Brevet FR2869985A1 — publié le 20051111

DESCRIPTION La présente invention se rapporte d'une manière générale aux systèmes de navigation de véhicules. Plus particulièrement, l'invention se rapporte à un système de navigation pour des véhicules manoeuvrant dans des virages. De manière croissante, des systèmes de navigation sont installés dans les véhicules, lesquels fournissent un guidage au conducteur du véhicule. En se fondant sur une base de données de cartographie et un système GPS, le système de navigation informe le conducteur de la position du véhicule sur un itinéraire particulier. Du fait que la base de données de cartographie comprend la forme de route de l'itinéraire, le système peut informer le conducteur des virages à venir sur la roue et fournir des avertissements relatifs aux virages. Cependant, les systèmes mentionnés ci dessus ne fournissent aucune évaluation de menace réelle des virages à venir. C'est-à-dire que les systèmes peuvent estimer la courbure des routes mais n'avertissent pas le conducteur de la menace potentielle des virages sur les routes. Pour surmonter les inconvénients et autres limitations mentionnés ci dessus de la technique apparentée, la présente invention fournit un système et un procédé destinés à avertir un conducteur de virages à venir dans une route. En général, un module de positionnement de véhicule détermine la position du véhicule dans un système de positionnement mondial et un module de mise en correspondance de carte détermine la position du véhicule sur une carte sur la base de la position dans le système de positionnement mondial. Un module d'anticipation anticipe sur la carte un virage, détermine une liste de candidats pour différents trajets de conduite possibles dans le virage, et à partir de cette liste de candidats détermine le trajet le plus probable du véhicule pour prendre le virage. Un module d'avertissement évalue alors la menace que présente le virage à venir pour le véhicule. Le système destiné à avertir le conducteur du véhicule qui approche d'un virage à une vitesse excessive comprend: un module de positionnement du véhicule qui détermine la position du véhicule dans un système de positionnement mondial ou global, un module de mise en correspondance de carte qui détermine la position du véhicule sur une carte sur la base de la position dans le système de positionnement mondial ou global, un module d'anticipation qui anticipe sur la carte un virage, détermine une liste de candidats de trajets de conduite probables dans le virage et détermine à partir de cette liste de candidats le trajet le plus probable du véhicule dans le virage, et un module d'avertissement qui évalue la menace ou le risque que présente le virage à venir pour le véhicule. De manière avantageuse, le système comprend en outre un module d'intégration qui reçoit des signaux de satellites par l'intermédiaire d'un dispositif de positionnement mondial ou global et complète les signaux de satellites avec des signaux provenant d'un système de navigation inertielle concernant le comportement du véhicule et fournit les signaux complétés au module de positionnement du véhicule. De façon avantageuse, le système comprend un module d'avertissement qui calcule la courbure et/ou un point de courbure d'intérêt sur le trajet le plus probable. Par ailleurs, l'invention concerne également un procédé d'avertissement du conducteur d'un véhicule approchant d'un virage à une vitesse excessive, le procédé comprenant: la détermination de la position du véhicule dans un système de positionnement global ou mondial, la détermination de la position du véhicule sur une carte, sur la base de la position dans le système de positionnement global ou mondial, l'anticipation sur la carte d'un virage et la détermination d'une liste de candidats de trajets de conduite probables dans le virage et la détermination, à partir de cette liste de candidats du trajet le plus probable du véhicule dans le virage, et l'évaluation de la menace ou du risque que présente le virage pour le véhicule. Le procédé peut en outre avantageusement déterminer la position du véhicule dans un système de positionnement global ou mondial, et comprendre la réception de signaux de satellites par l'intermédiaire d'un dispositif de positionnement mondial et le fait de compléter les signaux de satellites par des signaux provenant d'un système de navigation inertielle concernant le comportement du véhicule. D'autres caractéristiques et avantages de cette invention deviendront facilement évidents d'après la description suivante. La figure 1 est un schéma synoptique d'un système destiné à avertir un véhicule à propos de sa vitesse dans un virage conforme à l'invention, La figure 2 est un schéma d'un véhicule approchant d'un virage, et La figure 3 est un schéma synoptique de l'algorithme mis en oeuvre dans le système de la figure 1 conforme à l'invention. En faisant à présent référence aux dessins, un système mettant en oeuvre les principes de la présente invention y est illustré et est désigné par la référence numérique 10. En tant que composants principaux, le système 10 comprend un système de positionnement mondial (système GPS) et un module d'intégration de système de navigation inertielle (système INS) 12, un module