Domaine technique

[0001] La présente invention concerne de manière générale le domaine des véhicules automobiles, et plus spécifiquement l’assistance la conduite d’un véhicule automobile.

Arrière-plan technologique

[0002] Afin d’augmenter la sécurité routière, certains véhicules automobiles, dits semi-autonomes, sont équipés de systèmes d’automatisation partielle ou de systèmes avancés d’assistance à la conduite (connus sous l’acronyme ADAS en terminologie anglo-saxonne), en particulier de systèmes réalisant, à la place du conducteur, le contrôle latéral et/ou le contrôle longitudinal du véhicule, ou alertant à tout le moins le conducteur d’une situation potentiellement dangereuse pour lui permettre de réagir à temps. Il est également prévu de rendre des véhicules automobiles complètement autonomes, c’est-à-dire sans conducteur.

[0003] Pour permettre à un véhicule autonome ou semi-autonome (appelé dans la suite « véhicule d’intérêt ») de détecter des situations dangereuses et de réagir en conséquence pour éviter ou réduire les risques d’accidents, le système d’assistance à la conduite embarqué sur ce véhicule doit être capable non seulement de détecter tous les objets dynamiques (appelés dans la suite « véhicules tiers ») présents dans l’environnement immédiat du véhicule, tels que les autres véhicules à moteur (voitures, camions, motocyclettes), mais aussi de prédire les mouvements futurs de ces véhicules tiers.

[0004] Un procédé connu d’assistance à la conduite d’un véhicule automobile d’intérêt évoluant dans une zone de roulage comporte ainsi généralement:

- une étape de détection lors de laquelle un système d’aide à la conduite embarqué sur le véhicule automobile d’intérêt détecte au moins un véhicule tiers présent dans l’environnement du véhicule automobile d’intérêt à partir de mesures délivrées par au moins un capteur de mesure extéroceptif embarqué sur le véhicule d’intérêt ; et - une étape de prédiction, par le système d’aide à la conduite, d’une trajectoire associée audit au moins un véhicule tiers détecté.

[0005] Comme décrit par exemple dans le document intitulé « A survey on motion prediction and risk assessment for intelligent vehicles >> (Lefèvre et al., Robomech Journal 2014,1 :1 http://www.robometechjournal.eom/content/1/1/1 ), les méthodes connues de prédiction de trajectoires peuvent être fondées sur un modèle de mouvement basés sur la physique, c’est-à-dire un modèle considérant que le mouvement futur d’un véhicule ne dépend que des lois de la physique et suppose que le véhicule ne change ni de vitesse, ni de cap.

[0006] Une fois que les trajectoires des véhicules tiers ont été prédites, le système d’aide à la conduite est en mesure de déterminer une zone de sécurité pour le véhicule d’intérêt, à partir des trajectoires prédites et des paramètres de mouvement courants du véhicule d’intérêt.

[0007] Le système décrit dans le document intitulé « Implementing the RSS Model on NHTSA Pre-Crash Scenarios », disponible au lien suivant https://www.mobileye.com/responsibility-sensitive-safety/rss _on_nhtsa.pdf, détermine par exemple une zone de sécurité pour le véhicule d’intérêt et un comportement à adopter en cas de violation de celle-ci, en évaluant notamment une distance longitudinale de sécurité et une distance latérale de sécurité qui doivent être maintenue par le véhicule d’intérêt par rapport aux véhicules tiers qui évoluent dans son environnement. Pour ce faire, le système utilise, tant dans l’étape de prédiction de trajectoire que dans l’étape de détermination de la zone de sécurité un ensemble de paramètres représentatifs de limitations des performances cinématiques associées aux véhicules, à savoir en particulier:

- l’accélération longitudinale maximale des véhicules ;

- la décélération maximale au freinage des véhicules ;

- l’accélération latérale maximale des véhicules ; et

- le temps de réaction associé aux véhicules.

[0008] Un inconvénient de ce système réside dans le fait que les paramètres ci- dessus sont statiques, c’est-à-dire qu’ils sont fixés une fois pour toutes, et ce, quels que soient les véhicules présents sur la scène et les conditions réelles d’environnement associées scénario de roulage.

