Brevet FR2860906A1 — publié le 20050415

DESCRIPTION La présente invention concerne un dispositif d'aide à la conduite des véhicules routiers. Chaque année, de nombreuses vies et destins sont brisés dans des accidents de la route par la faute des conducteurs qui ne respectent pas la signalisation. Le non-respect de la signalisation est dû à l'inattention, à la distraction, à la somnolence etc Réduire le nombre de morts sur les routes n'est pas seulement une cause nationale mais aussi internationale. (40000 morts annuellement uniquement en Europe, sans compter les blessés et handicapés à vie.) L'invention a pour objectif de remédier à ce fléau en attirant l'attention des conducteurs sur la signalisation routière verticale ou horizontale qui vient d'être abordée, en la reproduisant sur un écran situé sur le tableau de bord du véhicule. Un signal modulé est émis préalablement à la diffusion d'un message vocal. Le but final est de rappeler au conducteur l'obligation de respecter le code de la route afin de sauver un maximum de vies humaines. La sélection des signalisations retenues est de la responsabilité des pouvoirs publiques des pays qui adopteront le système. Doivent être retenues en priorité les signalisations qui informent le conducteur d'une interdiction, d'une obligation (priorité ...) ou d'un danger. Dans le projet présenté, l'accent est mis en particulier sur le contrôle de la vitesse en temps réel, la vitesse étant source de très nombreux accidents. A ce jour, de multiples études sont menées par de nombreux laboratoires. Les projets en cours d'étude font appel à des techniques de pointe (cameras vidéo et traitement de l'image, GPS associé à des bases de données...) Les solutions envisagées ne sont pas encore opérationnelles en dehors des centres de recherches. Le dispositif proposé fait appel aux technologies de l'identification par radiofréquences RFID (Radio Frequency Identification) d'une part et au traitement de l'information par microprocesseur d'autre part. Le dispositif est constitué des éléments suivants. (Voir organigramme joint.) : Un transpondeur passif (1) (transmetteur-répondeur) Cet élément est une puce électronique, technologie ASIC (Application Software Integrated Circuit) ayant fonction de récepteur émetteur. Le transpondeur est un élément non embarqué, inséré dans la chaussée à la hauteur d'une signalisation routière. La puce contient une mémoire où est inscrit le code propre à la signalisation abordée. Le transpondeur devient actif à la réception du champ électromagnétique émis par le lecteur (voir l'élément suivant) Ayant l'énergie nécessaire, le transpondeur émet le contenu de sa mémoire. L'information codée inscrite dans la mémoire du transpondeur se présente sous la forme d'un préfixe suivi du code propre à la signalisation abordée. Le but du préfixe est de personnaliser le code de la signalisation selon qu'elle s'adresse à un véhicule de tourisme ou de faible tonnage (VL), à un poids lourd (PL), à un transport en commun (TC) ou enfin à un transport de matières dangereuses (TD). Si la signalisation s'adresse à tous les véhicules, le préfixe est égal à 00 . Si la signalisation ne s'adresse qu'aux poids lourds (limitation de tonnage ou de gabarit) le préfixe est égal à PL . L'attribution des préfixes peut être définie uniquement lors de la rédaction des logiciels de traitement des informations lues mais n'est pas abordée dans les pages qui suivent. Chaque pays ayant une codification différente pour sa signalisation, il importe qu'il y ait une normalisation pour les fabricants des transpondeurs. Exemple: en France, un panneau signalant une interdiction de tourner à gauche peut avoir (au moins) deux références, à savoir une alphanumérique B2a et une numérique 2091 . Il y donc lieu de prévoir une référence internationale qui peut être celle du fabricant de transpondeurs. Les constructeurs devront donc se plier à une même règle sinon ce sera la Tour de Babel sur les routes. Un transpondeur doté d'un capteur de température (2) signale une chaussée verglacée. Il s'agit dans ce cas là d'un transpondeur identique à ceux utilisés précédemment, mais dans lequel est intégré un capteur de température (thermistance) et son circuit de contrôle. Le circuit de contrôle est conçu pour basculer à une température de 3 C à 4 C, (37 F à 39 