de positionnement de véhicule 14, un module de mise en correspondance de carte 16, un module d'anticipation 18, et un module d'avertissement de vitesse dans le virage 20. Le système 10 est également muni d'un système de navigation inertielle 22, d'un récepteur de système GPS 24, d'une base de données de cartographie 26 et de capteurs de vitesse de lacet et de vitesse du véhicule. La base de données de cartographie 26 comprend un compilateur de données de cartes 28 et un accès de données ADAS 30 qui reçoit des informations provenant d'une base de données ADAS 32. Le compilateur de données de cartes 28 reçoit également des informations provenant d'une base de données SDAL 34. La base de données de cartographie peut être une base de données qui est disponible dans le commerce. Le récepteur GPS 24 reçoit des informations de satellites 36 se rapportant à la position du véhicule selon le système GPS. Dans le module 12 d'intégration système GPS/système INS, la position selon le système GPS est améliorée en utilisant, par exemple un filtre de Kalman, la vitesse de lacet 38 et la vitesse du véhicule 40 étant obtenues par l'intermédiaire du système de navigation inertielle 22. Les informations provenant du module 12 d'intégration du système GPS/système INS sont fournies au module de positionnement de véhicule 14, où la position du véhicule est calculée dans un système de coordonnées mondial. Le module 16 de mise en correspondance de carte, mis en oeuvre avec un algorithme de mise en correspondance de carte, reçoit l'estimation de la position acquise par les circuits du module de positionnement de véhicule 14 et les informations provenant de la base de données de cartographie 26 pour calculer la position du véhicule sur la carte. Le module d'anticipation 18 reçoit alors les informations de position de cartes du module 16 de mise en correspondance de cartes, de même que des informations provenant du module de positionnement du véhicule 14 et de la base de données de cartographie 26, et anticipe sur la carte d'après la position de carte calculée et calcule la liste de candidats de trajets de conduite prévus en particulier un trajet le plus probable (MLP) sur la base de probabilités. Une fois que le trajet le plus probable est déterminé, un algorithme de calcul de courbure résidant, par exemple, dans le module d'anticipation 18, est appliqué au trajet le plus probable pour déterminer les valeurs de courbures qui, en même temps que la vitesse du véhicule provenant du module 14 de positionnement de véhicule, sont transférées au module 20 d'avertissement de vitesse dans le virage. Un algorithme d'évaluation de menace, mis en oeuvre dans le module 20 d'avertissement de vitesse dans le virage, évalue la menace pour le véhicule et prend une décision d'avertissement 44. Un exemple spécifique de la mise en oeuvre du système 10 mis en oeuvre dans un véhicule 100 est représenté sur les figures 2 et 3. Le véhicule 100 comprend une antenne GPS 24 pour déterminer les coordonnées dans le système GPS (X, Y), un capteur de vitesse de lacet pour déterminer la vitesse de lacet du véhicule 38, et un capteur de vitesse pour déterminer la vitesse du véhicule 40. La base de données de cartographie 26 fournit des segments de carte au module de mise en correspondance 16 et des informations d'établissement de trajet au module d'anticipation 18. Le module d'anticipation 18 prédit le trajet de conduite prévu sur la base des informations reçues du module 16 de mise en correspondance de carte et directement depuis la base de données de cartographie 26. Par exemple, si le véhicule s'approche d'une dérivation de route (voie de sortie, embranchement, etc.) le module d'anticipation 18 détermine le trajet le plus probable avec un niveau de confiance affecté. Le module d'anticipation 18 calcule également la courbure optimale d'après les points de profil en utilisant un filtre de Kalman et un modèle de route qui permet de calculer les valeurs de courbures à chaque point de profil et entre les points de profil. En outre, chaque point de la courbure se voit affecter une valeur de courbure et une distance de déplacement de sorte que le module d'anticipation 18 calcule une distance d'anticipation, par exemple, pour vingt points de courbure. L'algorithme d'évaluation de menace dans le module d'avertissement de vitesse dans un virage 20 évalue les valeurs de courbures d'après le module d'anticipation 18 afin d'évaluer la menace potentielle de chacun des vingt points afin de déterminer lequel parmi les points présente la menace la plus importante, lequel est appelé un point de courbure d'intérêt (CPOI). En particulier, l'algorithme d'évaluation de menace détermine le point de courbure d'intérêt (CPOI) sur la base d'une fonction de coût qui prend en compte la vitesse du véhicule, le profil de vitesse projeté estimé, la distance de parcours jusqu'au point de courbure, la courbure du point de courbure, les conditions de la route estimées et le temps de réaction du conducteur. Les conditions de route estimées peuvent être calculées d'après les signaux du véhicule, tels que les signaux de frein, les signaux de changement de direction, la température ambiante et le fonctionnement des essuie glaces. Dans certaines réalisations, le point