Brevet FR2974936A1 — publié le 20121109

SYSTEME DE GUIDAGE AUTOMATIQUE DE VEHICULE ELECTRIQUE DANS UN ESPACE DEDIE AU STATIONNEMENT, VEHICULE ET PROCEDE ASSOCIES DESCRIPTION Domaine technique et art antérieur L'invention concerne un système de guidage automatique de véhicule électrique dans un espace dédié 10 au stationnement de véhicules, plus communément appelé parking. L'invention concerne également un véhicule électrique apte à être guidé par le système de guidage automatique de l'invention ainsi qu'un procédé de 15 guidage automatique de véhicule électrique dans un espace de stationnement. Des systèmes de transport automatique de véhicules sont connus de l'art antérieur. Un système connu comprend un système 20 électromécanique de déplacement qui assure l'acheminement du véhicule vers une place de parking vacante. Le véhicule est déposé à l'entrée du parking par son chauffeur et le système éléctromécanique de déplacement, de type noria ou transbordeur, assure 25 alors l'acheminement du véhicule sans chauffeur vers la place vacante. Un système d'insertion/extraction dépose le véhicule à sa place. Un tel système électromécanique de positionnement est complexe. Par ailleurs, l'entretien et la lenteur du mécanisme 30 d'insertion/extraction présente un réel inconvénient.5 2 Un autre système est connu de l'art antérieur, dans lequel, une fois son véhicule garé, le conducteur peut rejoindre des stations internes au parking et accéder à différents points de sortie prédéfinis par un système de navettes automatisées déclanché à la demande. Les navettes automatisées roulent alors sur une infrastructure dédiée. Ce système est bien adapté aux parkings de grandes dimensions. Il présente par contre l'inconvénient d'une installation lourde (navettes + infrastructure). De plus, la cohabitation au sein du parking des navettes et des véhicules est également un autre inconvénient. Le système de guidage automatique de véhicule de l'invention ne présente pas les inconvénients des systèmes de transport de véhicules mentionnés ci-dessus. Par ailleurs, dans les espaces dédiés au stationnement des véhicules, il existe souvent des zones difficiles d'accès. A ce jour, ces zones restent très souvent inoccupées, tant du fait de la difficulté qu'il y a à y accéder que du fait de l'insécurité qu'elles inspirent aux personnes craintives. Le système de guidage automatique de l'invention permet avantageusement d'utiliser ces zones difficiles d'accès. Exposé de l'invention L'invention concerne un système de guidage automatique de véhicule électrique dans un espace de stationnement, entre une place de stationnement initiale et une place de stationnement finale. Le système de guidage comprend : 3 - un parc de bornes comprenant, chacune, une balise apte à communiquer par voie hertzienne avec une balise du véhicule et une mire apte à être détectée par un dispositif de perception du véhicule, - un système de marquage qui définit, dans l'espace de stationnement, une pluralité de trajets de guidage de véhicule entre la place de stationnement initiale et la place de stationnement finale, chaque trajet de guidage de véhicule étant défini, de borne en borne, le long d'un ensemble de bornes du parc de bornes, un système de video-surveillance qui délivre des informations relatives au trafic présent dans l'espace de stationnement, un calculateur relié par des moyens de télécommunication au système de video-surveillance et aux bornes du parc de bornes et apte à définir, sur la base des informations délivrées par le système de videosurveillance, un trajet à accomplir par le véhicule parmi la pluralité de trajets de guidage, - des moyens aptes à transmettre, vers les balises des bornes de l'ensemble de bornes, des informations relatives au trajet à accomplir, et - des moyens de marquage du système de marquage situés entre les bornes de l'ensemble de bornes et aptes à être détectés par le dispositif de perception du véhicule. L'invention concerne également un véhicule électrique apte à être guidé dans un espace de stationnement par un système de guidage conforme à l'invention. Le véhicule comprend : 4 - une balise apte à recevoir les informations relatives au trajet à accomplir émises par voie hertzienne à partir des balises de borne, - un dispositif de perception apte à détecter les moyens de marquage du système de marquage situés entre les bornes de l'ensemble de bornes et les mires placées sur les bornes de l'ensemble de bornes, - un calculateur apte à recevoir les informations de trajet reçues par la balise du véhicule et les informations délivrées par le dispositif de perception et à délivrer des informations de guidage du véhicule, et - des moyens de guidage de véhicule aptes à commander le moteur et l'orientation du véhicule sur la base des informations de guidage délivrées par le calculateur du véhicule. L'invention concerne également un procédé de guidage automatique de véhicule