T4” type, the reference lateral deviation y _ref is made non-zero. Its value is preferably equal to half the difference between the width of the vehicle and the width of the traffic lane.

Si la trajectoire sélectionnée est du type « trajectoire sport T5 », le gain appliqué aux trois variables d’état précitées (ψ, y, ∫-y.dt) est augmenté d’un second pourcentage strictement supérieur au premier, ici de 20%.If the selected trajectory is of the “T5 sport trajectory” type, the gain applied to the three aforementioned state variables (ψ, y, ∫-y.dt) is increased by a second percentage strictly greater than the first, here by 20% .

Si la trajectoire sélectionnée est du type « trajectoire d’urgence T6 », le gain appliqué aux trois variables d’état précitées (ψ, y, ∫-y.dt) est augmenté d’un troisième pourcentage strictement supérieur au second, ici de 30%.If the selected trajectory is of the “emergency trajectory T6” type, the gain applied to the three aforementioned state variables (ψ, y, ∫-y.dt) is increased by a third percentage strictly greater than the second, here by 30%.

Si la trajectoire sélectionnée est du type « trajectoire extérieure T7 », le gain appliqué aux trois variables d’état précitées (ψ, y, ∫-y.dt) est augmenté d’un quatrième pourcentage strictement inférieur au premier, ici de 5%.If the selected trajectory is of the “external trajectory T7” type, the gain applied to the three aforementioned state variables (ψ, y, ∫-y.dt) is increased by a fourth percentage strictly lower than the first, here by 5% .

Si la trajectoire sélectionnée est du type « trajectoire intérieure T8 », le gain appliqué aux trois variables d’état précitées (ψ, y, ∫-y.dt) est augmenté d’un cinquième pourcentage strictement inférieur au premier, ici de 5%.If the selected trajectory is of the “inner trajectory T8” type, the gain applied to the three aforementioned state variables (ψ, y, ∫-y.dt) is increased by a fifth percentage strictly lower than the first, here by 5% .

Si la trajectoire sélectionnée est du type « trajectoire instinctive T9 », le paramétrage ne change pas (les valeurs de référence restent nulles, et la matrice A de gain reste inchangée par rapport au mode nominal).If the selected trajectory is of the “instinctive trajectory T9” type, the setting does not change (the reference values remain zero, and the gain matrix A remains unchanged compared to the nominal mode).

Comme cela a été décrit supra, à l’étape E4, il est prévu de déterminer l’écart entre la trajectoire du véhicule automobile 10 et la trajectoire cible (celle correspondant au type de trajectoire sélectionné).As described above, in step E4, it is planned to determine the difference between the trajectory of the motor vehicle 10 and the target trajectory (that corresponding to the type of trajectory selected).

On pourrait prévoir que, si l’écart est trop grand, aucun type de trajectoire ne soit sélectionné.We could predict that, if the difference is too large, no type of trajectory is selected.

On pourra aussi prévoir de construire un nouveau type de trajectoire à ajouter à la liste illustrée sur la , lorsqu’il est détecté que le conducteur emprunte régulièrement des trajectoires qui ne correspondent à aucune de celles de la liste.We could also plan to construct a new type of trajectory to add to the list illustrated on the , when it is detected that the driver regularly takes trajectories that do not correspond to any of those in the list.

On pourrait ainsi prévoir par exemple que lorsque l’écart latéral entre la trajectoire du véhicule et chaque trajectoire illustrée sur la est supérieure à un seuil, typiquement de 10 cm, le calculateur stocke dans sa mémoire les données d’entrée enregistrées le long du virage.We could thus predict for example that when the lateral difference between the trajectory of the vehicle and each trajectory illustrated on the is greater than a threshold, typically 10 cm, the computer stores in its memory the input data recorded along the bend.

Dès lors, en après-vente, il sera possible de reconstruire chaque trajectoire utilisée par le conducteur afin de déterminer s’il suit régulièrement une trajectoire différente des types de trajectoire stockées dans le calculateur (celles de la ). On utilisera à cet effet un algorithme de clustering typiquement du type « K-means » pour effectuer cette classification.From then on, after-sales, it will be possible to reconstruct each trajectory used by the driver in order to determine if he regularly follows a trajectory different from the types of trajectory stored in the computer (those of the ). To this end, we will use a clustering algorithm typically of the “K-means” type to carry out this classification.