[0009] Par exemple, on considère de manière empirique que l’accélération longitudinale d’un véhicule, quel qu’il soit, est égale à 3m/s ² et que la décélération maximale au freinage d’un véhicule est égale à - 9m/s ² . Le temps de réaction est quant à lui lié au temps de réaction moyen d’un conducteur, et fixé également de manière empirique, par exemple à 1 seconde.

[0010] Il peut en résulter des cas dans lesquels le système risque de sur évaluer la taille de la zone de sécurité, ce qui peut conduire à un accident. Il peut également en résulter des cas dans lesquels le système risque de sous évaluer la taille de la zone de sécurité, et de déclencher alors inutilement des contrôles latéraux/longitudinaux et/ou une alerte au conducteur du véhicule d’intérêt.

Résumé de l’invention

[0011 ] La présente invention a pour but de pallier les limitations de l’art antérieur en proposant d’adapter la valeur d’au moins un des paramètres précédents aux situations réelles de roulage rencontrées.

[0012] En conséquence, la présente invention a pour objet un procédé d’assistance à la conduite d’un véhicule automobile d’intérêt évoluant dans une zone de roulage comportant :

- une étape de détection lors de laquelle un système d’aide à la conduite embarqué sur ledit véhicule automobile d’intérêt détecte au moins un véhicule tiers présent dans l’environnement du véhicule automobile d’intérêt à partir de mesures délivrées par au moins un capteur de mesure extéroceptif embarqué sur le véhicule d’intérêt ;

- une étape de prédiction, par le système d’aide à la conduite, d’une trajectoire associée audit au moins un véhicule tiers détecté;

- une étape de détermination, par le système d’aide à la conduite, d’une zone de sécurité pour le véhicule d’intérêt, à partir de la trajectoire prédite et des paramètres de mouvement courants dudit véhicule d’intérêt, ladite étape de prédiction et ladite étape de détermination utilisant des modèles de mouvement de véhicules dépendant d’un ensemble de paramètres représentatifs de limitations des performances cinématiques associées aux véhicules, caractérisé en ce que la valeur d’au moins un des paramètres dudit ensemble utilisés dans l’étape de prédiction et l’étape de détermination est modifiée dynamiquement par le système d’aide à la conduite en fonction d’au moins une information additionnelle transmise au système d’aide à la conduite par au moins une source extérieure embarquée ou non sur le véhicule d’intérêt.

[0013] Ledit ensemble de paramètres peut comprendre une accélération longitudinale maximale desdits véhicules, et/ou une décélération maximale au freinage desdits véhicules, et/ou une accélération latérale maximale desdits véhicules, et/ou un temps de réaction associé auxdits véhicules.

[0014] Ladite au moins une source extérieure peut être un capteur extéroceptif embarqué sur le véhicule d’intérêt, par exemple un capteur de pluie et/ou de luminosité.

[0015] Ladite au moins une source extérieure peut également être un capteur proprioceptif embarqué sur le véhicule d’intérêt.

[0016] Ladite au moins une source extérieure peut également être un module de communication V2X équipant une infrastructure située dans la zone de roulage.

[0017] Dans un mode de réalisation possible, le capteur de mesure extéroceptif est une caméra, ou un radar ou un Lidar.

Brève description des dessins

[0018] L’invention sera mieux comprise au vu de la description suivante faite en référence aux figures annexées, dans lesquelles :

- la figure 1 illustre schématiquement, en vue de dessus, un exemple de scène routière servant à illustrer certains principes de l’invention ;

- la figure 2 représente schématiquement des composantes d’un exemple de système embarqué sur un véhicule d’intérêt apte à mettre en oeuvre un procédé d’assistance à la conduite conforme à l’invention ;

- la figure 3 illustre un exemple de variation d’une décélération maximale au freinage en fonction du niveau de pluie ; - la figure 4 illustre un mode de réalisation de l’invention dans laquelle la source extérieure est une borne communicante de type V2X implantée dans une zone de roulage ;

- la figure 5 représente des étapes susceptibles d’être mises en oeuvre selon un mode de réalisation d’un procédé d’assistance à la conduite conforme à l’invention.

