Domaine technique

[0001] La présente divulgation concerne un système de pilotage de motorisation électrique avec contrôle de sécurité et de navigation intégré adapté pour entraîner une roue motrice de véhicule.

[0002] La présente divulgation concerne également un ensemble autonome de motorisation et un véhicule à navigation autonome équipé d’un tel système de pilotage de motorisation.

Technique antérieure

[0003] Un véhicule de transport de charge, tel que chariot de préparation (ou « picking » en anglais) utilisé dans un entrepôt de stockage, ou chariot de transport de pièces mécaniques entre deux postes de travail dans une usine, peut être équipé d’un système de motorisation électrique, permettant ainsi à un utilisateur de déplacer le véhicule sans effort, ou avec un effort limité. Cependant, on constate que par exemple, dans des entrepôts de stockage disposant de longues allées, l’utilisation d’un tel chariot quasi manuel implique que l’opérateur parcoure de longs trajets, ce qui occasionne fatigue et perte de temps lorsque le trajet n’est pas optimisé. En outre, l’opérateur doit connaître parfaitement l’emplacement des articles stockés et l’agencement de l’entrepôt pour ne pas perdre du temps.

[0004] Pour améliorer la gestion du flux logistique, on utilise une technologie de guidage par fil ou par laser pour guider le déplacement des chariots motorisés dans l’espace de travail, par exemple dans un entrepôt afin de s’affranchir de l’intervention humaine. Une telle technologie est dépendante des éléments ou repères externes disposés le long du trajet parcouru par le chariot, par exemple des balises, des fils enterrés, ou une bande de peinture. Une telle technologie de guidage impose aux chariots une trajectoire fixe et une infrastructure spécifique.

[0005] Afin de pouvoir adapter facilement la trajectoire du véhicule à la modification de l’espace de travail dans lequel il se déplace, ces dernières années sont apparues des robots mobiles autonomes (AMR pour Autonomous Mobile Robots en anglais) qui se déplacent de façon autonome et librement dans un environnement tel que des entrepôts de stockage sans intervention humaine et sans éléments externes grâce à une technologie de géoguidage. [0006] La technologie de géoguidage est basée sur la cartographie de l’environnement dans lequel évolue le véhicule. Elle permet au véhicule de se repérer dans l’environnement de travail de façon autonome et de calculer son trajet automatiquement. Pour cela, le véhicule est généralement équipé d’un système lidar qui permet d’acquérir une pluralité de prises de vues de l’environnement. Ces prises de vues sont ensuite envoyées à un calculateur central agencé à distance du véhicule pour générer une reconstruction virtuelle de l’environnement en utilisant un algorithme approprié.

[0007] Toutefois, dans les usines et les entrepôts, il peut y avoir des opérateurs et d’autres véhicules qui sont en mouvement. Dans de tels environnement dynamique, il est donc essentiel de pouvoir contrôler la trajectoire du véhicule autonome afin de garantir son bon fonctionnement tout en garantissant la sécurité des opérateurs en mouvement. Les informations dites informations sécuritaires qui sont acquises par le système lidar ou d’autres capteurs sont envoyées à un contrôleur couplé au système de motorisation, capable de couper l’alimentation de moteurs ou d’engager un système de freinage pour ralentir le véhicule lorsqu’un obstacle est détecté dans une zone prédéfinie.

[0008] Actuellement, les informations enrichies d’environnement et les informations sécuritaires sont traitées par un ensemble de modules distincts. Ainsi, la fonction de navigation et la fonction de sécurité sont assurées par des organes distincts et différents. En d’autres termes, le véhicule autonome est équipé d’un système de navigation et d’un système de sécurité pour assurer son déplacement dans l’environnement. Il en résulte ainsi un grand nombre de modules nécessaires pour assurer les fonctions de sécurité et de navigation, formant une architecture éclatée, relativement complexe et coûteuse, et peu adaptée pour une intégration complète sur un engin roulant, tel qu’un véhicule léger porteur de charge ou un robot mobile.

[0009] La présente divulgation vise à remédier à ces inconvénients en proposant un système de pilotage de motorisation qui permet d’intégrer et combiner ensemble la fonction de contrôle de sécurité et la fonction de navigation dans un unique module, en présentant un encombrement et un coût final réduit.

Résumé

[0010] La présente divulgation vient améliorer la situation.

[0011] Il est proposé un système de pilotage d’au moins un moteur électrique pour véhicule à navigation autonome, ledit système comprenant ;

- au moins une interface de commande électronique associée chacune à un moteur électrique, au moins un processeur de sûreté de fonctionnement connecté à au moins une interface de commande électronique pour assurer le pilotage dudit au moins un moteur électrique à partir des informations de sécurité provenant d’un scrutateur de sécurité et un processeur de contrôle de navigation configuré pour traiter des informations d’environnement provenant du scrutateur de sécurité.

