Brevet FR2652930A1 — publié le 19910412

La présente invention concerne un procédé et et un système d'aide à la circulation individuelle, notamment des automobiles. Les difficultés de circulation rencontrées dans les zones urbaines sont à l'origine d'une perte importante de temps et d'énergie et ont des conséquences économiques significatives. I1 existe déjà des systèmes de régulation de la circulation comprenant des capteurs répartis dans une zone urbaine et des liaisons à un centre de contrôle et de traitement, qui reçoivent des informations sur l'état du trafic, notamment la densité de circulation, nécessaires au calcul d'optimisation des plans de feux tricolores. Ces informations sont en général rafraîchies à basse cadence. Cependant, l'automobiliste directement impliqué dans les embarras de la circulation ne dispose actuellement comme aide à la circulation que des informations diffusées par les stations de radiodiffusion. En particulier, il ne peut disposer d'informations précises sur sa localisation effective dans une zone urbaine qu'il ne connaît pas nécessairement et par conséquent, se trouve bien souvent dans l'impossibilité de définir une stratégie efficace de déviation. On connaît par ailleurs des systèmes d'aide à la circulation mettant en oeuvre des dispositifs émetteurs implantés dans une zone urbaine suivant un maillage suffisamment dense pour permettre un guidage efficace. Ils présentent cependant l'inconvénient majeur de nécessiter pour les collectivités locales et les villes des investissements importants en infrastructures spécifiques (réseaux de balise, centre de contrôle et de traitement). Le but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients en proposant un procédé et un système d'aide à la circulation individuelle dans une région prédéterminée, notamment en modulation de fréquence. Suivant l'invention, le procédé d'aide à la circulation individuelle dans une région déterminée, notamment une zone urbaine, préalablement équipée de moyens de régulation de trafic et de moyens de radiodiffusion, notamment en modulation de fréquence est caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes - on traite et code, dans ladite région, des informations reçues des moyens de régulation de trafic, - on transmet lesdites informations en surimpression d'au moins une émission effectuée par lesdits moyens de radiodiffusion (9, 10), - on décode, dans chaque véhicule, les informations codées transmises et reçues par des moyens de réception (14) placés dans ledit véhicule, - on délivre des informations de position du véhicule à Irintérieur de ladite région, - on traite les informations décodées reçues par le véhicule et les informations de position de celui-ci pour générer en retour des informations d'aide à la circulation. Suivant un autre aspect de l'invention, le système d'aide à la circulation individuelle comprend au niveau de ladite région des moyens centraux pour traiter et coder des informations issues des moyens de régulation de trafic, des moyens pour transmettre lesdites informations traitées et codées en superposition sur au moins une émission effectuée par lesdits moyens de radiodiffusion, au niveau de chaque véhicule concerné par le système et préalablement équipé de moyens de réception associés aux moyens émetteurs préexistants, des moyens individuels d'aide à la navigation comprenant des moyens pour décoder les informations codées transmises reçues par lesdits moyens de réception, des moyens pour délivrer des informations de position du véhicule à l'intérieur de la région, des moyens pour traiter les informations décodées issues des moyens de décodage, les informations de position et des commandes issues de moyens d'interface, et pour générer en retour des informations d'aide à la circulation. Ainsi, l'utilisation d'une infrastructure existante pour la collecte des informations sur le trafic et la transmission d'informations codées, permet de réduire considérablement les coûts de ce système d'aide à la circulation. De plus, l'automobiliste dispose à la fois d'informations issues du centre de régulation et de données sur son positionnement effectif, ce qui rend alors possible une prise de décision efficace. On obtient ainsi une optimisation personnalisée des trajets de chaque véhicule. Le système d'aide à la circulation selon l'invention a les fonctions principales suivantes - positionnement du véhicule sur un plan routier présenté à l'échelle désirée, - recherche de destination avec calcul d'itinéraire optimisé et prévision de temps de parcours en fonction du trafic, - guidage vers une destination avec conseil permanent d itinéraire, - conseil de stationnement (par exemple parkings les plus proches avec places disponibles, densité de places gratuites), - présentation de messages d'intérêt général, - présentation de messages d'urgence pour véhicules spéciaux, - présentation de cartes thématiques d'intérêt général (métro, RER, bus, spectacles, hôtels). D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description ci apures. Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs - la figure 1 est un schéma synoptique du système d'aide à la circulation selon l'invention, - la figure 2 illustre les équipements individuels d'aide à la circulation mis en oeuvre dans un véhicule, - la figure 3 représente un exemple de réalisation d'un dispositif d'affichage de commande placé dans un véhicule, - la figure 4 est un chronogramme d'un exemple de message radiodiffusé utilisé dans l'invention. On va maintenant décrire une forme effective de réalisation du système d'aide à la circulation selon l'invention. Le système 1 d'aide à la circulation individuelle comprend, en référence à la figure 1, un segment public P et un segment utilisateur U implanté dans chaque véhicule. Le segment public P comporte une unité centrale de traitement d'informations 3, par exemple un microordinateur, couplée à un système 2 de régulation de trafic de la zone urbaine considérée relié à des capteurs 2.1, 2.2, ..., 2.N tels que des caméras, boucles inductives ou tout autre dispositif de détection et de mesure de flux de véhicules. L'unité centrale 3 peut en outre être reliée à des interfaces 4 d'entrée d'informations spécifiques issues de sources externes au système 2 de régulation de trafic. Il peut s'agir par exemple d'informations météorologiques ou de messages publics ou personnels. Il comporte en outre un dispositif de transmission, comprenant notamment des modems 5, 7 et une ligne téléphonique 6, pour transmettre des informations issues du micro-ordinateur 3 vers une unité de surimpression et d'émission 8 elle-même reliée à une station émettrice préexistante 9 en modulation de fréquence mettant en oeuvre une antenne de radio-diffusion 10. Ce segment public P a pour fonction de copier et de transmettre deux types d'informations - la densité du trafic, - la mise à jour de la cartographie de l'infrastructure de circulation. Ces informations sont mises en forme et codées au sein de l'unité centrale 3 puis transmises à la station émettrice 9 qui couvre la zone ou région considérée. Le message numérique, renouvelé à faible cadence, est émis par une méthode appropriée en surimpression de l'émission habituelle de la station 9, sans gêner évidemment la réception des programmes de cette station. Le segment utilisateur constitué par le dispositif d'aide à la circulation U installé dans un véhicule 30, en référence aux figures 1 et 2, comporte une unité de réception et de décodage 14.1 couplée à un dispositif de réception 14, 24 préexistant dans le véhicule 30 et relié à une antenne de réception 13, un calculateur 12, une unité de mémoire 18, deux capteurs 15, 25 ; 16, 26 d'informations de position du véhicule 30, et un ensemble de visualisation et d'interface 17, 27 comprenant un écran 17.1 et un clavier 17.2. Le dispositif individuel d'aide à la circulation U assure les fonctions de détermination de positionnement et de réception du message radiodiffusé, La détermination précise de la position du véhicule 30 est assurée par l'utilisation d'un compas 15, 25 pour fournir une donnée de distance parcourue. La position est acquise par un calcul de corrélation entre le déplacement du véhicule 30 et le réseau routier avec filtrage statistique selon la méthode Kalman pour établir une modélisation permanente des deux capteurs 15, 25 ; 16, 26. Un tel dispositif U doit être recalé pour assurer la haute précision nécessaire. Ce recalage est effectué grâce à des balises radio 20, dotées d'antennes 21, de très petite taille appelées aussi "marqueurs", d'innocuité totale pour l'environnement (du fait d'une portée de quelques dizaines de mètres) et réparties de façon appropriée en des points prédéterminés de la zone considérée.Ces marqueurs délivrent une séquence codée identifiant le lieu où elles sont implantées, Le message radiodiffusé reçu par le dispositif récepteur 14 en provenance de la station émettrice 9 est en surimpression du programme habituel de cette station 9. I1 porte des informations - de densité de trafic, - de modification du plan de circulation et du plan d'infrastructure de la zone considérée, - relatives au stationnement, - de messages d'intérêt général, - de messages d'urgence à intérêt particulier. Le segment utilisateur U se présente de préférence sous la forme d'un ordinateur de bord 23 doté d'un ensemble écrant/clavier 27 disposant de fonctionnalités (non représentées) telles qu'une boule-souris