Description de mode(s) de réalisation

[0019] Pour fixer les idées, l’invention va à présent être décrite dans le cadre de l’exemple non limitatif de la scène routière représentée schématiquement en vue de dessus sur la figure 1 .

[0020] Sur cette figure 1 , un véhicule d’intérêt Vi, disposant d’un système avancé d’aide à la conduite conforme à l’invention, se déplace dans une zone de roulage. Deux autres véhicules Vi et V2 évoluent également dans l’environnement du véhicule d’intérêt Vi. Pour simplifier, on suppose non limitativement que la zone de roulage correspond à une portion d’autoroute, et que tous les véhicules circulent dans le même sens (de gauche vers la droite sur la figure 1 ), selon le code de la route français (dépassement par la gauche et vitesse limitée à 130 km/h). Dans l’exemple non limitatif, les véhicules tiers Vi, V2 sont des véhicules automobiles. La nature des véhicules tiers présents dans l’environnement du véhicule d’intérêt est cependant sans incidence sur les principes de la présente invention. En d’autres termes, un véhicule tiers peut être indifféremment tout véhicule motorisé (véhicule automobile, motocyclette, camion...), un véhicule semi-autonome ou un véhicule autonome.

[0021] Comme représenté schématiquement sur la figure 2, le véhicule d’intérêt Vi est équipé classiquement de plusieurs capteurs proprioceptifs (globalement représentés sous la référence 1 ), tels qu’un capteur de vitesse, un capteur d’angle au volant et un système de navigation de type GPS, lui permettant de disposer d’informations sur son état courant (vitesse, accélération, cap suivi par rapport à un référentiel (X,Y) lié au véhicule d’intérêt, position courante par rapport à une carte HD embarquée contenant des informations liées au contexte, telles que la réglementation de limitation de vitesse, le type de route ...). [0022] Le véhicule d’intérêt Vi comporte également un ou plusieurs capteurs extéroceptifs (globalement représentés sous la référence 2), comprenant au moins un capteur de mesure (par exemple capteur d’image, un Radar, un Lidar) lui permettant de détecter les véhicules tiers présents dans son environnement, et optionnellement, les informations relatives à la géométrie de la scène routière (en particulier les lignes de marquage, les panneaux de signalisation...). Dans le mode de réalisation non limitatif représenté, d’autres capteurs extéroceptifs non utilisés dans la détection des véhicules tiers, tels qu’un capteur de pluie et/ou de luminosité, équipent le véhicule d’intérêt Vi.

[0023] Un système 3 d’aide à la conduite est également embarqué sur le véhicule d’intérêt Vi. Tel que représenté schématiquement sur la figure 2, ce système 3 d’aide à la conduite comporte classiquement :

- un module 30 de détection configuré pour détecter la présence des véhicules tiers évoluant dans l’environnement du véhicule d’intérêt Vi à partir de mesures délivrées par le ou les capteurs de mesure extéroceptifs 2 ;

- un module 31 de décision apte à déterminer une zone dite de sécurité pour le véhicule d’intérêt Vi; et

- un module 34 de contrôle apte ici à générer des commandes permettant un contrôle latéral et/ou longitudinal du véhicule d’intérêt en fonction de la zone de sécurité délivrée en sortie du module 31 de décision (comme on l’a vu précédemment, le module de contrôle pourrait être remplacé ou complété par un module de génération d’alerte visuelle et/ou sonore à destination du conducteur du véhicule d’intérêt).

[0024] Le module 31 de décision comporte un premier sous-module 32 dit de prédiction de trajectoires, configuré pour prédire la trajectoire de chacun des véhicules tiers détectés dans l’environnement du véhicule d’intérêt Vi par le module 30 de détection, tels que les véhicules Vi et V2 dans l’exemple de la figure 1. Ce premier sous-module 32 est plus précisément apte à anticiper la trajectoire d’un véhicule tiers détecté, en fonction de sa vitesse et de son cap courants dans le référentiel (X,Y) associé au véhicule d’intérêt Vi, en appliquant une extrapolation linéaire sur un modèle de mouvement basé sur la physique, et à en déduire une zone de danger, telles que les zones Ai et A2 représentées sur la figure 1 , symbolisant des zones à l’intérieur desquelles le véhicule d’intérêt Vi ne doit pas pénétrer.

