TITRE : Procédé et système d’aide à la conduite d’un véhicule dans un flux de circulation impliquant d’autres véhicules

DOMAINE DE l’INVENTION

La présente invention concerne un procédé d’aide à la conduite d’un véhicule dans un flux de circulation impliquant d’autres véhicules. Elle vise un système d’aide à la conduite mettant en œuvre ce procédé.

ETAT DE LA TECHNIQUE

Les technologies actuelles d’assistance à la conduite permettent à des véhicules de suivre une trajectoire sans l’aide d’un conducteur. C’est-à-dire que pendant quelques secondes, le véhicule est capable d’exécuter certaines actions seul et de contrôler sa propre allure.

Depuis quelques années, les constructeurs automobiles innovent pour rendre la voiture de demain toujours plus automatisée et indépendante vis-à-vis du conducteur. Il faut donc s'attendre à voir, dans les années à venir, des véhicules totalement autonomes sur les routes.

Les aides à la conduite (ADAS pour Advanced Driver-Assistance Systems : Systèmes Avancés d’Aide à la Conduite), déjà présentes dans la majorité des véhicules, marquent le début d’une séparation entre le véhicule et son conducteur. Grâce à ces technologies et à des méthodes d’apprentissage machine, le véhicule est maintenant capable d’exécuter certaines actions seul et de corriger sa propre allure. Les déplacements du véhicule seront entièrement contrôlés par une intelligence artificielle qui utilisera les données reçues par différents capteurs (radars, lidars, ultrasons, caméras). Ce sera une véritable révolution dans nos vies et nos manières de se déplacer.

Cependant, ces avancées technologiques ne s'effectueront pas immédiatement, il y aura certainement une période de transition pour passer d’un environnement sans à un environnement avec véhicules autonomes, c’est-à-dire un mélange de véhicules motorisés à différents niveaux d’indépendance. Le gap ne sera pas immédiat. Les véhicules pilotés par les machines et les véhicules classiques contrôlés par les humains cohabiteront forcément.

Les passagers devront avoir une confiance totale, tout est l’intérêt du véhicule autonome. Malheureusement le risque zéro n’existe pas. Certains conducteurs ont une conduite dangereuse qui pourrait déstabiliser la voiture autonome. L’intégration des véhicules autonomes se fera donc dans un monde imprévisible et ce ne sera pas si simple. La technologie n’est pas encore assez maîtrisée pour créer une situation stable, fluide et coordonnée avec les véhicules classiques sur la route. Tant que la machine suivra scrupuleusement son programme informatique sans tenir compte de l’environnement qui l’entoure, la cohabitation entre véhicules autonomes et véhicules classiques sera compliquée.

Certains constructeurs automobiles mettent les moyens nécessaires pour que les véhicules soient connectés entre eux. Mais ces nouvelles technologies s’adressent seulement aux véhicules récents. La majorité des véhicules, déjà présents sur le marché depuis plusieurs années, sont dépourvus de systèmes de communication. Ce qui pose plusieurs problèmes vis-à-vis de l’efficacité des systèmes de communication inter-véhicules (IVC pour Inter Vehicle Communication). En premier lieu, il existe des problèmes de stabilité à cause du manque de nœuds dans le réseau. Le maillage actuel est très lâche et limité en termes de performances. De plus, le manque de véhicules connectés rend les applications envers la sécurité routière rares. En effet, si la majorité des véhicules ne peuvent pas recevoir des données, alors les automobilistes n’éviteront jamais un accident grâce à des informations transmises par un véhicule communiquant en aval de la circulation, ou au contraire, le véhicule connecté en amont de la circulation ne sera jamais averti d’un potentiel danger si le véhicule devant lui est dépourvu de système de communication.

Pour se faire, il faut impérativement que les véhicules autonomes et les véhicules classiques communiquent entre eux. Cependant les deux catégories de véhicules n’ont pas les mêmes capacités de communication. L’une est dotée d’une « intelligence artificielle » et de « parole » alors que l’autre est « muette » et ne réfléchit pas.

Le document EP3356900 B1 divulgue un procédé et système pour prédire une ou plusieurs trajectoires d’un véhicule sur la base d’un contexte entourant ce véhicule, dans lequel l’environnement d'un véhicule autonome est perçu comme identifiant un ou plusieurs véhicules à proximité. Pour chacun des véhicules identifiés, sur la base d'un emplacement actuel du véhicule identifié, des informations indépendantes du véhicule sont obtenues pour déterminer le contexte entourant le véhicule identifié, ces informations indépendantes comprenant des informations entourant le véhicule qui définissent les contraintes physiques imposées au véhicule identifié.

Pour chacun des véhicules identifiés, une ou plusieurs trajectoires pour le véhicule identifié sont prédites sur la base au moins en partie des informations indépendantes du véhicule associées au véhicule identifié. Le véhicule autonome est commandé sur la base de la ou des trajectoires prédites du ou des véhicules identifiés.