ou un écran tactile par exemple, Le calculateur 12 associé gère les dialogues utilisateur/ système, les mémoires 18, les décodages au sein de l'unité de décodage 14.1 et effectue toutes les opérations informatiques nécessaires aux fonctions évoquées ci-dessus. Comme cela a été précisé auparavant, le système selon l'invention ne demande pas de dépenses d'infrastructure publique. Les seules informations utilisées sont déjà disponibles dans les centres de régulation de trafic 2 mis en place dans les zones urbaines où le problème du trafic se pose. Par ailleurs, le système 1 selon l'invention enrichit ces investissements publics en apportant un espace de liberté à l'usager. De plus, les messages transmis au système selon l'invention sont à faible cadence car ils ne contiennent que les informations indispensables, à savoir les différences par rapport au modèle embarqué en mémoire 18. Ceci est permis par la très longue période temporelle du type d'information traitée et fournie par le centre de régulation de trafic 2. Le positionnement du véhicule 30 sur une voie de circulation peut être décrit en première approximation par un seul paramètre : l'abcisse curviligne. Le dispositif individuel d'aide à la circulation U comporte deux capteurs : le compas 15, 25 et le compteur de distance parcourue 16, 26. Les paramètres délivrés par ces deux capteurs, le cap et le trajet parcouru depuis une date donnée? permettent de calculer la position estimée du véhicule 30 à tout instant. On sait aussi que le véhicle 30 se déplace sur une voie connue : il est donc possible de corréler le déplacement calculé au déplacement sur modèle stocké dans la mémoire 18. On en déduit alors les "meilleures valeurs estimées" du cap et de la distance parcourue qui servent par la suite à préciser le mouvement fin du véhicule 30.En fait, les seules erreurs à modéliser sont celles du cap car les compteurs de distance sont en pratique très précis. I1 est en outre nécessaire d'effectuer périodiquement une réinitialisation et un recalage du dispositif d'aide à la circulation U, opérations qui sont assurées par les balises de recalage 20. Le compas 15, 25, en référence aux figures 1 et 2, fournit des informations de cap de la voiture 30 au calculateur 12 du dispositif d'aide à la circulation U. Ce compas délivre une information numérique d'écart de cap codée par exemple sur trois octets à une cadence d'une seconde avec une résolution de un degré, I1 doit en outre présenter un encombrement réduit et pouvoir fonctionner dans un environnement magnétique perturbé, tout en permettant un fonctionnement dynamique correct. L'écran plat 17.1, 27 est l'outil de présentation des informations à l'utilisateur individuel du système 1 selon l'invention. I1 est de préférence à cristaux liquides et en couleur. les clés ou touches 17.2, représentées séparément de l'écran 17.2 en figure 1, peuvent être disposées autour de l'écran 27 comme l'indique la figure 3, où les clés ou touches sont désignées par la référence 29. Ces clés ou touches 29 permettent d'accéder à des fonctionnalités diverses dont la nature apparaît sur l'écran 27 sous la forme par exemple d'un menu reconfigurable. Pour chaque image apparaissant sur la zone de visualisation 28 de l'écran 27, on présente un bandeau inférieur 31 qui peut rappeller l'heure, la voie empruntée à l'instant, la prochaine voie à emprunter et la destination, En outre, un encart MESSAGE peut apparaître afin de solliciter la consultation d'un message dans la page MENU, Le plan synthétique de l'environnement dans lequel se situe le véhicule est présenté dans la zone de visualisation 28 de l'écran 27 à une échelle convenable. On considérera par exemple un champ de 200 à 300 mètres en avant du véhicule. Cette échelle peut évidemment être modifiée au moyen d'une clé latérale ECHELLE. Un bandeau latéral droit 32 fournit les indications de guidage de façon analogique (flèche de direction) et sous forme numérique (par exemple, dans 100 m prévu dans 3 minutes) , en référence à la figure 3. Une clé située à proximité de l'indication PARKING permet l'accès à des renseignements concernant les aires de stationnement situées dans le quartier concerné (taux d'occupation, tarifs, par exemple). Bien d'autres fonctionnalités peuvent être envisagées, telles que par exemple - la visualisation sur l'écran 27 d'une page SYNOPTIQUE fournissant une représentation à petite échelle couvrant tout l'itinéraire, - la proposition d'un nouvel itinéraire. Une page de visualisation de destination propose le choix d'une destination par un nombre prédéterminé (par exemple 10) de destination mémorisées, l'insertion par frappe au clavier 17.2 du nom du lieu de destination DEST. Le logiciel associé