[0012] Selon un mode de réalisation, l’au moins une interface de commande comprend deux interfaces de commande électronique associées chacune à un moteur électrique, le processeur de sûreté étant connecté aux deux interfaces de commande électronique pour assurer le pilotage des deux moteurs à partir des informations de sécurité transmises par le scrutateur.

[0013] Selon un autre mode de réalisation, l’au moins une interface de commande comprend deux interfaces de commande électronique associées chacune à un moteur électrique et l’au moins un processeur de sûreté de fonctionnement comprend deux processeurs de sûreté, chacun des deux processeurs étant connecté à une interface de commande électronique pour assurer le pilotage des deux moteurs à partir des informations de sûreté transmises par le scrutateur.

[0014] Les caractéristiques exposées dans les paragraphes suivants peuvent, optionnellement, être mises en oeuvre, indépendamment les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres.

[0015] Les processeurs de sûreté sont configurés pour déterminer si un obstacle est détecté dans un champ de vision du scrutateur de sécurité à partir des informations de sécurité reçues et réaliser au moins une fonction de sécurité parmi les fonctions de sécurité suivantes :

- une fonction de sécurité “STO” correspondant à une déconnexion électrique du moteur pour supprimer le couple ;

- une fonction de sécurité “SDI” correspondant à une interdiction de l’un des deux sens de rotation du moteur;

- une fonction de sécurité “SLS” correspondant à une limitation de la rotation du moteur à une vitesse maximum ;

- une fonction de sécurité “SS1 ” correspondant à un freinage du moteur par une décélération contrôlée ;

- une fonction de sécurité “SBC” correspondant à un arrêt du moteur par engagement d’un frein.

[0016] Le processeur de contrôle de navigation est configuré pour assurer le contrôle de la navigation du véhicule en réalisant les fonctions de navigation suivantes :

- calcul d’au moins une trajectoire à effectuer par le véhicule dans un environnement à partir des informations transmises par une unité de contrôle centrale; - lecture des informations enrichies sur l’environnement acquises par ledit au moins un scrutateur de sécurité pendant le déplacement du véhicule dans l’environnement ;

- reconstruction de l’environnement et détermination de la position du véhicule dans ledit environnement ;

- prédiction d’au moins un chemin à suivre par le véhicule et adaptation de la trajectoire à l’environnement.

[0017] Selon un autre aspect, il est proposé un ensemble autonome de motorisation pour véhicule à navigation autonome comprenant :

- au moins un moteur électrique générant un mouvement de rotation ;

- une source d’énergie configurée pour stocker et restituer l’énergie nécessaire au fonctionnement autonome dudit ensemble ;

- un système de pilotage dudit au moins un moteur électrique tel que défini ci-dessus.

[0018] Selon un mode de réalisation de l’invention, l’ensemble comprend un châssis et une coque profilée externe formant un boîtier externe, le châssis comprenant un espace de réception pour recevoir et maintenir en position le moteur électrique, une première coque profilée interne et une seconde coque profilée interne assemblées ensemble pour former un boitier interne étanche dans lequel sont reçus la source d’énergie, le système de pilotage, ledit boîtier étant également reçu dans l’espace de réception du boîtier externe.

[0019] De préférence, la seconde coque profilée interne forme une interface d’utilisation 24 comprenant des connexions de communication, une connexion de recharge et un moyen d’indication d’état de charge de la source d’énergie, ladite interface d’utilisation étant positionnée en regard d’une ouverture réalisée dans la coque profilée externe de sorte que la connexion de recharge et le moyen d’indication sont accessibles et visibles depuis l’extérieur du boîtier.

[0020] Selon un mode de réalisation, la source d’énergie comprend au moins un accumulateur de type Ni-MH ou Li-ion.

[0021] De préférence, le moteur électrique est accouplé à une roue motrice par l’intermédiaire d’un réducteur épicycloïdal.

[0022] Selon un autre aspect, il est proposé un véhicule à navigation autonome comprenant au moins une roue motrice entraînée par un ensemble autonome de motorisation tel que défini ci-dessus, et au moins un scrutateur de sécurité configuré pour acquérir des informations de sécurité et des informations enrichies sur l’environnement dans lequel se déplace ledit véhicule.

[0023] Selon un mode de réalisation, ledit scrutateur de sécurité est connecté au processeur de contrôle de sécurité et au processeur de contrôle de navigation respectivement via un bus de communication d’informations de sécurité et un bus de communication d’informations enrichies sur l’environnement.

[0024] De préférence, ledit au moins un scrutateur de sécurité est un système lidar.