Le document US 10795375 B2 divulgue un système et un procédé de navigation pour un véhicule autonome à l'aide de techniques d'apprentissage par renforcement. Ce système de navigation peut comprendre au moins un dispositif de traitement programmé pour : recevoir, à partir d'une caméra, une pluralité d'images représentatives d'un environnement du véhicule hôte ; analyser la pluralité d'images pour identifier un état de navigation associé au véhicule hôte ; fournir l'état de navigation à un système de navigation entraîné ; recevoir, à partir du système de navigation entraîné, une action de navigation souhaitée à exécuter par le véhicule hôte en réponse à l'état de navigation identifié ; analyser l'action de navigation souhaitée par rapport à une ou plusieurs contraintes de navigation prédéfinies ; déterminer une action de navigation réelle pour le véhicule hôte. L'action de navigation réelle comprend au moins une modification de l'action de navigation souhaitée déterminée sur la base de la ou des contraintes de navigation prédéfinies ; et provoquer au moins un ajustement d'un actionneur de navigation du véhicule hôte en réponse à l'action de navigation réelle déterminée pour le véhicule hôte.

Le document US 2018/345961 Al divulgue un système de commande de véhicule à utiliser avec un véhicule hôte configuré pour se déplacer le long d'un chemin. Le système de commande de véhicule comprend un processeur configuré pour accéder à une localisation hôte et à une vitesse hôte du véhicule hôte. Le processeur est également configuré pour détecter une localisation de suiveur et une vitesse de suiveur d'un véhicule suiveur derrière le véhicule hôte sur le chemin. Une distance d’écart est calculée entre le véhicule hôte et le véhicule suivant. Le véhicule suiveur est identifié en tant que véhicule talonnant lorsque la distance de talonnage est inférieure ou égale à une première distance d'avertissement ou lorsque la vitesse du suiveur est supérieure à celle du véhicule hôte dans une seconde distance d'avertissement.

Le document US 2019/049992 Al divulgue un système et un procédé pour des communications de véhicule collaboratif (V2X) afin d'améliorer les performances de conduite d'un véhicule dans un environnement de capacités hétérogènes en partageant des capacités entre différents véhicules dans des véhicules autonomes et non autonomes. En particulier, le système et le procédé sont opérationnels pour localiser les usagers de la route proches et pour partager l'emplacement, la vitesse et la direction de l'usager de la route proche avec d'autres usagers de la route via des communications V2X.

Le document US 2016/203719 Al divulgue un système d'assistance à la conduite d'un véhicule équipé comprenant une caméra et un système de communication pouvant fonctionner pour recevoir des informations de véhicule concernant un autre véhicule. Une commande est utilisable pour traiter les informations du véhicule afin de déterminer un temps estimé jusqu'à l'arrivée de l'autre véhicule à un emplacement dans un trajet de déplacement projeté du véhicule équipé. En réponse au moins en partie à une détermination selon laquelle le temps d'arrivée estimé est inférieur à une valeur seuil, la commande génère une alerte au conducteur du véhicule équipé indiquant qu'il n'est pas sûr de suivre le trajet de déplacement projeté. L'alerte peut également être générée en réponse au traitement d'images de données d'images capturées par une caméra de vision vers l'avant lorsqu'un tel traitement d'images détermine qu'un objet est présent dans la trajectoire de déplacement projetée du véhicule équipé.

Les procédés de navigation et d’aide à la conduite actuellement disponibles présentent l’inconvénient de ne pas intégrer le contexte global environnant un véhicule mettant en œuvre ces procédés. C’est d’autant plus sensible et risqué lorsque ce contexte inclut d’autres véhicules qui ne sont pas en mesure de communiquer entre eux afin de traiter des situations dangereuses.

Le but de l’invention est ainsi de proposer un procédé et un système d’aide à la conduite qui puisse prendre en compte des informations et données émises par d’autres véhicules à proximité, afin d’assurer une conduite sécurisée dans un flux de véhicules.

EXPOSE DE L’INVENTION

Cet objectif est atteint avec un procédé d’aide à la conduite d’un véhicule dans un flux de circulation impliquant d’autres véhicules, comprenant : des communications directes avec un ou plusieurs véhicules à proximité dudit véhicule via des dispositifs de communication, de géolocalisation et de traitement embarqués dans ledit véhicule et lesdits autres véhicules, ces communications directes étant réalisées par deux protocoles de communication inter- véhicules : un protocole de communication sans fil de faible portée et un protocole de communication sans fil de longue portée, ces communications directes étant agencées pour échanger des informations sur les cinématiques et/ou dynamiques respectives dudit véhicule et du ou desdits autres véhicules à proximité, un traitement, par le dispositif de communication, de géolocalisation et de traitement embarqué dans ledit véhicule, desdites informations cinématiques et/ou dynamiques ainsi échangées, pour délivrer une notification et/ou une commande d’aide à la conduite dudit véhicule.

De préférence, le protocole de communication sans fil de courte portée implémente un protocole mesh.

Selon un premier exemple, le protocole de communication sans fil de longue portée implémente un protocole LoRa WAN.

Selon un deuxième exemple, le protocole de communication sans fil de longue portée implémente au moins une séquence de Zadoff-Chu.

On peut avantageusement prévoir que le procédé d’aide à la conduite selon l’invention comprenne en outre des communications entre un premier véhicule et un second véhicule via un ou plusieurs véhicules dont les dispositifs de communication, de géolocalisation et de traitement respectifs sont agencés pour faire transiter des informations issues d’autres véhicules et/ou destinées à d’autres véhicules.