[0025] Le module 31 de décision comporte en outre un deuxième sous-module 33 dit d’évaluation de sécurité, recevant d’une part, la sortie du premier sous-module 32 (en l’occurrence les zones de danger Ai et A2 associées aux véhicules tiers détectés), et d’autre part, les informations liées à la dynamique courante du véhicule d’intérêt Vi (notamment sa vitesse, son accélération et son orientation courantes dans le référentiel (X, Y)) et délivrées par les capteurs proprioceptifs 1 . A partir de ces informations reçues, le sous-module 33 est apte à évaluer la zone dite de sécurité (telle que la zone Ai de la figure 1 ) pour le véhicule d’intérêt.

[0026] Comme cela a été indiqué en introduction, les calculs réalisés tant par le premier sous-module 32 de prédiction que par le deuxième sous-module 33 d’évaluation de sécurité font intervenir des modèles de mouvement basés sur la physique, lesquels modèles utilisent un ensemble de paramètres représentatifs de limitations des performances cinématiques associées aux véhicules, comprenant en particulier:

- l’accélération longitudinale maximale a^ ¹ . des véhicules ;

- la décélération maximale au freinage p _max des véhicules ;

- l’accélération latérale maximale a^ ^l , _x des véhicules ; et

- le temps de réaction p associé aux véhicules.

[0027] Par exemple, dans le cas (non représenté) où le véhicule d’intérêt Vi est précédé par un véhicule tiers roulant dans la même direction et détecté par le système 3, une distance longitudinale minimale de sécurité d ¹ ™ séparant le véhicule d’intérêt du véhicule tiers, et définissant une dimension longitudinale de la zone de sécurité pour le véhicule d’intérêt, pourra être calculée en appliquant la relation suivante : dans laquelle : V/ et v _t sont les vitesses courantes du véhicule d’intérêt et du véhicule tiers détecté ;

- Pmax est la décélération maximale au freinage des véhicules ;

- Pmin est la décélération minimale que doit effectuer le véhicule d’intérêt pour éviter une collision.

[0028] Contrairement aux solutions connues qui consistent à utiliser un même ensemble de paramètres { a^ ¹ ; p _max ; a^ ^l _ax \ p } dont les valeurs sont fixées une fois pour toute et de manière empirique, la présente invention prévoit d’utiliser au moins une source extérieure pour transmettre au système 3 d’aide à la conduite au moins une information additionnelle utilisée par le système 3 pour modifier dynamiquement la valeur d’au moins un des paramètres de l’ensemble.

[0029] Dans un mode de réalisation possible, la source extérieure est embarquée également dans le véhicule d’intérêt Vi. Il peut s’agir par exemple d’un des capteurs extéroceptifs 2 du véhicule d’intérêt.

[0030] A titre d’exemple non limitatif, si l’un des capteurs extéroceptifs 2 embarqué sur le véhicule d’intérêt Vi est un capteur apte à détecter la présence de pluie, on peut prévoir de sélectionner la valeur affectée à la décélération maximale au freinage de l’ensemble parmi deux valeurs possibles mémorisées dans une base de données 35 du système 3, selon que ce capteur détecte ou non la présence de pluie. On peut par exemple décider que :

- par temps sec, la valeur à affecter à la décélération maximale au freinage

/ Pm Il aUx./ des véhicules est de - 9 m/s ² ; ^J

- mais que si le capteur de pluie détecte la présence de pluie, la valeur à affecter à la décélération maximale au freinage p _max des véhicules sera égale à - 4 m/s ² .