Brève description des dessins

[0025] D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels :

Fig. 1

[0026] [Fig. 1] La figure 1 montre un système de pilotage de motorisation selon un mode de réalisation.

Fig. 2

[0027] [Fig. 2] La figure 2 montre un système de pilotage de motorisation selon un deuxième mode de réalisation.

Fig. 3

[0028] [Fig. 3] La figure 3 montre un système de pilotage de motorisation selon un troisième mode de réalisation.

Fig. 4

[0029] [Fig. 4] La figure 4 montre une vue éclatée d’un ensemble autonome de motorisation comprenant un système de pilotage de motorisation de la figure 1.

Fig. 5

[0030] [Fig. 5] La figure 5 représente schématiquement une vue de dessus d’un véhicule de manutention à guidage automatique équipé d’une roue motrice entraînée par un système de pilotage de motorisation de la figure 1.

Fig. 6

[0031] [Fig. 6] La figure 6 représente schématiquement une vue en perspective d’un véhicule de manutention à navigation autonome comprenant deux motrices entraînées par un système de pilotage de motorisation selon un mode de réalisation.

Description des modes de réalisation

[0032] Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires. [0033] Dans le cadre de la présente divulgation, l’environnement désigne par exemple un entrepôt, une usine de production, ou tout autre espace industriel dans lequel se déplace un véhicule léger.

[0034] Dans le cadre de la présente divulgation, le véhicule léger qui se déplace de façon autonome dans un environnement peut par exemple être un chariot de manutention ou tout autre engin roulant de manutention ou un robot mobile.

[0035] Dans le cadre de la présente invention, un scrutateur de sécurité est un organe de perception de l’environnement communément utilisé en robotique mobile autonome, permettant d’une part de disposer d’informations de sûreté de fonctionnement relatives à la présence d’un obstacle dans des zones de risques préconfigurées, et d’autre part de renvoyer des informations de distance, dites informations enrichies sur l’environnement par rapport aux éléments environnants. Les informations de sûreté sont habituellement utilisées à des fins d’interdiction des actions dangereuses ou d’engagement de dispositifs de sécurité. Les informations de distance, non sécuritaires, sont utilisables pour reconstruire une carte de l’environnement et calculer une position par rapport à l’environnement, informations utiles à la navigation des appareils mobiles autonomes

[0036] Dans le cadre de la présente divulgation, on entend par “informations enrichies sur l’environnement” un ensemble de coordonnées des points détectés dans le champ de visualisation d’un ou plusieurs scrutateurs de sécurité qui sont aptes à capturer des prises de vue de l’environnement du dispositif. Ces informations sont utilisées pour alimenter et enrichir les algorithmes de navigation du véhicule afin de reconstituer l’environnement dans lequel se déplace le véhicule et la position du dispositif d’acquisition dans l’environnement reconstitué.

[0037] En référence à la figure 1 , un système de pilotage de motorisation 1 pour véhicule à navigation autonome léger conforme à un mode de réalisation est représenté.

[0038] Le système de pilotage 1 a pour fonction de piloter les moteurs du véhicule à partir des informations de sûreté et des informations enrichies sur l’environnement transmises par un scrutateur de sécurité 5.

[0039] Selon l’invention, le système de pilotage de motorisation 1 est intégré directement dans un ensemble autonome de motorisation 20 pour entraîner par exemple une ou deux roues motrices. Sur l’exemple de la figure 1 , l’ensemble 20 est configuré pour entraîner une roue motrice 201 .

[0040] L’ ensemble autonome 20 sera décrit plus détail ci-dessous en référencé à la figure

4. Il peut comprendre un moteur électrique 22 configuré pour générer un mouvement de rotation, une source d’énergie 21 qui stocke et restitue l’énergie nécessaire au fonctionnement autonome de l’ensemble autonome.

[0041] Le scrutateur de sécurité 5 est apte à capturer des informations de l’environnement dans lequel se déplace le véhicule léger. Le scrutateur de sécurité peut comprendre mais n’est pas limité à une caméra à prise de vue en deux dimensions, une caméra à prise de vue en trois dimensions, un système lidar ou tout autre système équivalent permettant d’acquérir une pluralité de prises de vues de l’environnement. Les données issues du scrutateur 5 peuvent être de deux types distincts. Les données peuvent comprendre des informations de sûreté indiquant par exemple une présence détectée dans une zone prédéfinie, indiquant un risque de sécurité et des informations enrichies sur l’environnement qui comprennent tous les points physiques détectés dans le champ de détection du scrutateur 5.