Si tel est le cas, il sera possible de réentraîner le réseau de neurones en lui ajoutant de nouveaux enregistrements correspondant aux données d’entrée enregistrées le long des virages dans lequel le conducteur employait ce type de trajectoire.If this is the case, it will be possible to retrain the neural network by adding new records corresponding to the input data recorded along the turns in which the driver used this type of trajectory.

Ainsi, la liste pourra-t-elle être enrichie d’un nouveau type de trajectoire si bien que, lors d’un roulage subséquent, le véhicule pourra suivre, lorsque la fonction LCA sera activée, ce nouveau type de trajectoire.Thus, the list can be enriched with a new type of trajectory so that, during subsequent driving, the vehicle will be able to follow, when the LCA function is activated, this new type of trajectory.

La présente invention n’est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté, mais l’homme du métier saura y apporter toute variante conforme à l’invention.
The present invention is in no way limited to the embodiment described and represented, but those skilled in the art will be able to make any variation conforming to the invention.

Claims (10)

Procédé de pilotage d’un véhicule automobile (10) circulant sur une voie de circulation (31) d’une route (30), comprenant :
¤ lorsqu’une fonction de centrage automatique du véhicule automobile (10) dans ladite voie de circulation (31) n’est pas activée et que le véhicule automobile (10) est piloté par un conducteur (40), une étape d’acquisition de données relatives à la trajectoire du véhicule automobile (10) en virage par rapport à des lignes de bord (33, 35) de ladite voie de circulation (31) et/ou relatives aux lignes de bord (33, 35),
¤ lorsque ladite fonction de centrage automatique est activée, des étapes de :
- détermination d’une ligne médiane (T0) de ladite voie de circulation (31),
- calcul, par un calculateur (11) embarqué dans ledit véhicule automobile (10), d’une consigne de pilotage du véhicule automobile (10) en fonction de ladite ligne médiane (T0) et de paramètres déterminés, et
- pilotage par le calculateur (11) d’un actionneur de direction dudit véhicule automobile (10) selon ladite consigne de pilotage,
caractérisé en ce que :
- il est prévu de sélectionner un mode de conduite en virage en fonction desdites données acquises lorsque le véhicule automobile (10) est piloté par le conducteur (40), et en ce que
- lorsque la fonction de centrage automatique du véhicule automobile (10) est activée, une partie au moins des paramètres sont déterminés en fonction du mode de conduite en virage sélectionné.Method for controlling a motor vehicle (10) traveling on a lane (31) of a road (30), comprising:
¤ when an automatic centering function of the motor vehicle (10) in said traffic lane (31) is not activated and the motor vehicle (10) is driven by a driver (40), a step of acquiring data relating to the trajectory of the motor vehicle (10) turning relative to edge lines (33, 35) of said traffic lane (31) and/or relating to the edge lines (33, 35),
¤ when said automatic centering function is activated, steps of:
- determination of a center line (T0) of said traffic lane (31),
- calculation, by a computer (11) on board said motor vehicle (10), of a control instruction for the motor vehicle (10) as a function of said center line (T0) and determined parameters, and
- control by the computer (11) of a steering actuator of said motor vehicle (10) according to said control instruction,
characterized in that:
- it is planned to select a cornering driving mode based on said data acquired when the motor vehicle (10) is driven by the driver (40), and in that
- when the automatic centering function of the motor vehicle (10) is activated, at least part of the parameters are determined as a function of the cornering driving mode selected. Procédé de pilotage selon la revendication 1, dans lequel ledit mode de conduite en virage est sélectionné au moyen d’un réseau de neurones.Driving method according to claim 1, wherein said cornering driving mode is selected by means of a neural network. Procédé de pilotage selon la revendication 2, dans lequel ledit réseau de neurones est du type récurent, de préférence du type GRU.Control method according to claim 2, in which said neural network is of the recurrent type, preferably of the GRU type. Procédé de pilotage selon l’une des revendications 2 et 3, dans lequel il est prévu une opération préalable de paramétrage du calculateur (11), comprenant :
- une étape d’élaboration d’une base de données associant à des trajectoires de test, des modes de conduite en virage,
- une étape d’apprentissage du réseau de neurones au moyen de ladite base de données, et