électrique dans un espace de stationnement entre une place de stationnement initiale et une place de stationnement finale. Le procédé comprend au moins une étape de guidage élémentaire du véhicule, l'étape de guidage élémentaire consistant à guider le véhicule d'une première borne à une deuxième borne d'un ensemble de bornes et comprenant : - un stationnement du véhicule auprès de la première borne, - un chargement par voie hertzienne, dans le véhicule, à partir d'une balise émettrice située dans la première borne, d'un programme de déplacement du véhicule jusqu'à la place de stationnement finale, via la deuxième borne, le programme de déplacement du véhicule étant déterminé par un calculateur central sur la base d'informations de trafic délivrées par un système 5 de video-surveillance de l'espace de stationnement, un déplacement du véhicule vers la deuxième borne sur la base d'informations de marquage d'un système de marquage présent dans l'espace de stationnement, les informations de marquage étant détectées par un dispositif de perception du véhicule, et un positionnement du véhicule auprès de la deuxième borne, dès lors que le dispositif de perception du véhicule détecte une mire présente sur la deuxième borne. Selon une caractéristique supplémentaire de l'invention, lorsque le procédé comprend N étapes de guidage élémentaires successives, N étant un nombre entier supérieur ou égal à 2, le programme de déplacement du véhicule chargé dans le véhicule à l'étape de rang N est mis à jour comparativement au programme de déplacement du véhicule chargé dans le véhicule à l'étape de rang N-1 pour tenir compte d'événements particuliers survenus dans l'espace de stationnement entre l'étape de rang N et l'étape de rang N-1. 6 Brève description des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lumière de la description qui va suivre, faite en référence aux figures jointes parmi lesquelles : la figure 1 représente une borne du système de guidage automatique de l'invention et un véhicule situé auprès de la borne; et la figure 2 représente un système de guidage automatique de l'invention. Sur toutes les figures, les mêmes références désignent les mêmes éléments. Exposé détaillé de modes de réalisation particuliers La figure 1 représente une borne B du système de guidage automatique de l'invention et un véhicule V situé à proximité de la borne et apte à être guidé par le système de guidage automatique de l'invention. Les éléments que posséde un véhicule électrique V aptes à être guidé par le système de guidage de l'invention sont les suivants : un identifiant ID qui permet au sytème de guidage de reconnaître le véhicule, un dispositif P de perception placé à l'avant du véhicule, par exemple une caméra, apte à percevoir l'environnement vers l'avant du véhicule, un système T de traitement de signal apte à traiter le signal délivré par le dispositif P, une balise ou un badge BV de communication par ondes électromagnétiques haute fréquence, par 7 exemple une balise ou un badge DSRC (DSRC pour « Dedicated Short-Range Communications ») apte à émettre et recevoir des ondes électromagnétiques haute fréquence et à échanger des informations avec les bornes du sytème de guidage, - un calculateur électronique KV apte à calculer une trajectoire du véhicule sur la base des informations qu'il reçoit du système de traitement T et de la balise BV, - un ensemble D de circuits électriques et électroniques aptes à mettre en oeuvre un déplacement automatique du véhicule sur la base de la trajectoire calculée par le calculateur KV (direction électrique, pédale d'accélérateur et de frein à commande électrique, etc.), - un ensemble de capteurs d répartis sur la caisse du véhicule et aptes à détecter des obstacles situés à proximité du véhicule, et - des moyens de connexion kV aptes à amarrer le véhicule à une borne. Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, le véhicule électrique comprend une mire MV composée d'au moins quatre sources lumineuses, par exemple quatre diodes electroluminescentes L, situées à l'arrière du véhicule. Une borne B du système de guidage automatique de l'invention comprend les éléments suivants . - un calculateur KB relié, par des moyens de télécommunication F, à un calculateur central KC, 8 - une balise BC de communications apte à émettre et recevoir des ondes électromagnétiques haute fréquence, par exemple une balise DSRC, reliée au calculateur KB, - une mire MB composée d'au moins quatre sources lumineuses, par exemple quatre diodes electroluminescentes L, et - des moyens de connexion kB aptes à amarrer un véhicule à la borne. Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, la borne B comprend, en outre, des moyens aptes à alimenter en énergie électrique le véhicule électrique. Ces moyens sont constitués d'une alimentation électrique et d'un bras apte à transférer de l'énergie électrique au véhicule électrique. La figure 2 représente un système de guidage automatique de l'invention. Sur la figure 2, un véhicule V, guidé par le système de guidage de l'invention, est représenté en différents points du système de guidage. Le système de guidage de véhicule comprend un système de video-surveillance SV, un calculateur central KC, des moyens de télécommunication F, un ensemble de bornes Bi (B1, B2, ..., BN, ..., BM) , un ensemble de barrières bai (bal, bat) et un système M de marquage au sol. Le système de video-surveillance SV est apte à détecter en temps réel le trafic présent dans l'ensemble de l'espace de stationnement. Les informations délivrées par le système de video- surveillance SV sont transmises au calculateur central 9 KC via les moyens de télécommunication F. Les bornes Bi ainsi que les barrières bai sont également reliées au calculateur central KC par le réseau filaire F. Les barrières bai sont commandées par le calculateur central pour réguler la circulation des véhicules tant électriques que conventionnels, ainsi que pour assurer la sécurité des piétons dans le parking. Les barrières garantissent ainsi le bon déroulement des parcours qui sont calculés pour les véhicules électriques en contrôlant le parcours des véhicules conventionnels (barrières de paiement à l'entrée du parking, blocage des véhicules conventionnels susceptibles de croiser des véhicules électriques, etc.). Le guidage d'un véhicule V dans l'espace dédié au stationnement des voitures électriques est donné ci-dessous. Tout d'abord, le conducteur gare son véhicule dans une zone d'entrée ZE, auprès d'une borne B. Une fois le véhicule garé, le conducteur déclenche une demande de stationnement de véhicule via un interface situé, par exemple, sur la balise B. Cette demande est transmise, via les moyens de télécommunication F, vers le calculateur central KC. Le calculateur central KC détermine alors si une ou plusieurs places sont disponibles dans la zone de parking dédiée au garage des véhicules électriques. Dans l'affirmative, une place Pa est choisie parmi les places disponibles et un trajet apte à guider le véhicule de la zone d'entrée ZE à la place choisie Pa est calculé par le calculateur central KC. 10 Le calcul du trajet à parcourir est effectué en prenant en compte les informations délivrées par le système de video-surveillance (circulation d'autres véhicules électriques et/ou conventionnels qui se déplacent dans l'espace de stationnement, état « ouvert » ou « fermé » des barrières qui sont présentes dans l'espace de stationnement, position des différentes personnes se déplaçant dans l'espace de stationnement, etc.). Le trajet calculé se présente sous la forme d'une succession d'étapes, chaque étape consistant à guider le véhicule entre deux bornes successives. Une fois calculé, le trajet à parcourir est transmis, via les moyens de télécommunication F, au calculateur KB de la borne d'entrée B1r puis à la balise BC de communication de la borne B. La balise BC de communication de la borne B1 transmet alors par voie hertzienne à la balise BV du véhicule V un ordre de démarrage et les informations relatives au trajet à effectuer. L'ordre de démarrage et les informations relatives au trajet à effectuer sont ensuite transmis de la balise BV au calculateur KV, lequel déclenche le démarrage du véhicule afin que celui-ci parcoure le tronçon de trajet qui est prévu entre la borne d'entrée B1 et la première borne programmée B2. Simultanément au démarrage du véhicule, le dispositif P de perception du véhicule est activé afin que le véhicule puisse détecter le système de marquage M, par exemple des marques au sol, apte à guider le véhicule entre la borne B1 et la borne B2. Entre la borne B1 et la borne B2, le véhicule n'est plus en communication avec le 11 système de gestion centralisé et circule de façon autonome grace au système constitué du système de marquage M, du dispositif P de perception, du circuit de traitement T, de l'ordinateur KV, de l'ensemble de détecteurs d et de l'ensemble D de circuits électriques et électroniques qui commandent l'orientation et le moteur du véhicule. Par ailleurs, de façon connue en soi, l'odomètre du véhicule calcule la distance parcourue par le véhicule depuis la borne B1 et compare cette distance à la distance programmée connue qui sépare la borne B1 de la borne B2. Lorsque le véhicule V arrive à proximité de la borne B2, le dispositif P de perception détecte la mire MB qui appartient à cette borne. A titre d'exemple non limitatif, la mire MB est constituée de quatre diodes électroluminescentes non coplanaires et le dispostif de perception P est une caméra apte à détecter les quatre diodes électroluminescentes de la mire MB lorsque la distance entre le véhicule et la borne est suffisamment faible, par exemple inférieure ou égale à 5m. Dès que la mire MB est détectée par le dispositif P, le véhicule V se positionne près de la borne B2 selon un procédé de positionnement connu en soi (positionnement d'un objet par rapport à un repère défini par quatre points non coplanaires). Une fois le véhicule positionné par rapport à la borne B2, le calculateur du véhicule KB compare la distance parcourue par le véhicule depuis son départ avec la distance connue qui était programmée entre la borne B1 et la borne B2. 