Le procédé d’aide à la conduite selon l’invention peut en outre comprendre des communications entre d’une part un ou plusieurs véhicules équipés d’un dispositif de communication, de géolocalisation et de traitement et d’autre part au moins un serveur distant.

Dans un mode particulier de réalisation selon l’invention, le procédé d’aide à la conduite comprend en outre une réception d’informations de trafic en provenance d’un ou plusieurs sites distants, et un traitement desdites informations de trafic par le dispositif de communication, de géolocalisation et de traitement.

On peut également envisager une réalisation dans laquelle le procédé d’aide à la conduite comprend en outre une collecte de données de détection de l’environnement du véhicule, et un traitement desdites données de détection de l’environnement par le dispositif de communication, de géolocalisation et de traitement.

Lorsque le procédé d’aide à la conduite selon l’invention est mis en œuvre en configuration autonome pour une prédiction de trajectoire sur une portion de route empruntée par une pluralité de véhicules équipés de dispositifs de communication, de géolocalisation et de traitement, il peut alors comprendre : une collecte, par un dispositif de communication, de géolocalisation et de traitement équipant un véhicule empruntant ladite portion de route, d’informations cinématiques et/ou dynamiques relatives audit véhicule, un traitement desdites informations cinématiques et/ou dynamiques pour délivrer des informations sur la trajectoire effectivement suivie par ledit véhicule dans ladite portion de route, une communication directe des informations de trajectoire effective, depuis ledit véhicule vers un ou plusieurs véhicules sur le point d’aborder ladite portion de route.

Cette configuration dite autonome peut concerner tous les véhicules, qu’ils soient autonomes ou non.

Ces véhicules se partagent leur trajectoire en temps réel et en continu pour les étudier, les comparer et vérifier par exemple que deux trajectoires se croisent ou non et déclencher, selon la situation, une ou plusieurs alertes anticollision ou non pour avertir les automobilistes d’un potentiel danger à proximité et/ou une ou plusieurs corrections ou non de l’allure des véhicules concernés.

Dans une configuration de prédiction de trajectoire impliquant un serveur distant, le procédé d’aide à la conduite comprend alors en outre : une collecte, vers un ou plusieurs serveurs distants, des informations cinématiques et/ou dynamiques associées à chacun des véhicules empruntant cette portion de route, lesdites informations cinématiques et/ou dynamiques ainsi collectées fournissant une trajectoire calculée dudit véhicule, une mémorisation des trajectoires de la pluralité de véhicules, un calcul d’une trajectoire moyenne à partir desdites trajectoires ainsi mémorisées et calculées, une transmission d’informations sur la trajectoire moyenne vers un ou plusieurs véhicules sur le point d’emprunter cette portion de route.

Dans un exemple particulier de mise en œuvre du procédé d’aide à la conduite selon l’invention dans un véhicule à délégation de conduite équipé d’un calculateur de pilotage, les informations de trajectoire moyenne sont fournies au calculateur de pilotage dudit véhicule.

Dans une mise en œuvre pour une portion de route comportant plusieurs voies de circulation, les études cinématiques et/ou dynamiques des véhicules sont effectuées pour chacune desdites voies de circulation.

Lorsque le procédé d’aide à la conduite selon l’invention est mis en œuvre pour gérer des risques de collision entre un véhicule et un ou plusieurs autres véhicules à proximité, il comprend en outre : un traitement des informations cinématiques et/ou dynamiques reçues et/ou calculées par le dispositif de communication, de géolocalisation et de traitement équipant ledit véhicule en provenance dudit autre ou desdits autres véhicules, pour délivrer une information de niveau de risque de collision ; une restitution de ladite information, selon un mode de réalisation par une visualisation sur un moyen d’affichage équipant ledit véhicule d’une représentation graphique de ladite information de niveau de risque de collision ainsi déterminée, par exemple sur le tableau de bord du véhicule et/ou sur l’écran d’autres objets connectés et/ou embarqué, selon un autre mode de réalisation par une restitution sonore et/ou vibratoire.

Le procédé d’aide à la conduite selon l’invention peut en outre comprendre une transmission de l’information de niveau de risque de collision à un système d’aide à la conduite équipant le véhicule.

Le procédé d’aide à la conduite selon l’invention permet ainsi de coupler les technologies existantes à des agents extérieurs afin de rendre l’environnement visible, actif et coopératif dans le but de créer une nouvelle communauté évolutive constituée d’automobilistes, de véhicules autonomes et non autonomes. Suivant un autre aspect de l’invention, il est proposé un système d’aide à la conduite d’un véhicule dans un flux de circulation impliquant d’autres véhicules, mettant en œuvre le procédé selon l’invention, ce système comprenant des dispositifs de communication comprenant deux moyens de communication sans fil inter-véhicules : un moyen de communication sans fil de faible portée et un moyen de communication sans fil de longue portée, de géolocalisation et de traitement embarqués dans ledit véhicule et lesdits autres véhicules, agencés pour réaliser des communications directes entre ledit véhicule et lesdits autres véhicules, ces communications directes étant agencées pour échanger des informations sur les cinématiques et/ou dynamiques respectives dudit véhicule et du ou desdits autres véhicules à proximité.