[0031] En variante, si le capteur est apte à mesurer des niveaux de pluie, on peut prévoir d’adapter dynamiquement les valeurs d’accélération et de décélération au freinage en fonction des niveaux mesurés. La figure 3 donne un exemple de variation des valeurs affectées à la décélération maximale au freinage p _max des véhicules en fonction du niveau de pluie détecté, ces valeurs étant au préalable enregistrées dans la base de données 35. [0032] Selon un autre exemple, l’un des capteurs extéroceptifs 2 du véhicule d’intérêt est un capteur de luminosité. Or, on comprend que le temps de réaction p d’un conducteur quelconque est généralement plus élevé lorsqu’il fait sombre ou nuit qu’en plein jour. Dans ce cas, on peut prévoir avantageusement de modifier la valeur à affecter au temps de réaction des véhicules, en particulier des véhicules tiers, en sélectionnant cette valeur parmi plusieurs valeurs pré mémorisées dans la base de données 35. On peut par exemple décider que :

- le jour ou en bonnes conditions de luminosité, la valeur à affecter au temps de réaction p au moins des véhicules tiers est de 1 seconde ;

- mais que si le capteur détecte une faible luminosité, voire des conditions de roulage nocturne, la valeur à affecter au temps de réaction p au moins des véhicules tiers sera plus élevée, par exemple égale à 2 secondes.

[0033] En variante, la source extérieure embarquée dans le véhicule d’intérêt Vi peut être l’un des capteurs proprioceptifs 1 du véhicule d’intérêt. A titre d’exemple, on peut utiliser le système de navigation de type GPS du véhicule d’intérêt pour dériver l’heure exacte, et en déduire, à l’instar du capteur de luminosité indiqué précédemment, une valeur à affecter au temps de réaction p, au moins pour les véhicules tiers, en fonction de l’heure fournie par ce système de navigation. Grâce au système GPS, le véhicule d’intérêt peut également se positionner très précisément sur une carte HD embarquée, et dériver au moins une information additionnelle caractéristique de l’environnement (par exemple la présence d’un pont, d’un tunnel, du type de revêtement de la route...). En fonction de tables de correspondance pré mémorisées dans la base de données 35, le système 3 peut dans ce cas sélectionner dynamiquement une valeur plus adaptée pour au moins l’un des paramètres de l’ensemble. Typiquement, le type de revêtement de route peut jouer avantageusement sur les valeurs à affecter aux accélérations et décélération au freinage.

[0034] Dans un autre exemple non limitatif, l’information additionnelle fournie au système 3 d’aide à la conduite correspond à une manoeuvre de changement de voie effectuée ou sur le point d’être effectuée par le véhicule d’intérêt Vi. Cette information peut être obtenue par un capteur extéroceptif 2 du véhicule d’intérêt (par exemple une caméra embarquée détectant le franchissement d’une ligne de marquage au sol par le véhicule d’intérêt) et/ou par un capteur proprioceptif 1 (capteur d’angle au volant ou détection de l’état allumé d’un clignotant du véhicule d’intérêt). Dans ce cas on peut choisir d’affecter à la décélération maximale au freinage pour les véhicules tiers une valeur différente selon que le véhicule d’intérêt est en train de changer de voie ou non. La valeur précise à affecter en cas de manoeuvre de changement de voie peut résulter soit d’une valeur obtenue dans une phase préalable d’apprentissage obtenue en ligne ou hors ligne (simulation du comportement de véhicules tiers en termes de décélération au freinage dans différentes situations où le véhicule d’intérêt effectue un changement de voie).

[0035] Dans tous les exemples précédents, la source extérieure fournissant l’information additionnelle qui va permettre d’adapter dynamiquement la valeur à affecter à au moins l’un des paramètres de l’ensemble de paramètres { ; Pmax>’ ^a mix>' P } est ^une source embarquée sur le véhicule d’intérêt Vi.

[0036] Bien entendu, plusieurs informations additionnelles provenant de plusieurs capteurs embarqués (proprioceptifs et/ou extéroceptifs) peuvent être combinées pour changer la valeur d’un ou de plusieurs desdits paramètres, sans départir du cadre de la présente invention.