12 Si les distances concordent, la balise BV du véhicule se met en relation, via la balise BC de la borne B2, avec le calculateur central KC. Si aucun événement particulier n'est survenu dans le parking, les informations relatives au trajet qui reste à parcourir sont confirmées au calculateur KB de la borne B2. Par contre, si des événements particuliers sont survenus qui n'autorisent plus que le trajet initialement prévu soit accompli, le calculateur KC transmet au calculateur KB de la borne B2 des informations relatives à un autre trajet, lequel présente des modifications par rapport au trajet initial. Il est alors possible de programmer le véhicule jusqu'à une prochaine borne B3 différente de la borne initialement prévue. Comme cela a été mentionné précédemment, l'odomètre du véhicule mesure la distance pacourue depuis la borne B1 et compare cette distance avec la distance programmée connue qui sépare les bornes B1 et B2. S'il advient que, avant d'atteindre la borne B2, la distance parcourue par le véhicule dépasse la distance programmée d'une valeur prédéterminée, il est considéré que le véhicule n'a pas suivi le bon trajet. Le calculateur KV du véhicule déclenche alors l'arrêt de celui-ci. Le guidage du véhicule s'effectue ainsi, de borne en borne, jusqu'à atteindre la borne BN qui est associée à la place de parking P programmée. Pour se garer à la place P, le véhicule est guidée par la mire de la balise BN. Il se positionne alors de façon connue en soi comme cela a été décrit précédemment. Toutefois, 13 dans ce cas, le positionnement du véhicule par rapport à la borne s'effectue de façon a arrimer le véhicule à la borne. A cette fin, la borne BN et le véhicule V sont munis, chacun, d'un élément de connexion permettant de les relier physiquement l'un à l'autre. Par cette connexion physique du véhicule V à la borne BN, le véhicule est relié au calculateur central KC, via les moyens de télécommunication F. Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, les bornes associées aux places de parking P, telles que la borne BN, sont munies de moyens d'alimentation en énergie électrique. Il est alors possible de recharger, sur demande, les véhicules électriques en stationnement. Dès lors qu'une demande de charge en énergie électrique est transmise, via le calculateur central KC, à un véhicule arrimé à une borne (demande transmise soit à l'arrivée, soit au départ du véhicule), un bras articulé de la borne est déployé pour se connecter en un point d'entrée de la batterie électrique du véhicule. La quantité souhaitée d'énergie électrique est alors transmise, via le bras articulé, des moyens d'alimentation en énergie électrique de la borne vers la batterie électrique du véhicule. Selon un autre mode de réalisation particulier de l'invention, il est possible de garer des véhicules les uns derrière les autres à partir d'un premier véhicule arrimé à une borne. A cette fin, chaque véhicule comprend des moyens supplémentaires aptes à lui assurer un rôle de borne, à savoir : - une mire MV située à l'arrière du véhicule, et 14 - des moyens de connexion arrière permettant de lui arrimer un autre véhicule. La balise d'un véhicule à l'approche entre alors en contact avec la balise d'un véhicule déjà garé et le véhicule à l'approche utilise la mire MV du véhicule déjà garé pour se positionner. Une fois le véhicule qui était à l'approche arrimé, la mire du véhicule qui a servi de borne s'éteint et la mire du véhicule arrimé reste active aussi longtemps qu'aucun autre véhicule ne vient s'arrimer à lui. Lorsqu'un client souhaite récupérer un véhicule qui est garé, il entre en relation avec le calculateur central KC via un interface situé en zone de sortie, par exemple un pupitre de commande relié au calculateur central. Le client compose alors sur le pupitre le code d'identification ID du véhicule qu'il souhaite recupérer. A la réception du code calculateur central KC le véhicule est garé. Un calculé par le calculateur KC, sur la base des informations délivrées par le système de video-surveillance SV. Le trajet calculé est constitué d'une succession d'étapes entre la borne BN auprès de laquelle le véhicule est garé et une borne BM 25 située dans une zone de sortie ZS. De même que pour le trajet aller, chaque étape du trajet retour consiste à guider le véhicule de borne en borne. Un fois le trajet calculé, les informations relatives au trajet de retour et l'ordre de démarrage du véhicule garé sont 30 transmises au véhicule via le réseau filaire F et la borne BN. Une fois l'ordre de démarrage et les d'identification ID, identifie