F) température en dessous de laquelle la chaussée peut être verglacée. Si la température est en dessous du seuil des 3 à 4 C, le circuit de contrôle permet au transpondeur d'émettre le code signalant la possibilité d'une route verglacée. Au-dessus de ce seuil, le transpondeur a son émission neutralisée. Une attention particulière doit être prise quant à l'implantation des transpondeurs sur la chaussée; en effet, certaines règles dictées par le constructeur doivent être respectées. Les transpondeurs ne doivent pas être lus par les véhicules venant en sens inverse. Il y a un cas de signalisation qu'il est particulièrement important de noter, et qui pose un problème, c'est le sens interdit pris à contre sens, (cas de la bretelle de sortie d'autoroute par exemple) Le problème est que le transpondeur est lisible par l'équipement dans n'importe quel sens de 5 circulation. Il faut donc que l'équipement installé puisse faire la différence entre le bon et le mauvais sens de circulation. (Par équipement il faut comprendre le ou les transpondeurs enrobés dans la chaussée et les matériels embarqués qui sont décrits dans les chapitres qui suivent) Il y a une solution à ce problème: - Deux modèles de transpondeurs seront utilisés, (modèles différents par le code contenu dans la puce) : - Un transpondeur, appelons le A, qui indique de par son code le sens interdit. - Un transpondeur, appelons le B, qui indique de par son code le message suivant: la signalisation qui suit signale un sens interdit dont il ne faut pas tenir compte . L'implantation sur la chaussée est faite de telle sorte qu'un véhicule qui circule dans le bon sens de la circulation va rencontrer en premier le transpondeur B qui signale un sens interdit dont il ne faut pas tenir compte , puis en second le transpondeur A qui signale le sens interdit. Le logiciel ne va donc ni déclencher l'alarme ni émettre un message. Par contre, un véhicule qui circule dans le mauvais sens de circulation rencontre en premier le transpondeur A. Le logiciel va dans ce cas déclencher une alarme et émettre un message d'alerte urgente. En résumé, le couple de transpondeurs A-B n'a une action que si la lecture se fait dans le sens A puis B. Les éléments qui suivent sont embarqués à bord des véhicules. Un lecteur-décodeur (3). Cet élément est un émetteur-récepteur. Les trois fonctions remplies par le lecteur-décodeur sont: Tout d'abord d'émettre l'énergie nécessaire au transpondeur pour lui permettre d'être activé. Ensuite de fonctionner en tant que récepteur en démodulant les signaux reçus du transpondeur. Enfin de mettre en forme l'information binaire démodulée pour l'envoyer sur l'interface du microprocesseur (voir l'élément suivant) Le lecteurdécodeur peut converser avec le microprocesseur (élément suivant) grâce à son interface série. Un microprocesseur (4). Cet élément traite le code reçu du lecteur qui est celui de la signalisation abordée. L'architecture RISC, (Reduced Instruction Set Computer), est celle prévue pour la programmation des logiciels (22); tout autre langage de programmation peut être utilisé. Le langage proposé présente de nombreux avantages connus (rapidité et simplicité en particulier). Dans le but, de pouvoir interconnecter le microprocesseur aux mitrés matériels embarqués, il est prévu que celui-ci dispose du bus CAN (Controller Area Network), standard de communications retenu par les constructeurs et équipementiers de l'industrie automobile. Il importe que les logiciels (22) puissent être mis à jour (21) pour être en accord avec les évolutions probables des signalisations et des législations. Le microprocesseur détermine les actions et les décisions à prendre suite au décodage de l'information reçue. Ces actions et décisions sont décrites dans les lignes qui suivent: Un buzzer (5). Cet élément émet un signal modulé (bip-bip), alertant qu'une signalisation vient d'être abordée. Le conducteur est ainsi prévenu qu'un pictogramme vient d'être affiché et qu'un message vocal va être émis. Un haut-parleur (6). Cet élément est destiné à diffuser un message vocal clair et concis informant le conducteur sur la signification du panneau abordé; le message l'informe 20 également sur l'action à prendre. Un klaxon (7) Des warnings (8). Ces éléments sont particulièrement utiles. En effet, citons le cas, entre-autres, d'un