[0042] Le système de pilotage de motorisation 1 comprend une interface de commande électronique 3 configurée pour commander le fonctionnement du moteur 22, un processeur de sûreté de fonctionnement 2 connecté à l’interface électronique de commande 3 pour assurer le pilotage du moteur 22 à partir des informations de sécurité provenant du scrutateur 5. Le système de pilotage 1 comprend également un processeur de contrôle de navigation 4 configuré pour contrôler la navigation du véhicule à partir des informations enrichies sur environnement provenant du scrutateur 5. Les informations traitées permettent au système de pilotage de motorisation 1 d’avoir une double fonction, piloter le fonctionnement du moteur en fonction des informations de sécurités et assurer le guidage du véhicule en reconstituant l’environnement dans lequel se déplace l’engin.

[0043] Les informations de sécurité et les informations enrichies sur l’environnement sont traitées par deux processeurs distincts, le processeur de sûreté de fonctionnement 2 du moteur et le processeur de contrôle de navigation 4 qui sont tous les deux intégrés dans une même entité physique, le système de pilotage du moteur 1 . De manière avantageuse, le processeur de sûreté de fonctionnement 2 et le processeur de contrôle de navigation 4 peuvent être ainsi intégrés ensemble dans un unique organe. Contrairement aux solutions connues qui proposent des organes différents et distincts pour assurer les fonctions de navigation et de sécurité, elles sont assurées par un seul organe. Le fait de rassembler dans le système de motorisation le processeur de contrôle de sécurité et le processeur de sûreté de fonctionnement permet à un même système de traiter à la fois les informations d’environnement et les informations de sécurité provenant des capteurs. Cette intégration rend le système de motorisation plus générique et directement compatible avec des scrutateurs de sécurité. [0044] Le processeur de sûreté de fonctionnement 2 est couplé au moteur 22 par l’intermédiaire de l’interface de commande électronique 3. Le processeur de sûreté de fonctionnement 2 pilote l’interface électronique de commande 3 pour assurer le contrôle du moteur 22 et intègre au moins une des fonctions de sécurité suivantes :

- la déconnexion électrique du moteur 22 pour supprimer le couple, correspondant à la fonction de sécurité STO (acronyme de l’expression en anglais « Safe Torque Off »)

- l’interdiction de l’un des deux sens de rotation si un obstacle est présent d’un côté du véhicule, correspondant à la fonction de sécurité dite SDI (acronyme de l’expression en anglais « Safe Direction »),

- la limitation de la rotation à une vitesse maximum permettant ainsi de passer en mode de vitesse limitée sûre lorsqu’un obstacle est détecté dans le champ de visualisation, correspondant à la fonction de sécurité dite SLS (acronyme de l’expression en anglais « Safety Limited Speed »),

- le freinage du moteur par décélération contrôlée si un obstacle imminent est détecté, correspondant à la fonction de sécurité dite SS1 (acronyme de l’expression en anglais « Safe Stop »),

- l’arrêt du moteur par engagement d’un frein, correspondant à la fonction de sécurité dite SBC (acronyme de l’expression en anglais « Safe Brake Control »).

[0045] Le processeur de sûreté de fonctionnement 2 est connecté au scrutateur de sécurité 5 via une liaison de transmission d’informations de sécurité 7 ou via un bus de communication 7. Les fonctions de sécurité peuvent être activées indépendamment selon les informations de sécurités transmises par le scrutateur 5 vers le processeur de de sûreté de fonctionnement 2. Le bus de communication peut être par exemple un réseau de communication dédié à la sécurité tel que CANopen Safety, PROFIsafe ou FSoE (acronyme pour le terme en anglais « Fail Safe over Ethercat »).

[0046] Selon un exemple de réalisation, lorsque la fonction de sécurité SLS est activée et le contrôle moteur est en mode de vitesse limitée, le processeur de contrôle de sécurité transmet des informations au scrutateur 5 en lui demandant de réduire les distances des champs de détection. Selon un autre exemple de réalisation, lorsque la vitesse de rotation de deux roues motrices est différente, le processeur de contrôle de sécurité transmet des informations au scrutateur 5 en lui demandant d’adapter la position des champs de détection à l’orientation imposée par le différentiel de vitesse des roues motrices.

[0047] Le processeur de contrôle de navigation 4 est configuré pour contrôler la navigation du véhicule à partir des informations enrichies d’environnement provenant du scrutateur s. [0048] Le processeur de contrôle de navigation 4 est configuré pour réaliser le contrôle de la navigation du véhicule à partir des informations enrichies sur l’environnement provenant du dispositif d’acquisition de données 5 :

- calcul d’au moins une trajectoire à effectuer par le véhicule dans l’environnement ;

- reconstruction de l’environnement ;

- détermination de la position du véhicule dans ledit environnement reconstruit;

- prédiction d’au moins un chemin à suivre par le véhicule et adaptation de la trajectoire à l’environnement.