[0037] Dans un autre mode de réalisation, on suppose que, conformément à l’exemple non limitatif représenté sur la figure 2, le véhicule d’intérêt Vi est en outre un véhicule apte à communiquer, c’est-à-dire à transmettre et à recevoir de l’information, avec d’autres véhicules et des bornes dédiées équipant l’infrastructure routière, telles que la borne 4 de la figure 4. Pour ce faire, le système 3 comporte un module 36 de communication V2X (signifiant Vehicle to everything en terminologie anglo-saxonne). Dans ce cas, l’une au moins des informations additionnelles telles que celle décrites précédemment (détection de niveau de pluie, heure de la journée, détection de la luminosité...) peut être acquise directement par l’infrastructure 4 en équipant cette dernière des capteurs de mesures adéquats. En outre, l’infrastructure 4 connaît les spécificités environnementales liées à la zone sur laquelle cette infrastructure est implantée. Ainsi, dans l’exemple de la figure 4, la borne 4 est implantée au niveau d’un croisement auquel sont affectées différentes règles de conduite (par exemple la présence de stop, règles de priorités), ainsi que différentes informations pouvant avoir des conséquences sur l’évaluation du danger (type de revêtement de la route, présence d’un bâtiment au niveau du croisement affectant la visibilité...).

[0038] A partir au moins de l’une de ces informations additionnelles, la borne 4 est en mesure de sélectionner dynamiquement la valeur d’au moins un des paramètres de l’ensemble de paramètres { a^ ¹ ; (3 _max ; a^ ^l _ax \ p }.

[0039] Par, dans la situation représentée sur la figure 4, le véhicule d’intérêt Vi risque de ne pas voir suffisamment tôt la présence du véhicule V3 arrivant sur la voie de droite, en raison de la présence du bâtiment situé à l’intersection. Dans ce cas, la borne 4 peut choisir d’affecter au temps de réaction p des véhicules une valeur plus importante (par exemple égale à 2 secondes) par rapport à la valeur empirique d’une seconde généralement utilisée.

[0040] Les valeurs ainsi affectées à l’ensemble de paramètres { ^a max > Pmax>’ ^a m ^l ax> P } sont alors transmises par un module d’émission V2X (non représenté) équipant la borne 4 et peuvent ainsi être reçues par le module de réception 36 du véhicule d’intérêt Vi lorsque ce dernier approche de l’intersection. Le système 3 d’aide à la conduite du véhicule d’intérêt peut alors avantageusement décider de remplacer temporairement les valeurs des paramètres dont il dispose dans la base de données 35 par les valeurs qu’il reçoit de la borne 4.

[0041] Les étapes d’un procédé 100 d’assistance à la conduite du véhicule automobile d’intérêt Vi sont résumées sur la figure 5. :

- l’étape référencée 110 correspond à une étape de détection lors de laquelle le système 3 d’aide à la conduite du véhicule automobile d’intérêt Vi détecte au moins un véhicules tiers présent dans son environnement à partir de mesures délivrées par au moins un capteur de mesure extéroceptif 2;

- le système 3 d’aide à la conduite peut alors prédire (étape 120), la trajectoire associée audit au moins un véhicule tiers détecté, et déterminer (étape 130) une zone de sécurité pour le véhicule d’intérêt Vi, à partir de la trajectoire prédite et des paramètres de mouvement courants dudit véhicule d’intérêt Vi, en utilisant des modèles de mouvement de véhicules dépendant d’un ensemble de paramètres représentatifs de limitations des performances cinématiques associées aux véhicules ;

- la valeur d’au moins un des paramètres dudit ensemble utilisés dans l’étape 120 de prédiction et l’étape 130 de détermination est modifiée dynamiquement ( étape 140) par le système 3 d’aide à la conduite en fonction d’au moins une information additionnelle transmise au système 3 d’aide à la conduite par au moins une source extérieure embarquée ou non sur le véhicule d’intérêt Vi. La source extérieure au système 3 peut être un capteur proprioceptif 1 ou un capteur extéroceptif 2 du véhicule d’intérêt Vi, ou une borne 4 de communication de type V2X. Plusieurs de ces sources peuvent être combinées pour modifier la valeur de plusieurs paramètres de l’ensemble.

A l’issue de l’étape 130, le système est en mesure si nécessaire d’alerter le conducteur d’une situation de danger et/ou de générer des commandes de contrôle longitudinal et/ou latéral automatique du véhicule d’intérêt (étapes non représentées).