au-calculateur 12 est alors capable de guider pas à pas l'utilisateur, en offrant par exemple une recherche d'homonymes. La page de visualisation de destination assure aussi l'insertion~par marquage à l'aide d'un curseur déplacé par deux touches du clavier, tout en fournissant l'adresse corresppndante. En référence à la figure 4; le message radiodiffusé 40 permet la mise à jour de la carte de densité de circulation et des modifications d'infrastructures. Il peut aussi supporter d'autres types de messages, par exemple des messages publicitaires. La densité de circulation peut à titre d'exemple être codée sur 4 bits. Dans une forme effective de mise en oeuvre de l'invention, la période d'établissement de la carte de densité de trafic est de 3 minutes tandis que le message est émis toutes les 30 secondes. Les modifications d'infrastructures concernent par exemple les travaux et les fermetures de voies. Les messages associés comprennent des données de localisation et de modification. Ce type de message peut être transmis à une cadence très faible, par exemple 500 baud. Les modifications d'itinéraire sont effectuées de la même façon que les modifications d'infrastructures. Elles correspondent en général à un message de 12 à 15 k octets. Des messages divers, aussi bien à usage personnel qu'à usage général (top horaire, météorplogie) peuvent être émis pendant des périodes de "creux". I1 est à noter que les messages de modifications d'infrastructures et d'itinéraires représentent un écart par rapport à un modèle qui est valable pour une date donnée. Ce modèle doit donc être recalé périodiquement de manière absolue. Une périodicité d'une année semble appropriée et s'adapte bien à d'autres contraintes, telles qu'un péage pour le service rendu. L'exemple de message dont le chronogramme 40 est représenté en figure 4 présente la structure suivante infrastructures : toutes les 3 minutes et demi itinéraire : toutes les 90 secondes densité de circulation : toutes les 30 secondes messages divers : 6 secondes toutes les 30 secondes. Les balises de recalage 20 ont pour fonctions - le recalage séquentiel de la navigation du dispositif d'aide à la circulation U. Ce dernier doit en effet assurer une localisation dont la précision est cohérente avec la présentation graphique sur l'écran 17.1. Ceci nécessite un recalage précis qui est assuré par l'envoi permanent d'un message de position. - La transmission ou dispositif d'aide à la circulation U de la description fine de l'environnement, destinée à être stockée en mémoire 18. Cette description concerne l'infrastructure et les itinéraires. Les balises de recalage 2,0 doivent émettre à très courte portée, typiquement à moins de 50 mètres. La fréquence d'émission peut par exemple être choisie dans la bande 1,5 ; 3] GHz. L'émission est modulée par deux types de messages commutés plusieurs fois par seconde - des messages de recalage (une quinzaine d'octets) - des messages d'environnement (16 k octets). La gamme de fréquence choisie permet une construction à base de diodes GUNN, économique et de consommation très faible pour les puissances mises en jeu. Leur alimentation peut être effectuée soit par pile, soit à partir de cellules scolaires et de batteries tampon. Par ailleurs, la rémunération des services rendus aux usagers automabilistes peut être prévue en dotant les dispositifs individuels d'aide à la circulation, de dispositifs d'accès sélectif assurant une fonction de péage par entrée d'un code personnel d'accès ou encore utilisation d'une carte personnelle. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention. Ainsi, le système selon l'invention peut être aménagé pour traiter toutes sortes d'informations relatives à l'environnement "circulation" et assurer à terme à bord du véhicule la continuité des services domestiques qui vont se développer. En outre, des sorties du système selon l'invention peuvent être prévues sur les systèmes LOCSTAR, GEOSTAR et GPS. REVENDICATIONS 1. Procédé d'aide à la circulation individuelle dans une région déterminée, notamment une zone urbaine, préalablement équipée de moyens (2, 2.1, 2.2, 2.N) de régulation de trafic et de moyens de radiodiffusion (9, 10), notamment en modulation de fréquence, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes - on traite et code, dans ladite région, des informations reçues des moyens de régulation de trafic, - on transmet lesdites informations en surimpression d'au moins une émission effectuée par lesdits moyens de radiodiffusion (9, 10), - on décode, dans chaque véhicule, les informations codées transmises et reçues par des moyens de réception (14) placés dans ledit véhicule, - on délivre des informations de position du véhicule à l'intérieur de ladite région, - on traite les informations décodées reçues par le véhicule et les informations de position de celui-ci pour générer en retour des informations d'aide à la circulation. 