de courbure d'intérêt est calculé environ toutes les 200 ms. Le système d'avertissement de vitesse dans un virage 20 initie alors un niveau d'avertissement sur la base du niveau de menace calculé. On notera que le temps de réaction du conducteur est estimé de manière adaptative à l'intérieur du système 10, c'est-à-dire que le système 10 estime le temps de réaction du conducteur d'après le comportement du conducteur après qu'un avertissement a été initié. La distance d'anticipation est calculée d'après la vitesse du véhicule en cours, le profil de vitesse projeté estimé, le temps adaptatif de réaction du conducteur, les conditions de la route, et les conditions d'embranchement de la géométrie de la route. La distance d'anticipation calculée dans l'algorithme d'évaluation de menace est également réinjectée dans le module d'anticipation 18. Le système 10 compense le temps de latence inhérent au système de navigation en employant un algorithme de calcul à l'avance pour la position du véhicule. Au total, lorsqu'un véhicule dépasse la limite définie pour approcher d'un virage donné sur une route, le véhicule peut ne pas pouvoir négocier le virage de manière sûre. Conformément à l'invention, le système 10 avertit le conducteur lorsque le véhicule s'approche trop rapidement d'un virage qui arrive. Le système 10 utilise un système de navigation terrestre pour effectuer le positionnement du véhicule comprenant, par exemple, le récepteur de système GPS 24, les capteurs de vitesse 40, le capteur de taux de lacet 38, et la base de données de cartographie 26. La position du système GPS est améliorée avec le taux de lacet 38 et la mesure de vitesse 40 pour calculer la position du véhicule dans un système de coordonnées mondial. En utilisant la base de données de cartographie, l'algorithme de mise en correspondance de carte place cette position calculée sur la carte. Le module d'avertissement de vitesse dans un virage anticipe sur la carte à partir de cette position calculée et calcule la liste de candidats de trajets de conduite prévus probables. Une fois que le trajet le plus probable est déterminé, un algorithme de courbure est appliqué à cette position MLP. Les valeurs de courbures résultantes, de même que la vitesse du véhicule, sont utilisées pour évaluer la menace et prendre une décision d'avertissement. Comme l'homme de l'art s'en rendra facilement compte, la description ci dessus est conçue comme une illustration d'une mise en oeuvre des principes de cette invention. Il n'est pas prévu que cette description limite la portée ou l'application de cette invention en ce que l'invention est susceptible de modifications, de variantes et de changements, sans s'écarter de l'esprit de cette invention. 6 REVENDICATIONS 1. Système destiné à avertir un conducteur d'un véhicule approchant d'un virage à une vitesse excessive, caractérisé en ce qu'il comprend: un module de positionnement de véhicule (14) qui détermine la position du véhicule dans un système de positionnement global ou mondial, un module de mise en correspondance de cartes (16) qui détermine la position du véhicule sur une carte sur la base de la position dans le système de positionnement global ou mondial, un module d'anticipation (18) qui anticipe sur la carte un virage, détermine une liste de candidats de trajets de conduite probables dans le virage, et détermine à partir de cette liste de candidats le trajet le plus probable du véhicule dans le virage, et un module d'avertissement (20) qui évalue la menace ou le risque que présente le virage qui arrive pour le véhicule. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un module d'intégration (12) qui reçoit des signaux de satellites par l'intermédiaire d'un dispositif de positionnement global ou mondial et complète les signaux de satellites par des signaux provenant d'un système de navigation inertielle (22) concernant le comportement du véhicule et fournit les signaux complétés au module de positionnement du véhicule (14). 3. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le module d'avertissement (20) calcule un point de courbure d'intérêt sur le trajet le plus probable. 4. Procédé destiné à avertir un conducteur d'un véhicule approchant d'un virage à une vitesse excessive, caractérisé en ce qu'il comprend: la détermination de la position du véhicule dans un système de positionnement global ou mondial, la détermination de la position du véhicule sur une carte, sur la base de la position dans le système de positionnement global ou mondial, le fait d'anticiper sur la carte un virage et de déterminer une liste de candidats de trajets de conduite probables dans le virage, et à partir de cette liste de candidats de déterminer le trajet le plus probable du véhicule dans le virage, et l'évaluation de la menace ou le risque que présente le virage pour le véhicule. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la détermination de la position du véhicule dans un système de positionnement mondial ou global comprend la réception de signaux de satellites par l'intermédiaire d'un dispositif de positionnement mondial ou global et le fait de compléter les signaux de satellites par des signaux provenant d'un système de navigation inertielle, concernant le comportement du véhicule.