Le dispositif de communication, de géolocalisation et de traitement embarqué dans le véhicule est agencé pour traiter lesdites informations cinématiques et/ou dynamiques ainsi échangées, en vue de délivrer une notification et/ou une commande d’aide à la conduite dudit véhicule.

De préférence, le moyen de communication sans fil de faible portée implémente un protocole MeSH.

Selon un premier exemple, le moyen de communication sans fil de longue portée implémente un protocole LoRa WAN, mettant en œuvre la technologie LoRa.

Selon un deuxième exemple, le moyen de communication sans fil de longue portée implémente au moins une séquence de Zadoff-Chu. De préférence, le système comprend un générateur de séquences de Zadoff-Chu. On pourra trouver une introduction aux séquences de Zadoff-Chu dans l'article de D.C. Chu intitulé « Polyphase codes with good correlation properties », IEEE Trans. Inform. Theory, vol. IT-18, pp. 531-532, Juillet 1972.

Le système d’aide à la conduite selon l’invention peut en outre comprendre un ou plusieurs serveurs distants agencés pour communiquer avec un ou plusieurs véhicules équipés d’un dispositif de communication, de géolocalisation et de traitement.

Lorsque le système d’aide à la conduite selon l’invention est mis en œuvre en configuration autonome pour une prédiction de trajectoire sur une portion de route empruntée par une pluralité de véhicules équipés de dispositifs de communication, de géolocalisation et de traitement, un dispositif de communication, de géolocalisation et de traitement équipant un véhicule empruntant ladite portion de route, est agencé pour : collecter des informations cinématiques et/ou dynamiques relatives audit véhicule, traiter lesdites informations cinématiques et/ou dynamiques pour délivrer des informations sur la trajectoire effectivement suivie par ledit véhicule dans ladite portion de route, communiquer directement les informations de trajectoire effective, depuis ledit véhicule vers un ou plusieurs véhicules sur le point d’aborder ladite portion de route.

Dans une configuration de prédiction de trajectoire impliquant un serveur distant, le système d’aide à la conduite comprend alors des dispositifs de communication, de géolocalisation et de traitement équipant chaque véhicule empruntant ladite portion de route, qui sont agencés pour collecter, vers un ou plusieurs serveurs distants, des informations cinématiques et/ou dynamiques associées à chacun des véhicules empruntant cette portion de route, lesdites informations cinématiques et/ou dynamiques ainsi collectées fournissant une trajectoire calculée dudit véhicule, ledit ou lesdits serveurs distants étant agencés pour : mémoriser les trajectoires de la pluralité de véhicules, calculer une trajectoire moyenne à partir desdites trajectoires ainsi mémorisées et calculées, transmettre des informations sur la trajectoire moyenne vers un ou plusieurs véhicules sur le point d’emprunter cette portion de route.

Le système d’aide à la conduite selon l’invention peut aussi être mis en œuvre pour gérer des risques de collision entre plusieurs véhicules en circulation sur une même portion de route, dans lequel chaque dispositif de communication, de géolocalisation et de traitement équipant un véhicule est agencé pour délivrer une notification de risque de collision sur l’écran d’un objet connecté et/ou d’un tableau de bord équipant ledit véhicule. De préférence, il peut être précisé un niveau de risque de collision entre plusieurs véhicules. Selon un mode de réalisation, il peut être délivré une notification de risque collision sur le tableau de bord du véhicule et/ou sur l’écran d’un objet connecté et/ou en délivrant une commande d’aide à la conduite dudit véhicule.

De préférence le système comprend des moyens de restitution des informations.

Selon un mode de réalisation, les moyens de restitution comprennent des moyens de visualisation comprenant un moyen d’affichage équipant ledit véhicule de manière à représenter graphiquement ladite information de niveau de risque de collision déterminée, par exemple sur le tableau de bord du véhicule et/ou sur l’écran d’autres objets connectés et/ou embarqué.

Selon un autre mode de réalisation, les moyens de restitution comprennent des moyens sonores et/ou vibratoires.

Le dispositif peut également comprendre un moyen d’interface avec d’autres technologies existantes de types caméras, téléphones, tablettes, autres équipements connectés, autres capteurs, autres objets embarqués. Cette caractéristique permet de centraliser et/ou traiter d’autres informations.

On peut aussi prévoir un système d’aide à la conduite selon l’invention, mis en œuvre pour gérer des risques de collision entre plusieurs véhicules en circulation sur une même portion de route, implémentant un serveur distant programmé pour : collecter des informations de cinématique et/ou de dynamique d’un ou plusieurs desdits véhicules transmises par le ou lesdits dispositifs de communication, de géolocalisation et de traitement équipant ledit ou lesdits véhicules, traiter lesdites informations de cinématique et/ou de dynamique ainsi collectées, pour délivrer des informations de niveau de risque de collision, transmettre aux dispositifs de communication, de géolocalisation et de traitement respectifs desdits véhicules, des notifications correspondant auxdites informations de niveau de risque de collision.

