TITRE : Procédé et système pour déterminer des données caractérisant l’évolution du rayon de courbure de la trajectoire d’un véhicule automobile au cours d’un trajet

Domaine technique de l’invention

La présente invention revendique la priorité de la demande française 2106010 déposée le 08/06/2021 dont le contenu (texte, dessins et revendications) est ici incorporé par référence. La présente invention concerne le domaine des systèmes informatiques et des procédés informatisés pour aider à la conception des composants de véhicules automobiles, notamment les systèmes et procédés qui facilitent la conception d’appareillages d’aide à la conduite de véhicules automobiles, notamment ceux qui fournissent des fonctionnalités de guidage automatisé des véhicules. L’invention porte en particulier sur un procédé de détermination, par un système informatique, de données caractérisant l’évolution du rayon de courbure de la trajectoire d’un véhicule automobile au cours d’un trajet. L’invention concerne également un système informatique mettant en œuvre un tel procédé.

État de la technique antérieure On sait que, pour concevoir un appareillage d’aide à la conduite d’un véhicule automobile qui assure au moins une fonctionnalité de guidage automatisé du véhicule, il est nécessaire de connaître le rayon de courbure que suit la trajectoire du véhicule. En particulier, on sait que le rayon de courbure de la trajectoire suivie par un véhicule intervient lors de la conception et de la validation de fonctionnalités de guidage automatisé fournies par certains appareillages d’aide à la conduite. Or, lorsque l’on souhaite mesurer le rayon de courbure de la trajectoire d’un véhicule automobile au cours d’un trajet, on a généralement recours à un système de navigation pour déterminer à chaque instant la longitude et la latitude du véhicule. Mais, chacun sait qu’il existe des lieux (e.g. montagne, tunnels, etc.) où la couverture des systèmes de positionnement par satellite est plus faible, ce qui peut fausser les mesures de longitude et latitude qui sont utilisées pour déterminer le rayon de courbure de la trajectoire du véhicule.

Résumé de l’invention L’invention vise à pallier cet inconvénient. L’invention a en effet pour but de fournir un procédé et un système qui permettent de déterminer plus précisément le rayon de courbure de la trajectoire d’un véhicule au cours d’un trajet, en particulier lorsque le trajet inclut des zones dans lesquels la couverture des systèmes de positionnement par satellites est faible voire inexistante.

Ce but est atteint, selon un premier objet de l’invention, au moyen d’un procédé de détermination, par un système informatique, de données caractérisant l’évolution du rayon de courbure de la trajectoire d’un véhicule automobile au cours d’un trajet, le procédé comprenant les étapes de : i) acquérir des données caractérisant le trajet, lesdites données caractérisant le trajet étant générées au moyen d’un système de navigation et/ou d’au moins un capteur du véhicule ; ii) traiter les données caractérisant le trajet avec un module d’apprentissage profond (104) pour obtenir des données caractérisant une estimation de la longitude et une estimation de la latitude d’au moins un lieu appartenant au trajet ; iii) décomposer le trajet en une pluralité de segments de même longueur ; et, pour chacun des segments, iv) déterminer, à partir des données caractérisant une estimation de la longitude et une estimation de la latitude d’au moins un lieu appartenant au trajet, des données caractérisant la longitude et la latitude de la première extrémité du segment, des données caractérisant la longitude et la latitude de la deuxième extrémité du segment et des données caractérisant la longitude et la latitude du milieu du segment ; v) déterminer, à partir des données caractérisant la longitude et la latitude de la première extrémité du segment, des données caractérisant la longitude et la latitude de la deuxième extrémité du segment et des données caractérisant la longitude et la latitude du milieu du segment, des données caractérisant les coordonnées cartésiennes de la première extrémité du segment, des données caractérisant les coordonnées cartésiennes de la deuxième extrémité du segment et des données caractérisant les coordonnées cartésiennes du milieu du segment ; et vi) déterminer, à partir des données caractérisant les coordonnées cartésiennes de la première extrémité du segment, des données caractérisant les coordonnées cartésiennes de la deuxième extrémité du segment et des données caractérisant les coordonnées cartésiennes du milieu du segment, des données caractérisant le rayon d’un cercle passant par la première extrémité du segment, la deuxième extrémité du segment et le milieu du segment.