- une sauvegarde du réseau de neurones dans le calculateur (11).Control method according to one of claims 2 and 3, in which a prior operation of parameterization of the computer (11) is provided, comprising:
- a step of developing a database associating with test trajectories, driving modes in turns,
- a step of learning the neural network using said database, and
- a backup of the neural network in the computer (11). Procédé de pilotage selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel lesdites données sont choisies parmi au moins :
- un indicateur de temps (t),
- une distance entre le véhicule automobile (10) et au moins une des lignes de bord (33, 35),
- une donnée de courbure d’au moins une des lignes de bord (33, 35),
- une donnée relative à la dynamique du véhicule automobile (10),
- une distance entre le véhicule automobile (10) et le point détecté d’au moins une des lignes de bord (33, 35) qui est le plus éloigné du véhicule automobile (10).Control method according to one of claims 1 to 4, in which said data is chosen from at least:
- a time indicator (t),
- a distance between the motor vehicle (10) and at least one of the edge lines (33, 35),
- curvature data of at least one of the edge lines (33, 35),
- data relating to the dynamics of the motor vehicle (10),
- a distance between the motor vehicle (10) and the detected point of at least one of the edge lines (33, 35) which is farthest from the motor vehicle (10). Procédé de pilotage selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel le mode de conduite en virage est sélectionné en fonction au moins des données acquises dans le dernier virage emprunté par le véhicule automobile (10) avant l’activation de la fonction de centrage automatique du véhicule automobile (10).Control method according to one of claims 1 to 5, in which the cornering driving mode is selected as a function at least of the data acquired in the last bend taken by the motor vehicle (10) before activation of the steering function. automatic centering of the motor vehicle (10). Procédé de pilotage selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel le mode de conduite est sélectionné dans une liste, parmi au moins cinq modes de conduite en virage prédéterminés et distincts, et de préférence parmi au moins neuf modes de conduite en virage.Control method according to one of claims 1 to 6, in which the driving mode is selected from a list, from at least five predetermined and distinct cornering driving modes, and preferably from at least nine cornering driving modes . Procédé de pilotage selon la revendication 7, dans lequel, si au moins dans un virage, la trajectoire du véhicule automobile (10) ne correspondait à aucun des modes de conduite en virage de ladite liste, il est prévu en après-vente d’ajouter à ladite liste au moins un nouveau mode de conduite en virage prédéterminé et distinct des autres modes de conduite en virage.Control method according to claim 7, in which, if at least in a bend, the trajectory of the motor vehicle (10) did not correspond to any of the bending driving modes in said list, it is provided after-sales to add to said list at least one new predetermined cornering driving mode distinct from the other cornering driving modes. Procédé de pilotage selon l’une des revendications 1 à 8, dans lequel ledit paramètre est une valeur de référence à atteindre et/ou un gain associé à :
- un écart latéral (y) entre le véhicule automobile (10) et la ligne médiane (T0), et/ou
- un angle de cap (Ψ) entre le véhicule automobile (10) et la ligne médiane (T0), et/ou
- une intégrale d’erreur de position (∫-y.dt) entre le véhicule automobile (10) et la ligne médiane (T0).Control method according to one of claims 1 to 8, in which said parameter is a reference value to be achieved and/or a gain associated with:
- a lateral gap (y) between the motor vehicle (10) and the center line (T0), and/or
- a heading angle (Ψ) between the motor vehicle (10) and the center line (T0), and/or
- a position error integral (∫-y.dt) between the motor vehicle (10) and the center line (T0). Véhicule automobile (10) comportant :
- des moyens d’acquisition adaptés à acquérir, lorsque le véhicule automobile (10) évolue sur une voie de circulation (31), des données relatives à des lignes de bord (33, 35) de ladite voie de circulation (31), et
- un actionneur de direction adapté à piloter le véhicule automobile (10),
caractérisé en ce qu’il comporte en outre un calculateur (11) programmé pour mettre en œuvre un procédé de pilotage conforme à l’une des revendications 1 à 9.Motor vehicle (10) comprising:
- acquisition means adapted to acquire, when the motor vehicle (10) moves on a lane (31), data relating to edge lines (33, 35) of said lane (31), and
- a steering actuator adapted to control the motor vehicle (10),
characterized in that it further comprises a computer (11) programmed to implement a control method according to one of claims 1 to 9.