Les dispositifs de communication, de géolocalisation et de traitement mis en œuvre dans la présente invention peuvent être installés dans des véhicules conventionnels, dans des véhicules à délégation de conduite et dans des véhicules autonomes. Ils peuvent ainsi faire office de passerelle entre les différents types de véhicules. Ces dispositifs de communication, de géolocalisation et de traitement peuvent être proposés sous la forme d’un boîtier électronique connectable, ou de plusieurs boîtiers, ou bien directement intégrés au véhicule. Ils peuvent être équipés d’un module GPS. Par exemple, le module GPS fait partie dudit système, ou fait partie du véhicule pour collecter les informations de position GPS, vitesse et cap magnétique et/ou vrai. Un module d’émission des informations est aussi intégré dans le boitier ou plusieurs boîtiers, contenant le dispositif de communication, de géolocalisation et de traitement. Selon un autre mode de réalisation, le module d’émission peut être directement intégré au véhicule dès sa conception.

Deux niveaux de communication sont prévus dans le dispositif de communication, de géolocalisation et de traitement : un premier niveau consiste à établir une communication dite « horizontale », c’est à dire de véhicules à véhicules et entre l’interface du dispositif de communication, de géolocalisation et de traitement et son véhicule porteur. Connaissant sa position, le dispositif de communication, de géolocalisation et de traitement met en place un protocole de communication inter- véhicules basé sur un réseau maillé wifi de type mesh (2.4 GHz ou 5 GHz) et/ou un protocole LoRa WAN en mode broadcast. un second niveau vise la remontée d’informations sur une plateforme informatique. Le choix d’un réseau 4G (LTE pour les régions non équipées) est intéressant puisqu’il permet de travailler avec une infrastructure fiable et évolutive.

DESCRIPTION DES FIGURES On comprendra mieux l’invention en référence aux figures suivantes :

[FIG.1 ] La figure 1 illustre schématiquement une portion de route courbée à deux voies sur laquelle la fonction de prédiction de trajectoire du procédé d’aide à la conduite selon l’invention va être mise en œuvre ;

[FIG.2]

[FIG.3]

[FIG.4] Les figures 2 à 4 illustrent les trajectoires réelles suivies par deux véhicules empruntant la portion de route de la Figure 2, ces trajectoires étant calculées et mémorisées ;

[FIG.5] La figure 5 illustre l’arrivée dans la portion de route de deux autres véhicules dont les trajectoires sont également calculées et mémorisées ;

[FIG.6]

[FIG.7] Les figures 6 et 7 présentent une mémorisation des trajectoires des deux autres véhicules de la Figure 5 ;

[FIG.8] La figure 8 illustre un ensemble de trajectoires réelles calculées et mémorisées ;

[FIG.9] La figure 9 illustre une moyenne des trajectoires mémorisées sur chacune des voies, résultant d’une mise en œuvre du procédé d’aide à la conduite selon l’invention ;

[FIG.10] La figure 10 illustre une séquence d’une configuration routière impliquant deux véhicules sur une même voie, avec un risque de collision axiale ;

[FIG.11] La figure 11 représente des notifications envoyées automatiquement sur les smartphones des passagers pour les avertir d’un potentiel danger à proximité, par une application logicielle d’aide à la conduite implémentant le procédé selon l’invention ;

[FIG.12] La figure 12 illustre une séquence d’une configuration routière impliquant quatre véhicules, avec un risque de collision axiale ;

[FIG.13]

[FIG.14] Les figures 13 et 14 illustrent des séquences d’une configuration routière impliquant trois véhicules à vitesse élevée, avec un risque de collision axiale ;

[FIG.15] La figure 15 illustre une séquence d’une configuration routière impliquant trois véhicules à vitesse élevée, avec un risque de collision ;

[FIG.16] La figure 16 illustre une séquence de freinage d’urgence initiée à la suite d’une alerte anticollision axiale ;

[FIG.17] La figure 17 illustre une autre séquence de freinage d’urgence initiée à la suite d’une alerte anticollision latérale ;

[FIG.18]

[FIG.19] Les figures 18 et 19 illustrent deux autres séquences de freinage d’urgence initiées à la suite d’une alerte anticollision latérale ;

[FIG.20]

[FIG.21]

[FIG.22]

[FIG.23] Les figures 20 à 23 illustrent des configurations routières typiques dans lesquelles le procédé d’aide à la conduite est mis en œuvre.

DESCRIPTION DETAILLEE

On considère des véhicules équipés d’un dispositif de communication, de géolocalisation et de traitement permettant d’une part des communications inter- véhicules et d’autre part des communications avec un ou plusieurs serveurs distants dédiés à des services d’aide à la conduite ou procurant ces services.

Le dispositif de communication, de géolocalisation et de traitement, qui peut être intégré dans un boitier ou plusieurs boîtiers, utilise trois convertisseurs CAN / UART pour permettre la lecture des informations CAN reçues du véhicule par un processeur. Des régulateurs 12V/5V et 5V/3.3V permettent l’alimentation du dispositif de communication, de géolocalisation et de traitement directement depuis une broche de la prise véhicule. Le cœur du dispositif de communication, de géolocalisation et de traitement est un micro-processeur qui peut être par exemple le microprocesseur STM32F4 d’architecture ARM produit par la société STMicroelectronics.