Selon une variante, chacun des segments peut inclure une portion du trajet incluse par un autre segment.

Selon une autre variante, les données caractérisant le trajet peuvent inclure des données caractérisant, en regard d’une pluralité d’instants du trajet, la vitesse du véhicule, l’angle de rotation du volant, la vitesse des roues arrière, la latitude, la longitude, l’accélération latérale et le cap suivi par le véhicule. Selon une autre variante, l’étape ii) peut consister à alimenter un réseau de neurones du type perceptron multicouche du module d’apprentissage profond avec les données caractérisant le trajet.

Selon une autre variante, l’étape vi) peut comprendre une étape consistant à déterminer, à partir des données caractérisant les coordonnées cartésiennes de la première extrémité du segment, des données caractérisant les coordonnées cartésiennes de la deuxième extrémité du segment et des données caractérisant les coordonnées cartésiennes du milieu du segment, des données caractérisant les coordonnées cartésiennes du centre d’un cercle passant par la première extrémité du segment, la deuxième extrémité du segment et le milieu du segment. Selon une autre variante, l’étape vi) peut comprendre une étape consistant à déterminer, à partir des données caractérisant les coordonnées cartésiennes du centre d’un cercle passant par la première extrémité du segment, la deuxième extrémité du segment et le milieu du segment, des données caractérisant la distance entre le centre et la première extrémité du segment.

En outre, l’invention a également pour objet un système pour déterminer des données caractérisant l’évolution du rayon de courbure de la trajectoire d’un véhicule automobile au cours d’un trajet, le système comprenant au moins une unité de traitement d’informations, comprenant au moins un processeur, et un support de stockage de données configurés pour mettre en œuvre un procédé tel que décrit ci-dessus.

De plus, l’invention a aussi pour objet un programme comprenant des instructions de code de programme pour l’exécution des étapes d’un procédé tel que décrit ci-dessus lorsque ledit programme est exécuté sur un ordinateur et/ou un processeur.

Par ailleurs, l’invention a également pour objet un support utilisable dans un ordinateur sur lequel un programme tel que décrit ci-dessus est enregistré. Brève description des figures

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels : [Fig. 1] est un diagramme fonctionnel d’un système selon l’invention ; et

[Fig. 2] est un organigramme illustrant les étapes d’un procédé selon l’invention. Description détaillée de l’invention

Selon l’invention, un système 100 pour déterminer des données caractérisant l’évolution du rayon de courbure de la trajectoire d’un véhicule automobile au cours d’un trajet est un système informatique, représenté schématiquement à la figure 1, qui comprend une unité de traitement d’informations 101, comprenant un ou plusieurs processeurs, un support de stockage de données 102, au moins une interface d’entrée et sortie 103, permettant la réception de données et l’émission de données, et un module d’apprentissage profond 104, comprenant, par exemple, un réseau de neurones du type perceptron multicouche, en particulier un perceptron multicouche à deux couches cachées. Selon certains modes de réalisation de l’invention, le système 100 selon l’invention comprend un ou plusieurs ordinateurs, un ou plusieurs serveurs, un ou plusieurs supercalculateurs et/ou n’importe quelle combinaison comprenant l’un de ces systèmes informatiques. Selon un autre mode de réalisation, le système 100 selon l’invention est hébergé sur un serveur faisant partie d’une infrastructure informatique en nuage. Selon l’invention, tous les éléments décrits ci-dessus contribuent pour permettre au système 100 selon l’invention de mettre en œuvre un procédé de détermination de données caractérisant l’évolution du rayon de courbure de la trajectoire d’un véhicule automobile au cours d’un trajet, tel que décrit ci-dessous en lien avec la figure 2.