[0049] Le processeur de contrôle de navigation 4 est également configuré pour pouvoir communiquer avec une unité centrale fixe 71 positionnée à distance du véhicule comme l’illustre la figure 6. Le processeur de contrôler de navigation 4 reçoit les ordres de mission à effectuer par le véhicule et également une base de données représentant les coordonnées de points de l’environnement dans lequel le véhicule doit se déplacer. Le processeur de contrôle de navigation 4 traite les ordres de mission à effectuer par ledit véhicule et détermine une trajectoire à effectuer dans l’environnement.

[0050] Pour générer une reconstruction d’un environnement à partir des informations enrichies sur l’environnement qui peuvent être par exemple des différentes prises de vue, il existe plusieurs algorithmes de l’état de la technique qui peuvent être utilisés en fonction du capteur envisagé pour le système de perception de l’environnement. Par exemple si le capteur de perception de l’environnement est une caméra ou un lidar alors des algorithmes de type « SLAM » permettent d’obtenir une reconstruction en deux ou trois dimensions de l’environnement. Dans le cadre d’un capteur de type lidar ou laser, les différentes reconstructions ponctuelles peuvent être assemblées en une seule reconstruction globale en utilisant une approche du type ICP (acronyme de l’expression en anglais itérative closest point).

[0051] Le processeur de contrôle de navigation 4 et le scrutateur 5 sont reliés par une liaison de transmission de données 6, permettant ainsi au processeur de contrôle de navigation 4 d’accéder aux données mesurées par le scrutateur 5 mais également de transmettre des données au scrutateur s.

[0052] Le processeur de contrôle de navigation 4 et le processeur de sûreté 2 sont connectés ensemble via une liaison 8 qui peut être un bus de communication non sécuritaire de type bus série, CANopen, PROFInet ou EtherCAT par exemple.

[0053] Dans les solutions connues, les informations de sécurité et les informations enrichies sur l’environnement sont traitées par des organes différents. Les informations de sécurité sont généralement envoyées à une logique de sécurité qui est capable de couper l’alimentation de moteurs ou d’engager le freinage du moteur alors que les informations enrichies sur l’environnement sont traitées par une unité de calcul extérieure au véhicule. Dans un véhicule naviguant de manière autonome, un grand nombre d’organes est requis pour assurer l’ensemble des fonctions de sécurité et de navigation. Grâce à l’architecture spécifique unitaire du système de pilotage de motorisation de la présente invention, il est ainsi possible de combiner les fonctions de contrôler de sécurité et les fonctions de navigation dans une entité physique unique et compacte, conférant ainsi un caractère modulaire au système de motorisation de la présente divulgation.

[0054] Le système de pilotage de motorisation selon la présente divulgation est particulièrement adapté pour être intégré sur dans un ensemble autonome de motorisation pour entraîner une roue motrice d’un véhicule léger. Un des principaux avantages du présent système consiste en sa simplicité dans son architecture et sa mise en oeuvre tout en garantissant un guidage automatique et sa sécurité dans un environnement dynamique.

[0055] En référence à la figure 2, un système de pilotage de motorisation 10 selon un deuxième mode de réalisation est illustré.

[0056] Le système de pilotage de motorisation de la figure 2 permet d’assurer le pilotage de deux moteurs électriques 42.1 , 42.2 d’un ensemble autonome de motorisation 40 pour entraîner les roues motrices 301 , 302 d’un véhicule 300. L’ensemble 40 comprend en outre une source d’énergie 41 rechargeable pour alimenter les moteurs.

[0057] Le système de pilotage 10 comprend une première interface de commande électronique 13.1 couplé à un premier moteur 42.1 et une seconde interface de commande électronique 13.2 couplée à un second moteur 42.2, un processeur de sûreté de 12 connecté aux deux interfaces de commande 13.1 , 13.2 pour assurer le pilotage des deux moteurs 42.1 , 42.2 à partir des informations de sécurité provenant du scrutateur de sécurité 15.

[0058] Le système de pilotage comprend également un processeur de contrôle de navigation 14 configuré pour traiter des informations enrichies sur l’environnement provenant du scrutateur 15.

[0059] Le processeur de sûreté de fonctionnement 12 est connecté au scrutateur de sécurité 15 via une liaison de transmission d’informations de sécurité 17 ou via un bus de communication 17. Les fonctions de sécurité peuvent être activées selon les informations de sécurités transmises par le scrutateur 15 vers le processeur de de sûreté de fonctionnement 12. Le bus de communication peut être par exemple un réseau de communication dédié à la sécurité tel que CANopen Safety, PROFIsafe ou FSoE (acronyme pour le terme en anglais « Fail Safe over Ethercat »). [0060] Le processeur de contrôle de navigation 14 et le scrutateur 15 sont reliés ensemble par une liaison de transmission de données 16 telle que l’Ethernet ou l’USB, permettant ainsi au processeur de contrôle de navigation 14 d’accéder aux données mesurées par le scrutateur 15 mais également de transmettre des données au scrutateur 15.