véhicule remontant un sens interdit, il est alors nécessaire et indispensable que l'avertisseur sonore soit déclenché pour réveiller le conducteur et que les warnings (feux de détresse) soient allumés pour avertir les autres véhicules. Un afficheur (9). Cet élément est localisé sur le tableau de bord du véhicule, il affiche le pictogramme de la signalisation abordée. L'écran couleur est du type LCD (Liquid Crystal Display.) Il est prévu d'avoir dans certains cas un affichage clignotant, comme par exemple lorsque qu'un panneau stop est abordé dans le but d'attirer l'attention du conducteur d'une manière plus impérative. Un afficheur (10) dit tête haute ou HUD (Head Up Display). Cet élément est prévu à échéance pour remplacer le précédent type d'afficheur. Même remarque que précédemment en ce qui concerne l'affichage clignotant. L'avantage de cet affichage tête haute est de réduire le temps de lecture des informations en diminuant les temps d'adaptation de la vue au moment du détournement du regard de la route vers le tableau de bord et vice versa. Des études montrent qu'une demi-seconde peut être gagnée sur la lecture par rapport à l'affichage précédemment décrit. Avec l'HUD l'information est inscrite sur la route . Le point négatif à ce jour est son coût. Comme écrit plus haut, le microprocesseur peut prendre des décisions et aussi réaliser des contrôles. Les contrôles effectués portent essentiellement sur la vitesse du véhicule; les lignes qui suivent décrivent ces contrôles prévus: Neutralisation du cruise control (11). De plus en plus de véhicules sont équipés d'un dispositif qui maintient le véhicule à une vitesse constante. Si le véhicule aborde une zone à vitesse réduite, le logiciel est prévu pour désactiver cette fonction. Ce logiciel qui contrôle la vitesse du véhicule doit s'assurer si le cruise control est installé ou non. Lecture du tachymètre (12) : Pour vérification de la décélération du véhicule. Suite à la détection d'une signalisation imposant de réduire la vitesse du véhicule, il est prévu de contrôler celle ci par une lecture du tachymètre dans les secondes qui suivent et de constater que le véhicule est en phase de décélération. Si ce n'est pas le cas, une alarme est actionnée et un message vocal est émis à nouveau et cela d'une manière plus insistante et impérative. Cette fonction très importante l'est d'autant plus lorsque le véhicule approche d'un stop . Pour vérification de l'accélération du véhicule. Suite à la détection d'une signalisation imposant une vitesse minimum du véhicule, il est prévu de contrôler celle ci par une lecture du tachymètre dans les secondes qui suivent et de constater que le véhicule est en phase d'accélération. Pour vérification du respect des limitations de vitesse. Il est prévu de vérifier en temps réel par lecture du tachymètre que les limitations de vitesse (maximum ou minimum) sont respectées par le conducteur. Il importe qu'au moment de la configuration du dispositif, il soit pris en compte que les vitesses des véhicules peuvent être exprimées en kilomètres par heure (Km/h) ou en miles par heure (Mph). Le code contenu dans le transpondeur peut indiquer les contraintes de vitesse à la fois en Km/h et en Mph. Pour réaliser ce contrôle de vitesse, les responsables des infrastructures routières doivent insérer dans le revêtement des voies de circulations, (à proximité des zones accidentogènes, voies rapides et autoroutes,) des transpondeurs codés avec la vitesse maximum ou minimum autorisée. Il n'est pas nécessaire qu'il y ait un panneau rappelant la limitation de vitesse. A la lecture de ce code, le logiciel compare la vitesse réelle du véhicule avec celle imposée. S'il y a dépassement, le conducteur en infraction est alerté. Pour alerter le système de contrôle de l'accélérateur (13). Il est prévu par le bus CAN d'informer le contrôle automatique de la vitesse (conçu par le constructeur de véhicules) que les limitations de vitesse ne sont pas respectées. A charge pour le microprocesseur dédié au contrôle automatique de la vitesse de faire le nécessaire en fonction de l'environnement. Double affichage de la vitesse (14) Il est prévu de réaliser un double affichage à bord des transports en commun, celui-ci doit être visible par les passagers. Le premier affichage indique la vitesse autorisée sur le