Pour une localisation précise, le dispositif de communication, de géolocalisation et de traitement peut être équipé d’un GPS de qualité automobile.

La communication inter- véhicules est assurée par une carte réseau sans-fil compatible 802.11s (protocole mesh) et/ou par un module de communication LoRa.

Pour la remontée des informations vers les serveurs de traitement, un module 4G est utilisé. Il sera possible d’implémenter une technologie 5G et même 6G, lorsqu’elles seront disponibles.

Un dispositif de communication, de géolocalisation et de traitement selon l’invention, intégré dans un boitier ou directement intégré dans le véhicule selon la forme de l’invention, met en œuvre deux interfaces de communication : une première interface correspond à la connexion entre le dispositif de communication, de géolocalisation et de traitement et les serveurs de traitement de données. Ces derniers permettent notamment la mise en opération de logiciels de prédiction de trajectoire et d’assistance à la conduite ou encore une mise à jour des dispositifs de communication, de géolocalisation et de traitement et des véhicules à distance. une deuxième interface permet d’établir un lien de type mesh entre les dispositifs de communication, de géolocalisation et de traitement, ou bien avec un émetteur/récepteur LoRa et/ou par un générateur de séquences de Zadoff-Chu .

Chaque dispositif de communication, de géolocalisation et de traitement selon l’invention est indépendant, le lien vers les serveurs est toujours établi, ce qui permet une remontée d’informations mais aussi un système de mise à jour à distance des dispositifs de communication, de géolocalisation et de traitement. Le lien mesh est temporaire et peut établir simultanément plusieurs connexions et chaque dispositif de communication, de géolocalisation et de traitement peut rediriger un message qui ne lui est pas attribué.

Un exemple de réalisation d’un système de communication inter-véhicules comprend un ou plusieurs serveurs dédiés auxquels des véhicules sont connectés via les dispositifs de communication, de géolocalisation et de traitement qui sont connectés aux ports OBD2 des véhicules.

Un réseau de communication dédié désigné sous la marque Car Wide Web ® accessible par les véhicules équipés chacun d’un boitier intégrant le dispositif de communication, de géolocalisation et de traitement, assure les communications inter- véhicules.

Deux protocoles de communication sont prévus : le LoRa WAN et le mesh et optionnellement Zadoff-Chu. De plus, le dispositif de communication, de géolocalisation et de traitement selon l’invention peut être équipé d’un module GPS si le véhicule qui lui est destiné n’en dispose pas d’un ou si ses performances sont limitées sous couvert des réglementations d’émissions radios desdits pays d’utilisation du dispositif. Un système d’exploitation (OS) intégré au dispositif de communication et de traitement selon l’invention permet d’effectuer des mises à jour à distance (dispositif et véhicule).

Il est utile de combiner les deux protocoles de communication mesh et LoRa WAN. Si les conditions d’émission ne permettent pas aux véhicules de communiquer entre eux via le protocole mesh, le protocole de communication LoRa WAN prend le relais, et inversement. Deux véhicules peuvent donc communiquer entre eux jusqu’à une centaine de mètres grâce à un protocole de communication courte portée de type mesh et/ou sur plusieurs kilomètres grâce à un protocole de communication longue portée de type LoRa WAN.

Le LoRa WAN a la capacité de transmettre des informations sur de grandes distances (plusieurs kilomètres) grâce à son facteur d’étalement élevé. En contrepartie, la taille des données à transmettre est plus faible et le temps de transmission plus long. D’un autre côté, la technologie mesh permet d’envoyer davantage d’informations mais son champ d’action est limité à une centaine de mètres et la consommation d’énergie est plus élevée. Pour des déplacements ruraux, le LoRa WAN semble être la solution à favoriser tandis que pour des déplacements urbains, le protocole mesh serait la méthode la plus adaptée.

Prédiction de trajectoires

Une utilisation particulière du procédé d’aide à la conduite selon l’invention concerne la prédiction de trajectoires.

En référence à la figure 1, dans ce cas d’usage, on s’intéresse à une portion de route curviligne représentée par deux voies (1 et 2) où chacun des véhicules qui la traversent est équipé du dispositif de communication, de géolocalisation et de traitement.

Chaque dispositif de communication, de géolocalisation et de traitement calcule la trajectoire du véhicule qui en est équipé.

En référence à la figure 2, le début de la trajectoire suivie par un véhicule VI est calculé et mémorisé. Il en est de même pour le véhicule V2. Le calcul et la mémorisation des trajectoires des deux véhicules VI, V2 qui empruntent cette portion de route se poursuit au cours du temps, comme l’illustrent les figures 3 et 4.

Lorsque deux autres véhicules V3,V4 s’engagent dans la portion de route, leurs trajectoires sont également calculées et mémorisées, comme l’illustrent les figures 5, 6 et 7.

Les différents dispositifs de communication, de géolocalisation et de traitement des véhicules ayant emprunté la portion de route transfèrent les données de trajectoire à un serveur de traitement prévu pour la fonction de prédiction de trajectoire.