[0061] Le processeur de contrôle de navigation 14 et le processeur de sûreté 12 sont connectés ensemble via une liaison 18 qui peut être un bus de communication non sécuritaire de type bus série, CANopen, PROFInet ou EtherCAT par exemple.

[0062] De manière avantageuse, l’architecture du système de pilotage est particulièrement flexible. Ainsi, le nombre d’interface de commande électronique peut être ajusté en fonction du nombre de moteurs à piloter.

[0063] En référence à la figure 3, un système de pilotage de motorisation 100 selon un troisième mode de réalisation est illustré.

[0064] Le système de pilotage de motorisation 100 de la figure 3 permet également d’assurer le pilotage de deux moteurs électriques 52.1 , 52.2 d’un ensemble autonome de motorisation 50 pour entraîner les deux roues motrices 401 , 402 d’un véhicule 400. L’ensemble 50 comprend en outre une source d’énergie 51 rechargeable pour alimenter les moteurs.

[0065] Le système de pilotage 100 comprend une première interface de commande électronique 103.1 couplée à un premier moteur 52.1 et une seconde interface de commande électronique 103.2 couplée à un second moteur 52.2, un premier processeur de sûreté de fonctionnement 102.1 connecté à la première interface de commande 103.1 , et un second processeur de sûreté de fonctionnement 103.2 connecté à la seconde interface de commande 103.2 pour assurer respectivement le pilotage des deux moteurs 52.1 , 52.2 à partir des informations de sécurité provenant du scrutateur de sécurité 105.

[0066] Le système de pilotage comprend également un processeur de contrôle de navigation 104 configuré pour traiter des informations enrichies sur l’environnement provenant du scrutateur 105.

[0067] Dans cette configuration, le scrutateur 105 est connecté uniquement au premier processeur de sûreté de fonctionnement 102.1 et au processeur de contrôle de navigation 104 du système 100 respectivement via un bus de communication d’informations de sécurité 107 et un bus de communication d’informations enrichies sur l’environnement 106. Le premier processeur de sûreté 102.1 est connecté au second processeur de sûreté de fonctionnement 102.2 via un bus de communication d’informations de sécurité 109 afin de transmettre les informations de sécurité provenant du scrutateur 105. [0068] Le processeur de contrôle de navigation 104 et le premier processeur de sûreté 102.1 sont connectés ensemble via une liaison 108 qui peut être un bus de communication non sécuritaire de type bus série, CANopen, PROFInet ou EtherCAT par exemple.

[0069] Le système de pilotage de motorisation de la présente invention se présente sous la forme d’une carte de pilotage qui peut être intégrée facilement avec le moteur ou les moteurs et une source d’énergie rechargeable dans un boîtier pour former un ensemble autonome de motorisation.

[0070] En référence à la figure 4, une vue éclatée illustre un exemple de réalisation d’un ensemble autonome de motorisation 20 intégrant le système de pilotage de motorisation qui peut être le système de pilotage de l’une des figures 1 à 3.

[0071] L’ ensemble 20 comprend un boîtier externe qui supporte et solidarise l’ensemble des éléments pour entraîner et piloter la roue motrice 201 , à savoir un ou plusieurs moteur électrique 22 qui peuvent générer un mouvement de rotation, une source d’énergie 21 , le système de pilotage du moteur électrique 1 qui se présente sous la forme d’une carte électronique et une interface de gestion des éléments 24.

[0072] La source d’énergie 21 comprend des accumulateurs rechargeables qui sont capables de stocker et restituer l’énergie nécessaire au fonctionnement autonome de l’ensemble autonome de motorisation 20. Selon un exemple de réalisation, les accumulateurs comprennent une batterie Ni-MH. Selon un autre exemple de réalisation, les accumulateurs comprennent une batterie Li-ion.

[0073] Le boîtier externe est formé d’un châssis 23 et d’une coque externe 25 qui sont assemblées et fixées ensemble. Le châssis 23 comprend un espace de réception 28 pour recevoir un boitier interne formé d’une première coque profilée interne 27 et d’une seconde coque profilée interne 24 qui vient s’emboiter sur la première coque 27. La première coque profilée 27 est dimensionnée et configurée pour venir s’emboîter dans l’espace de réception 28 du châssis 23. Le châssis 23 supporte également la roue motrice 201 et comprend un logement délimité par le boitier interne et adapté pour recevoir le moteur électrique 22. Ainsi la paroi de la coque intérieure 27 forme une interface entre la source d’énergie 21 et le moteur 22. La coque intérieure 27 comprend également un espace de réception 29 pour recevoir la source d’énergie 21 et le système de pilotage 1 .