2. Système (1) d'aide à la circulation individuelle dans une région prédéterminée, notamment une zone urbaine, préalablement équipée de moyens (2, 2.1, 2.2, 2.N) de régulation de trafic et de moyens de radiodiffusion (9, 10), notamment en modulation de fréquence, caractérisé en ce qu'il comprend au niveau de ladite région, des moyens centraux (3) pour traiter et coder des informations issues des moyens de régulation de trafic, des moyens (5, 6, 7) pour transmettre lesdites informations traitées et codées en surimpression d'au moins une émission effectuée par lesdits moyens de radiodiffusion (9, 10), au niveaude chaque véhicule préalablement équipé de moyens de réception (13, 14) associés aux moyens émetteurs préexistants (9, 10), des moyens individuels d'aide à la circulation (U) comprenant des moyens (14.1) pour décoder les informations codées transmises reçues par lesdits moyens de réception (14), des moyens (15, 16) pour délivrer des informations de position du véhicule à l'intérieur de ladite région, des moyens (12) pour traiter les informations décodées issues des moyens de décodage (14.1), les informations de position et des commandes issues de moyens d'interface (17.2), notamment d'un clavier, et pour générer en retour des informations d'aide à la circulation. 3. Système (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens individuels d'aide à la circulation (U) comprennent en outre des moyens (17.1) pour afficher les informations d'aide à la circulation, notamment un écran plat. 4. Système (1) selon les revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que les moyens individuels d'aide à la circulation (U) comprennent en outre des moyens (18) pour mémoriser sélectivement des informations décodées, reliés aux moyens de traitement (12). 5. Système (1) selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que les moyens centraux de traitement et de codage (3) comprennent des moyens (4) pour entrer des informations spécifiques issues de sources externes aux moyens de régulation de trafic (2). 6. Système (1) selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que les moyens centraux de traitement et de codage (3) sont reliés aux moyens de transmission (8, 9) par une ligne téléphonique (6). 7. Système (1) selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens de balise radioélectrique (20, 21) répartis en des points d'implantation prédéterminés de ladite région, chacun desdits moyens de balise (20, 21) émettant une séquence codée identifiant ledit point d'implantation pour initialiser les moyens individuels d'aide à la circulation (U) situés dans des véhicules à proximité desdits moyens de balise (20, 21). 8. Système (1) selon l'une des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que les moyens (15, 16) pour délivrer des informations de position comprennent : des moyens (16) pour délivrer une information de distance parcourue par le véhicule, des moyens (15) pour délivrer une information de cap dudit véhicule par rapport à un axe de référence lié au véhicule. 9. Système (1) selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens (16) pour délivrer une information de distance sont reliés au compteur kilométrique du véhicule. 10. Système (1) selon les revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que les moyens (15) pour délivrer une information de cap comprennent un compas. 11. Système (1) selon l'une des revendications 2 à 10, caractérisé en ce que les moyens individuels d'aide à la circulation (U) comprennent en outre des moyens pour filtrer les informations issues des moyens de délivrance d'informations de position. 12. Système (1) selon l'une des revendications 2 à 11, caractérisé en ce que les moyens centraux de traitement et de codage (3) comprennent un mîcroordinateur et en ce que les moyens de transmission comprennent des moyens de modulation/démodulation (5, 7). 13. Système (1) selon l'une des revendications 2 à 12, caractérisé en ce que les moyens individuels d'aide à la circulation (U) comprennent, au titre des moyens de traitement, un calculateur. 14. Système (1) selon l'une des revendications 7 à 13, caractérisé en ce que les moyens de balise (20, 21) génèrent en outre des informations spécifiques à chaque point d'implantation desdits moyens de balise (20, 21). 15. Système (1) selon l'une des revendications 2 à 14, caractérisé en ce que les moyens individuels d'aide à la circulation (U) comprennent en outre des moyens d'accès sélectif pour assurer une rémunération des services rendus aux utilisateurs dudit système (1).