Les différents dispositifs de communication, de géolocalisation et de traitement équipés dans des véhicules situés à proximité se partagent en temps réel et en continu leur trajectoire pour les comparer. Si elles se croisent un l’instant t+1 , les conducteurs en seront avertis pour les prévenir qu’un évènement à risque a été détecté et que s’ils continuent dans cette direction une collision entre les deux véhicules sera fort probable et/ou l’information sera transmise au calculateur de pilotage du véhicule pour corriger directement l’allure des véhicules concernés.

Toutes les trajectoires mémorisées (figure 8), sur une période prédéterminée et/ou dès lors que le nombre de trajectoires mémorisées est suffisant, sont traitées pour générer des trajectoires moyennes (figure 9) associées à chaque voie de la portion de route. Selon un autre mode de réalisation, toutes les trajectoires mémorisées (figure 8) sont traitées en temps réel et en continu pour générer des trajectoires moyennes (figures 9) associées à chaque voie de la portion de route.

Plus le nombre de trajectoires mémorisées est important, plus les trajectoires moyennes sont précises. Le tronçon de route est géolocalisé et deux trajectoires moyennes y sont proposées. Ces trajectoires moyennes sont accessibles par les véhicules autonomes pour leur permettre de se déplacer sans l’aide du conducteur sur le tronçon de route répertorié.

On peut aussi prévoir que les dispositifs de communication, de géolocalisation et de traitement de véhicules ayant déjà emprunté la portion de route transmettent les données de trajectoire à des véhicules sur le point d’aborder cette portion de route, via le procédé de communication inter- véhicules empruntant soit le protocole mesh, soit le protocole LoRa WAN.

On peut aussi prévoir que le conducteur ait la possibilité de choisir de se laisser guider ou non sur cette portion de route et sur laquelle une trajectoire moyenne est proposée avant que l’information soit transmise au calculateur de pilotage du véhicule pour corriger directement l’allure du véhicule concerné.

Alerte anticollision

Une autre utilisation du procédé d’aide à la conduite selon l’invention concerne la génération d’alertes anticollision selon la situation et/ou le degré de dangerosité détecté.

En référence à la figure 10, les véhicules VI, V2 sont sur une autoroute et circulent sur la même voie 4. A cet instant, la distance de sécurité entre VI et V2 est respectée et l’allure des deux véhicules ne compromet pas le trafic routier.

Ultérieurement, un véhicule V3 est proche de VI mais circule sur une autre voie 3 alors qu’un véhicule V4 est en tête de peloton sur une voie 2, comme l’illustre la figure 12.

Dans la configuration routière représentée en figure 13, le véhicule VI respecte les limites de vitesse, le véhicule V2 se déplace plus rapidement que le véhicule VI et l’écart de vitesse entre les deux véhicules VI, V2 est suffisant pour que V2 rattrape VI en très peu de temps.

Dans cette situation, le dispositif de communication, de géolocalisation et de traitement est capable: de détecter un comportement routier anormal, de déclencher des avertissements sonores et/ou visuels et d’envoyer, par exemple, des notifications aux automobilistes pour qu’ils puissent ajuster leur allure avant que la situation atteigne un risque de dangerosité élevé. Les trois véhicules VI, V2, V3 sont donc notifiés pour avertir les conducteurs d’un danger imminent (alerte anticollision).

VI reçoit une notification pour avertir le conducteur qu’un autre véhicule V2 circule dans la même voie à une vitesse élevée, par exemple nettement supérieure à la sienne, et que la distance de sécurité les séparant réduit significativement au cours du temps. V2 reçoit une notification similaire à VI pour avertir le conducteur que son véhicule se rapproche trop rapidement de VI et l’inciter à ralentir.

Les conducteurs des véhicules impliqués reçoivent sur un ou plusieurs des objets ou équipements connectés embarqués et/ou sur leur tableau de bord respectif des notifications en surimposition des cartes de navigation routière, en référence à la figure 11. Ainsi, une première notification (figure 11(a)) avertit les conducteurs des véhicules VI, V2 de leur proximité pour l’instant sans danger. Si la distance inter-véhicules se réduit, les conducteurs en sont avertis (figure 11(b)). Dans le cas où cette distance se réduit encore et devient inférieure à la distance de sécurité (figure 11(c)), une nouvelle notification est émise à l’attention des deux conducteurs sur le ou les objets connectés embarqués et/ou sur leur tableau de bord respectif. Une distance inter-véhicules devenue dangereuse va provoquer l’émission d’une notification d’alerte, en référence à la figure 11(d).

Dans la configuration routière représentée en figure 14, la notification reçue par le véhicule V2 a eu un impact sur le comportement routier du conducteur. Le conducteur du véhicule V2 décide de ralentir et la distance qui le sépare du véhicule VI est maintenant plus importante, ce qui réduit les risques d’accident en cas de freinage d’urgence de la part du conducteur du véhicule VL

Dans la configuration représentée en figure 15, les notifications reçues par les conducteurs des véhicules VI, V3 ont eu un impact sur leur comportement routier. Le conducteur du véhicule VI décide de changer de voie pour laisser passer le véhicule V2. Le conducteur du véhicule V3 s’écarte du danger ce qui permet au conducteur du véhicule VI de se rabattre.