[0074] La première coque 27 peut être en matériau isolant électrique, et possède des propriétés mécaniques renforcées qui permettent d’assurer le maintien des éléments et la résistance aux contraintes mécaniques subies telles que des vibrations et/ou des chocs pendant le fonctionnement. Le matériau du boîtier est par exemple en matériau composite. Il peut être en plastique renforcé par des fibres de verre. [0075] De préférence, les deux coques profilées internes 27 et 24 comportant le système électronique 1 peuvent s’emboîter ensemble de manière à obtenir un boîtier étanche. En outre des joints d’étanchéité sont positionnés entre les deux coques et les pièces qui composent le boîtier.

[0076] Le moteur électrique 22 comporte un arbre moteur 22A. Le système de pilotage du moteur 1 qui se présente sous la forme d’une carte électronique comprend un trou 9 dans lequel est reçu l’axe de l’arbre moteur. Un flasque 22F est disposé sur une face d’un carter moteur, à une extrémité axiale du moteur de manière à réaliser une interface entre l’extrémité arrière du moteur 22 et la carte électronique 1. Le système électronique 1 comporte l’interface électronique de puissance 3, le processeur de sûreté de fonctionnement 2 et le processeur de contrôle de navigation 4 pour le pilotage du moteur électrique 22 en fonction des informations de sécurité et des informations enrichies sur l’environnement provenant du scrutateur 5. Le système électronique 1 comporte également une interface de communication, par exemple une liaison Wifi pour transmettre des données vers une unité centrale fixe 71 comme illustrée sur la figure 6. Le système électronique 1 peut être composé de plusieurs cartes électroniques assemblées entre elles.

[0077] Selon un exemple de réalisation, la seconde coque profilée interne 24 est munie d’une interface de gestion du boîtier et peut comprendre par exemple des connexions d’interfaces de communication, une connexion de recharge et un moyen d’indication d’état de fonctionnement et d’état de charge de la source d’énergie. L’interface de gestion 24 est positionnée en regard d’une ouverture 26 réalisée dans la coque profilée externe 25 de sorte que les connexions de communication, la connexion de recharge et le moyen d’indication sont accessibles et visibles depuis l’extérieur du boîtier.

[0078] La roue 201 est accouplée au moteur électrique 22 de l’ensemble autonome de motorisation 20 via un réducteur épicycloïdal non représenté sur la figure 4. La roue 201 peut être une roue motrice non directionnelle qui fait avancer ou reculer le véhicule selon une direction principale de déplacement liée au véhicule, la direction de déplacement étant perpendiculaire à l’axe de rotation des roues non directionnelles. La roue peut être une motrice directionnelle. La roue est orientable par pivotement autour d’un axe de pivotement verticale, afin de diriger le véhicule le long de son trajet.

[0079] L’ architecture de l’ensemble autonome de motorisation de la présente invention est particulièrement avantageuse. En effet, elle permet d’assembler tous les éléments de l’ensemble de motorisation dans un unique boîtier formant un unique bloc fonctionnel modulaire qui sera accouplé à la roue. En outre, les éléments de l’ensemble autonome de motorisation sont contenus dans un carénage robuste et totalement étanche, permettant à la roue d’opérer dans les environnements les plus sévères.

[0080] En référence à la figure 5, un exemple d’architecture de motorisation d’un véhicule léger 200 équipé d’un ensemble autonome de motorisation de la figure 4 est décrit ci- dessous.

[0081] De manière générale, une ou plusieurs roues motrices peuvent être utilisées pour apporter une fonction de traction ou de propulsion au déplacement d’un engin roulant. Le véhicule roulant peut se déplacer sur une seule roue motrice autonome, sur plusieurs roues motrices, sur un ensemble de roues motrices et non motrices. Les roues peuvent être fixes ou pivotantes. On entend par roue fixe, une roue conservant la même orientation par rapport au socle de l’engin quelle que soit la direction de déplacement de l’engin. On entend par roue pivotant, une roue présentant un axe horizontal pivotant autour d’un axe vertical de façon à permettre de changer la direction de déplacement de l’engin auquel la roue est fixée. L’axe de la roue est un axe horizontal passant par le centre de rotation de la roue.

[0082] Suivant la géométrie du véhicule, le nombre de roues et la répartition de la charge, plusieurs implantations de roues motrices peuvent être considérées pour assurer le bon fonctionnement de la ou des roues motrices.