tronçon utilisé par le véhicule, le second affichage indique la vitesse réelle du véhicule. L'objectif est de responsabiliser les voyageurs. Un écran de contrôle du DADV (15) Device of Assistance to the Driving of Vehicles (Dispositif d'aide à la conduite des véhicules). La fonction de l'écran de contrôle est remplie par l'afficheur (LCD ou HUD) sur lequel défilent des menus. Ces menus posent des questions auxquelles l'installateur de l'équipement doit répondre par oui ou par non. Il a pour utilité de configurer (personnaliser) l'équipement installé : Configuration selon le pays (16) où circule le véhicule. Certains pays peuvent avoir des signalisations routières spécifiques à leur environnement ou à leur législation. Configuration selon la langue (17) du conducteur. Les messages doivent être compris quelle que soit la langue du conducteur. Configuration selon le type de véhicule (18) sur lequel l'équipement est installé. Plusieurs possibilités sont à prévoir: Véhicule de tourisme, poids lourds, transport en commun, véhicule transportant des matières dangereuses, (et peut-être motos.) Il doit être également indiqué si les vitesses sont exprimées en Km/h ou Mph. Configuration des caractéristiques d'un poids lourd (19) Les caractéristiques du poids lourd, (tonnage et gabarit) doivent être connues du logiciel. En effet, si une signalisation indique un gabarit ou un tonnage spécifique, il y a comparaison entre les caractéristiques enregistrées et la signalisation abordée. S'il y a danger, une alarme est actionnée et un message émis à l'attention du conducteur. Volume sonore des messages et alertes (20) Il est indispensable que les messages et alertes ne puissent pas être supprimés par le conducteur ou les passagers. Les messages et alertes doivent toujours être audibles; Il est donc prévu à cet effet un réglage minimum du volume en dessous duquel on ne peut descendre. Mise à niveau technique des données sur la signalisation (21) Pour tenir compte des très probables évolutions des signalisations et des législations, il est nécessaire de pouvoir mettre à jour les données, ainsi que les logiciels. Cette mise à jour peut être également nécessaire en raison de l'évolution des véhicules. A noter qu'il n'y a pas de bases de données embarquées dans les véhicules contenant les signalisations verticales et horizontales importantes rencontrées tout au log des routes. D'autres contrôles de la configuration du véhicule peuvent être installés en fonction de l'évolution des véhicules. (L'allumage et l'extinction des feux de croisement à l'entrée et à la sortie d'un tunnel par exemple, cette proposition peut être caduque si le code de la route prévoit que les feux de croisement doivent toujours être allumés.) L'invention proposée est baptisée: DADV: Device of Assistance to the Driving of Vehicles, (Dispositif d'aide à la conduite des véhicules) et présente les intérêts suivants: Tout d'abord il faut rappeler que cet équipement (DADV) fait appel à l'audition et à la vision, deux raisons majeures pour attirer l'attention du conducteur (et des passagers). Les transpondeurs sont opérationnels 24h/24h (100% du temps) et ne requièrent aucune maintenance. La fiabilité des transpondeurs est très élevée (selon le constructeur, plus d'une dizaine d'années); Lorsqu'ils sont morts de vieillesse il faut tout simplement les remplacer. Les transpondeurs sont concus pour travailler dans un milieu hostile et dans des conditions extrêmes. Ils fonctionnent quelles que soient les conditions atmosphériques (pluie, brouillard, chutes de neige), quelles que soient les conditions d'éclairage (obscurité ou brillant soleil), quel que soit l'état de la chaussée (inondée, couverte de neige ou de boue) et quel que soit l'état de la signalisation (graffitis, détériorations). Il faut noter que toutes les catégories de voies routières, de la route départementale à l'autoroute, peuvent être équipées de transpondeurs. Les coûts pour les autorités sont réduits compte tenu des quantités de transpondeurs utilisés par l'ensemble des pays qui adopteront le DADV. Les coûts pour les constructeurs de véhicules chutent aussi d'une manière très importante compte tenu également des quantités installées. Les différents contrôles de vitesse réalisés par le microprocesseur doivent inciter le 10 conducteur à être plus prudent