En référence à la figure 16, le freinage d’urgence est une autre situation de déclenchement d’une alerte anticollision axiale. Le conducteur du véhicule V5 anticipe un freinage d’urgence déclenché par le conducteur du véhicule V3. Le conducteur du véhicule V5 n’a plus besoin de voir les feux de stop du véhicule V4, ou n’a plus besoin d’attendre de voir de ses propres yeux, pour réagir puisqu’il reçoit l’information des véhicules qui sont loin devant. Une alerte anticollision est, entre autres, déclenchée par un différentiel de vitesse élevé entre le véhicule V5 et le véhicule V3 et/ou entre les véhicules V5 et V4 et/ou entre les véhicules V4 et V3.

En référence à la figure 17 correspondant à un instant après que les passagers des véhicules aient reçu des alertes anticollision, la collision est évitée entre les véhicules V3, V4 et V5. La situation se stabilise et la circulation reste fluide. V4 se trouve maintenant sur la voie 1, V3 sur la voie 4 et V5 reste sur la voie 3. V6 s’ajoute à la circulation sur la voie 1.

En référence à la figure 18 correspondant à une situation dangereuse avec un risque de collision latérale, le conducteur du véhicule V4 souhaite dépasser le véhicule V6 et commence à s’insérer sur la voie 2. Le conducteur du véhicule V5 souhaite se rabattre et commence à s’insérer sur la voie 2. Les conducteurs des véhicules V4 et V5 s’insèrent donc sur la voie 2 au même moment et au même endroit sans qu’ils ne s’aperçoivent de rien, par manque de vigilance. La collision latérale est imminente.

V4 et V5 reçoivent alors l’alerte anticollision latérale, comme l’illustre la figure 19. La notification a un impact sur le comportement routier des deux conducteurs. Le conducteur du véhicule V4 se rabat sur la voie 1. Le conducteur du véhicule V5 se rabat sur la voie 3 et la situation retourne à la normale.

Amélioration des aides à la conduite

On va maintenant décrire, en référence aux figures 20 à 23, une autre utilisation du procédé d’aide à la conduite selon l’invention, visant à améliorer les techniques d’aide à la conduite (ou ADAS) dans des situations routières dangereuses.

Dans une configuration routière initiale représentée en figure 20, trois véhicules V1,V2,V3 sont à des vitesses sensiblement identiques.

En référence à la figure 21, cinq véhicules V1,V2,V3,V4,V5 circulent désormais à proximité sur un tronçon de route avec des écarts de vitesse relativement faibles. Le véhicule V3 se trouve sur la voie 1, les véhicules VI et V4 se trouvent sur la voie 2 et les véhicules V2 et V5 se trouvent sur la voie 4.

En référence à la figure 22, les véhicules V1,V2,V4,V5,V6,V7 se trouvent, à cet instant, dans une situation dangereuse. Les véhicules VI, V2 se rabattent sur la même voie 3 au même moment et au même endroit. On peut imaginer un carambolage entre les 6 véhicules V1,V2,V4,V5,V6,V7 si la collision n’est pas évitée entre les véhicules VI, V2. Plusieurs comportements routiers sont prévisibles dans ce genre de situations comme un freinage d’urgence ou un changement de direction pour éviter une ou des collisions inter-véhicules.

Le dispositif de communication, de géolocalisation et de traitement peut rétablir la situation à la normale lorsque celui est actif (c’est à dire connecté à un véhicule équipé d’ADAS), en référence à la figure 23. Les synergies de ces technologies permettent de proposer des fonctionnalités et des performances inaccessibles aux dispositifs habituels des aides à la conduite (ADAS). Le dispositif de communication, de géolocalisation et de traitement est capable de détecter des situations dangereuses bien avant les capteurs du véhicule en question.

RECTIFIED SHEET (RULE 91) ISA/EP C’est-à-dire, que le dispositif de communication, de géolocalisation et de traitement peut permettre à un véhicule de réagir bien avant que ses capteurs mesurent un risque de collision élevé.

Le dispositif de communication, de géolocalisation et de traitement est également une interface de communication entre les véhicules et les constructeurs automobiles.

Les constructeurs automobiles peuvent avoir accès à distance à certaines informations du véhicule et celles du dispositif de communication, de géolocalisation et de traitement qui leur permettent de créer des nouvelles applications afin d’améliorer les aides à la conduite, par exemple, une réduction automatique de la vitesse de manière progressive sans freinage d’urgence et/ou bien avant que les capteurs du véhicule détectent une situation dangereuse.

En plus de recevoir des alertes anticollision, les véhicules sont ainsi dotés d’un système anticollision dynamique et intelligent. Ce système procure une analyse globale de l’environnement (multi véhicules, multi voies et multi directions) en temps réel, une correction de l’allure du véhicule bien avant que ses capteurs détectent une situation anormale autour du véhicule et déclenchent les systèmes d’aide à la conduite.

Bien entendu, l’invention n’est pas limitée aux exemples qui viennent d’être décrits et de nombreux autres modes de réalisation peuvent être envisagés sans sortir du cadre de la présente invention.