Selon une première étape 201 du procédé selon l’invention, le système 100 selon l’invention acquiert des données caractérisant le trajet, qui ont été préalablement générées au cours du trajet au moyen d’un système de navigation du véhicule et/ou d’au moins un capteur (e.g. compteur de vitesse, capteur angle rotation du volant, accéléromètre, etc.) du véhicule et qui ont préférentiellement été transférées ensuite sur le support de stockage de données 102 du système 100 selon l’invention via tout moyen de communication connu. De manière avantageuse ces données caractérisant le trajet incluent des données caractérisant, en regard d’une pluralité d’instants du trajet, la vitesse du véhicule, l’angle de rotation du volant, la vitesse des roues arrière, la latitude, la longitude, l’accélération latérale et le cap suivi par le véhicule. Ainsi, ces données caractérisent un ensemble de matrices {(x_l,l, x_l,2, x_l,3, x_l,4, x_l,5, x_l,6,x_l,7), (x_2,l, x_2,2, x_2,3, x_2,4, x_2,5, x_2,6,x_2,7), .., (x_(n,l), x_(n,2), x_(n,3), x_(n,4), x_(n,5), x_(n,6),x_(n,7))}, qui définissent un ensemble de lieux appartenant au trajet de longueur n, où :

• x_(i,l) : horadatage à l’instant i

• x_(i,2) : vitesse véhicule à l’instant i

• x_(i,3) : angle volant à l’instant i

• x_(i,4) : vitesse roues arrière à l’instant i

• x_(i,5) : latitude longitude à l’instant i

• x_(i,6) : accélération latérale à l’instant i

• x_(i,7) : cap du véhicule (azimut) à l’instant i Ensuite, selon une deuxième étape 202 du procédé selon l’invention, le système 100 selon l’invention traite les données caractérisant le trajet acquises à l’étape précédente du procédé selon l’invention avec son module d’apprentissage profond 104, qui est configuré et entraîné pour produire des données caractérisant une estimation de la longitude et une estimation de la latitude d’une pluralité de lieux appartenant au trajet. Selon un exemple, le module d’apprentissage profond comprend un réseau de neurones, en particulier un réseau de neurones du type perceptron multicouche à deux couches cachées, et la deuxième étape 202 du procédé selon l’invention consiste à consiste à alimenter le réseau de neurones avec les données caractérisant le trajet afin d’obtenir pour tous les instants du trajet, càd pour plusieurs lieux du trajet, une estimation de la longitude et une estimation de latitude du véhicule à l’instant courant, càd. lorsqu’il se trouve dans un lieu courant du trajet. Ainsi, au terme de cette deuxième étape du procédé selon l’invention, le système 100 selon l’invention est en mesure de consolider les données relatives à la longitude et à la latitude du véhicule en divers lieux, et ce uniquement sur la base des données caractérisant le trajet qui, comme évoqué ci-dessus, peuvent être complètement générées au moyen de systèmes et de capteurs déjà disponibles dans la plupart des véhicules automobiles. De plus, par cette deuxième étape 202 du procédé selon l’invention, le système 100 selon l’invention est également en mesure de préciser des données relatives à la longitude et à la latitude du véhicule en certains lieux du trajet pour lesquelles la couverture des systèmes de positionnement par satellites est plus faible.

Ensuite, selon une troisième étape 203 du procédé selon l’invention, le système 100 selon l’invention décompose le trajet en une pluralité de segments de même longueur. Pour ce faire, le système 100 selon l’invention détermine une fenêtre d’une longueur préétablie (e.g. 100m) et, par glissement de la fenêtre, il détermine des segments de trajets qui se chevauchent. En d’autres termes, chacun des segments ainsi défini inclut une portion du trajet qui est incluse par au moins un autre segment.