[0083] Dans la figure 5, le véhicule roulant 200 comprend quatre roues non motrices pivotantes 61 , 62, 63, 64 et une roue motrice 201 . La roue motrice est agencée en position centrale par rapport au socle du véhicule et permet l’assistance électrique au déplacement de l’engin. La roue 201 est accouplée par l’intermédiaire d’un réducteur épicycloïdal à l’ensemble autonome de motorisation 20 de la figure 4. Le véhicule roulant 200 comprend en outre un scrutateur de sécurité 5 configuré pour acquérir des informations de sécurités et des informations enrichies de l’environnement dans lequel se déplace le véhicule à navigation autonome.

[0084] En référence à la figure 6, les étapes de mise en oeuvre d’un procédé d’autoguidage d’un véhicule léger 500 équipé d’un ensemble de motorisation de la présente invention sont décrites ci-dessous.

[0085] Le véhicule léger 500 est équipé de quatre roues fixes 61 , 62, 63, 64 et de deux roues motrices 501 , 502. Les deux roues motrices sont équipées chacune d’un ensemble autonome de motorisation 20.1 , 20.2 de la figure 4. L’avant et l’arrière du véhicule sont équipés d’un scrutateur de sécurité 505, 515.

[0086] Dans une première étape, une unité centrale de contrôle de navigation fixe 71 transmet des ordres de mission aux processeurs de contrôle de navigation des deux ensembles autonomes de motorisation 20.1 , 20.2. A titre d’exemple, les ordres de mission peuvent être le chemin à parcourir entre une position de départ A et une position d’arrivée B selon une trajectoire donnée. Par ailleurs, L’unité centrale de contrôle de navigation 71 transmet également une base de données représentant l’environnement dans lequel se déplace le véhicule. A titre d’exemple, la base de données se présente sous la forme d’un nuage de points en trois dimensions.

[0087] Dans une deuxième étape, les processeurs de contrôle de navigation calculent la trajectoire qui est transmise sous forme de consignes aux processeurs de sûreté qui pilotent les moteurs pour déplacer le véhicule dans l’environnement.

[0088] Dans une troisième étape, l’un des scrutateurs 505, 515 effectue l’acquisition des informations de l’environnement pendant le déplacement du véhicule à partir d’une pluralité de prises de vue de l’environnement. Sur la figure 6, c’est par exemple le scrutateur référencé 505 qui est activé pour la prise des vues pendant le déplacement du véhicule. A titre d’exemple, si le scrutateur est constitué d’une caméra ou d’un Lidar, une pluralité d’images de l’environnement sont acquises. Cette pluralité d’images peut être par exemple d’une même scène prise selon différents points de vue spatiaux. Les informations sont constituées d’informations enrichies sur l’environnement et d’informations de sécurité.

[0089] Dans une quatrième étape, le scrutateur 505 transmet les informations enrichies sur l’environnement aux processeurs de navigation 4 et les informations de sécurité aux processeurs de sûreté de fonctionnement 2.

[0090] Dans une cinquième étape, les processeurs de contrôle navigation utilisent les informations enrichies sur l’environnement reçues pour réaliser les fonctions de navigation suivantes : reconstruction de l’environnement à partir des informations enrichies sur l’environnement, détermination de la position du véhicule dans cet environnement reconstruite et prédiction d’un chemin à suivre par le véhicule et adaptation du trajet par rapport à l’environnement reconstitué. Les processeurs de sûreté de fonctionnement utilisent les informations de sécurité reçues pour réaliser une des fonctions de sécurité. Selon une configuration, si les processeurs de sécurité déterminent à partir des informations de sécurité qu’un obstacle est présent sur un côté du véhicule, ils transmettent un signal de commande à l’interface de commande 3 pour interdire l’un des deux sens de rotation. Selon une autre configuration qui est illustré sur la figure 5, si un obstacle, par exemple un opérateur 70 est détecté dans le champ de visualisation, les processeurs de de sûreté transmettent un signal à l’interface de commande 3 pour limiter la vitesse de rotation des deux roues motrices 501 , 502. Selon encore une autre configuration, si l’obstacle est détecté à une distance immédiate du véhicule, les processeurs peuvent activer la fonction SS1 pour engager un freinage du moteur par décélération contrôlée. [0091] Dans une sixième étape, lorsque le véhicule arrive à la destination, les ensembles autonomes de motorisation arrêtent les moteurs.

[0092] Pendant le déplacement, les systèmes de pilotage motorisation 1 peuvent communiquer avec l’unité centrale fixe à distance 71 pour échanger des données. Application industrielle

[0093] Les présentes solutions techniques peuvent être utilisées dans différents domaines d’applications industrielles, tels que l’industrie automobile, l’industrie agroalimentaire, l’industrie logistique, pour équiper des engins de type chariot de manutention industriel pour transporter des pièces détachées ou articles entre postes ou unités de travail afin d’optimiser le flux logistique tout en préservant la sécurité des opérateurs.