et à prendre les décisions appropriées pour éviter une catastrophe, ce qui est le but de l'invention. L'ensemble des éléments qui constituent le DADV est disponible sur le marché. Les autorités des différents pays doivent fournir la liste des signalisations retenues, elles 15 doivent également agréer les textes des messages émis. La fréquence et la puissance radio utilisées par le lecteur doivent être agréées par l'Autorité de Régulation des Télécommunications en France et à l'échelon européen par l'European Telecommunications Standards Institute (ETSI). Les logiciels sont à développer une fois le projet adopté. Pièce jointe: Organigramme du DADV (1 page) FIN DU DOCUMENT 3 REVENDICATIONS 1) L'équipement DADV (Device of Assistance to the Driving of Vehicles) est destiné à inciter les conducteurs de véhicules routiers à respecter la signalisation routière dans le but de diminuer le nombre d'accidents. Il est caractérisé en ce qu'il comporte: Des transpondeurs passifs (1) insérés dans la chaussée qui disposent d'une puce 5 intégrée contenant le code correspondant à la signalisation routière abordée. Des transpondeurs passifs qui disposent de capteurs de température (2) (thermistance) intégrés pour signaler une chaussée verglacée. Un lecteur-décodeur (3) embarqué à bord du véhicule qui reçoit et transmet les données lues vers un microprocesseur. Un microprocesseur RISC (4) doté d'un logiciel (22) de programmation qui détermine les actions à prendre. Ce microprocesseur peut communiquer avec les autres microprocesseurs embarqués par le bus CAN (Controller Area Network) Un buzzer (5) qui émet un pré-signal (bip bip) modulé pour attirer l'attention du conducteur par le biais de l'audition. Un haut-parleur (6) qui diffuse un message vocal clair et concis. Un avertisseur sonore klaxon (7) qui alerte conducteur et autres usagers de la route que le véhicule est un danger potentiel. (sens interdit pris à contre sens) Des feux de détresse warnings (8) qui s'allument pour signaler le danger potentiel présenté par un véhicule. (sens interdit pris à contre sens) Un afficheur couleur (9) du type LCD (liquid Crystal Display) intégré au tableau de bord propre au véhicule qui attire l'attention du conducteur par le biais de la vision en affichant un pictogramme de la signalisation abordée. Un afficheur (10) dit tête haute (HUD: head up display) qui réduit les temps d'adaptation de la vue au moment du détournement du regard de la route vers le tableau de bord et vice et versa, dans le but de réduire les temps de lecture des informations. Un logiciel (22) (du microprocesseur) qui permet de réaliser: La neutralisation du croise control (11) La lecture du tachymètre (12) pour réaliser des contrôles de vitesse en temps réel du véhicule en vérifiant sa décélération ou son accélération. Le message d'alerte du système de contrôle de l'accélérateur (13). (Contrôle sous la responsabilité du constructeur du véhicule) Io Le pilotage du double affichage (14) de la vitesse à bord des transports en commun. Le premier affiche la vitesse autorisée, le second la vitesse réelle du véhicule. La configuration sur l'écran de contrôle (15) de l'équipement installé selon le 5 pays (16), selon la langue (17) du conducteur, selon le type de véhicule (18), selon les caractéristiques d'un poids lourd (19) Le contrôle du volume sonore des messages d'alerte (20). La mise à niveau technique des données sur la signalisation (21) 2) Equipement selon la revendication 1 caractérisé en ce que les transpondeurs passifs(2) disposent d'une puce contenant le code correspondant à la signalisation routière abordée. Ces transpondeurs sont implantés sur la chaussée à l'aplomb des signalisations retenues; ceux qui signalent une limitation de vitesse peuvent être installés d'une manière aléatoire le long des voies de circulation, dans le but de rappeler aux conducteurs les consignes de vitesses autorisées. 3) Equipement selon la revendication 1 caractérisé en ce que les transpondeurs passifs (3) disposent d'un capteur de température qui permet de signaler une route verglacée. Au dessus d'un seuil de température 3 C à 4 C, l'émission du transpondeur est neutralisée. 4) Equipement selon la revendication 1 caractérisé en ce que le microprocesseur RISC 20 (4) dispose d'un interface CAN pour pouvoir converser avec d'autres microprocesseurs embarqués. 