Puis, pour chacun des segments de trajet ainsi définis, le système 100 selon l’invention réalise les étapes suivantes du procédé décrites ci-après.

Selon une quatrième étape 204 du procédé selon l’invention, le système 100 selon l’invention détermine, à partir des données caractérisant une estimation de la longitude et une estimation de la latitude d’au moins un heu appartenant au trajet obtenues lors de la deuxième étape 202 du procédé selon l’invention, des données caractérisant la longitude et la latitude de la première extrémité du segment, des données caractérisant la longitude et la latitude de la deuxième extrémité du segment et des données caractérisant la longitude et la latitude du milieu du segment. Puis, selon une cinquième étape 205 du procédé selon l’invention, le système 100 selon l’invention détermine, à partir des données caractérisant la longitude et la latitude de la première extrémité du segment, des données caractérisant la longitude et la latitude de la deuxième extrémité du segment et des données caractérisant la longitude et la latitude du milieu du segment, des données caractérisant les coordonnées cartésiennes de la première extrémité du segment, des données caractérisant les coordonnées cartésiennes de la deuxième extrémité du segment et des données caractérisant les coordonnées cartésiennes du milieu du segment. En effet, si l’on ignore les variations d’altitude, tout trajet peut être considéré comme une courbe qui s’étend dans un espace cartésien entre un point de départ et un point d’arrivée. Ainsi, c’est sur la base de ce raisonnement que le système 100 selon l’invention effectue au cours de cette cinquième étape 205 du procédé selon l’invention une conversion des données de localisation (i.e. longitude et latitude) pour que celles-ci soient à ce stade caractérisées sous la forme de coordonnées cartésiennes. Et, de manière avantageuse, cela permet au système 100 selon l’invention, au cours d’une sixième étape 206 du procédé selon l’invention, de déterminer, à partir des données caractérisant les coordonnées cartésiennes de la première extrémité du segment, des données caractérisant les coordonnées cartésiennes de la deuxième extrémité du segment et des données caractérisant les coordonnées cartésiennes du milieu du segment, des données caractérisant le rayon d’un cercle passant par la première extrémité du segment, la deuxième extrémité du segment et le milieu du segment. Pour ce faire, le système 100 selon l’invention procède préférentiellement en déterminant, à partir des données caractérisant les coordonnées cartésiennes de la première extrémité du segment, des données caractérisant les coordonnées cartésiennes de la deuxième extrémité du segment et des données caractérisant les coordonnées cartésiennes du milieu du segment, des données caractérisant les coordonnées cartésiennes du centre d’un cercle passant par la première extrémité du segment, la deuxième extrémité du segment et le milieu du segment. Plus spécifiquement, lorsque les coordonnées cartésiennes de la première extrémité du segment sont (xi, yi ), que celles du milieu du segment sont ( x _å , y _å ) et que celles de la deuxième extrémité du segment, le système selon l’invention détermine les coordonnées cartésiennes ( x _c , y _c ) du centre d’un cercle passant par la première extrémité, le milieu et la deuxième extrémité du segment en résolvant les équations :

[MATH]

Puis, le système 100 selon l’invention détermine, à partir des données caractérisant les coordonnées cartésiennes du centre d’un cercle passant par la première extrémité du segment, la deuxième extrémité du segment et le milieu du segment, des données caractérisant la distance entre le centre et la première extrémité du segment. Plus spécifiquement, le système 100 selon l’invention détermine le rayon de courbure Rc de la trajectoire pour chacun des segments en résolvant l’équation : [MATH] Par conséquent, aux termes du procédé et du système selon l’invention décrits ci-dessus, une solution est fournie pour déterminer plus précisément l’évolution du rayon de courbure de la trajectoire d’un véhicule au cours d’un trajet, en particulier lorsque le trajet inclut des zones dans lesquels la couverture des systèmes de positionnement par satellites est faible voire inexistante.