5) Equipement selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'un buzzer (5) émet un bip bip pour prévenir le conducteur qu'un pictogramme représentant la signalisation abordée est affiché sur l'écran LCD (9) ou HUD (10); il est également prévenu qu'un 25 message vocal va être diffusé par le haut parleur (6) 6) Equipement selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'un haut parleur (6) diffuse un message clair et concis qui renseigne le conducteur sur la signalisation abordée et les mesures à prendre. 7) Equipement selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'un avertisseur sonore (7) est actionné pour alerter le conducteur qu'une infraction majeure vient d'être commise et qu'il y a urgence de réagir. Les autres usagers sont également avertis. (sens interdit pris à contre sens) 8) Equipement selon la revendication 1 caractérisé en ce que les feux de détresse (8) sont allumés ce qui permet de signaler aux autres usagers le véhicule dangereux. 9) Equipement selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'un afficheur (9) écran couleur type LCD affiche un pictogramme de la signalisation abordée. Cet affichage est clignotant pour les signalisations telles qu'un stop. 10) Equipement selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'un afficheur (10) couleur type HUD qui affiche sur la route un pictogramme de la signalisation abordée. Cet affichage est clignotant pour les signalisations telles qu'un stop. 11)Equipement selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il dispose d'un logiciel 10 (22) qui permet de décider les actions à prendre. 12)Equipement selon la revendication 1 caractérisé en ce que le logiciel (22) peut neutraliser le croise control (11) . 13) Equipement selon la revendication 1 caractérisé en ce que le logiciel (22) a la capacité de lire le tachymètre (12) (indicateur de vitesse) du véhicule. 14) Equipement selon la revendication 1 caractérisé en ce que le logiciel (22) a la possibilité de vérifier la décélération ou l'accélération du véhicule grâce à la lecture du tachymètre (12), pour être en accord avec la signalisation abordée. 15) Equipement selon la revendication 1 caractérisé en ce que le logiciel (22) peut alerter par le bus CAN le système de contrôle de l'accélérateur (13) (système conçu par le constructeur du véhicule) que les limitations de vitesse ne sont pas respectées. 16) Equipement selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il dispose dans les transports en commun d'un double affichage (14) de la vitesse. L'un affiche la vitesse autorisée, l'autre la vitesse réelle du véhicule. Ces affichages sont pilotés par le logiciel (22) du microprocesseur (4). 17) Equipement selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il dispose d'un écran de contrôle (15) sous la forme de menus affichés sur les afficheurs, l'écran LCD (9) ou HUD (10). 18)Equipement selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il dispose dans les menus affichés sur l'écran de contrôle (15) du moyen de sélectionner le pays (16) où circule 30 le véhicule. 19) Equipement selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il dispose dans les menus affichés sur l'écran de contrôle (15) du moyen de sélectionner la langue (17) du conducteur. 20) Equipement selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il dispose dans les menus affichés sur l'écran de contrôle (15) du moyen de sélectionner le type de véhicule(18), c'est à dire: véhicule léger, poids lourd, transport en commun, véhicule transportant des matières dangereuses. 21) Equipement selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il dispose dans les menus affichés sur l'écran de contrôle (15) du moyen de régler le volume sonore des messages et alertes (20). Il est prévu un réglage minimum du volume en dessous duquel on ne peut descendre afin que messages et alertes soient toujours audibles. 22) Equipement selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il dispose du moyen de mettre à jour (21) les logiciels (22) Pour tenir compte des futures évolutions des signalisations et des législations, il est nécessaire de pouvoir mettre à jour les données, ainsi que les logiciels. Cette mise à jour est également nécessaire en raison de l'évolution des véhicules. FIN DU DOCUMENT