la place Pa trajet de retour est alors le où 15 informations relatives au trajet reçus par le calculateur du véhicule, le véhicule effectue le trajet de retour juqu'à la borne BM.5 REVENDICATIONS1. Système de guidage automatique de véhicule électrique dans un espace de stationnement, entre une place de stationnement initiale et une place de stationnement finale, caractérisé en ce qu'il comprend : - un parc de bornes (Bi) comprenant, chacune, une balise (BC) apte à communiquer par voie hertzienne avec une balise du véhicule et une mire (L) apte à être détectée par un dispositif de perception (P) du véhicule, - un système de marquage (M) qui définit, dans l'espace de stationnement, une pluralité de trajets de guidage de véhicule entre la place de stationnement initiale et la place de stationnement finale, chaque trajet de guidage de véhicule étant défini, de borne en borne, le long d'un ensemble de bornes du parc de bornes, - un système de video-surveillance (SV) qui délivre des informations relatives au trafic présent dans l'espace de stationnement, un calculateur (KC) relié par des moyens de télécommunication (F) au système de videosurveillance et aux bornes du parc de bornes et apte à définir, sur la base des informations délivrées par le système de video-surveillance (SV), un trajet à accomplir par le véhicule parmi la pluralité de trajets de guidage, - des moyens (F) aptes à transmettre, vers les balises des bornes de l'ensemble de bornes, des informations relatives au trajet à accomplir, et - des moyens de marquage du système de marquage (M) situés entre les bornes de l'ensemble de bornes et aptes à être détectés par le dispositif de perception(P) du véhicule. 2. Système de guidage selon la 10 revendication 1 dans lequel la balise est une balise DSRC. 3. Système de guidage selon l'une des revendications précédentes, dans lequel au moins une 15 borne de l'ensemble de bornes comprend des moyens pour arrimer le véhicule à la borne. 4. Système de guidage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé 20 en ce qu'il comprend des moyens (KC) pour comparer une distance parcourue par le véhicule à partir d'une borne avec une information de distance connue qui sépare deux bornes successives de l'ensemble de bornes. 25 5. Véhicule électrique apte à être guidé dans un espace de stationnement par un système de guidage conforme à la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend : - une balise (BV) apte à recevoir les informations 30 de trajet émise par voie hertzienne à partir des balises de borne (BC), 18 - un dispositif de perception (P) apte à détecter les moyens de marquage du système de marquage (M) situés entre les bornes de l'ensemble de bornes et les mires (MB) placées sur les bornes de l'ensemble de bornes, un calculateur (KV) apte à recevoir les informations de trajet reçues par la balise (BV) du véhicule et les informations délivrées par le dispositif de perception et à délivrer des informations de guidage du véhicule, et - des moyens de guidage de véhicule (D) aptes à commander le moteur et l'orientation du véhicule sur la base des informations de guidage délivrées par le calculateur du véhicule. 6. Véhicule selon la revendication 5 et qui comprend, en outre, des moyens aptes à arrimer le véhicule à une borne de l'ensemble de bornes située à proximité de la place de stationnement finale. 7. Véhicule selon la revendication 5 ou 6 et qui comprend, en outre, une mire (MV) située sur sa partie arrière. 25 8. Procédé de guidage automatique de véhicule électrique (V) dans un espace de stationnement entre une place de stationnement initiale et une place de stationnement finale, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une étape de guidage élémentaire du 30 véhicule, l'étape de guidage élémentaire consistant à guider le véhicule d'une première borne (B1) à une20 19 deuxième borne (B2) d'un ensemble de bornes (Bi) et comprenant : - un stationnement du véhicule auprès de la première borne, - un chargement par voie hertzienne, dans le véhicule, à partir d'une balise émettrice (BC) située dans la première borne (B1), d'un programme de déplacement du véhicule jusqu'à la place de stationnement finale, via la deuxième borne (B2), le programme de déplacement du véhicule étant déterminé par un calculateur central (KC) sur la base d'informations de trafic délivrées par un système de video-surveillance (SV) de l'espace de stationnement, - un déplacement du véhicule vers la deuxième borne (B2) sur la base d'informations de marquage d'un système de marquage (M) présent dans l'espace de stationnement, les informations de marquage étant détectées par un dispositif de perception (P) du véhicule, et - un positionnement du véhicule auprès de la deuxième borne, dès lors que le dispositif de perception (P) du véhicule détecte une mire (MB) présente sur la deuxième borne. 9. Procédé selon la revendication 8, dans lequel, lorsqu'il comprend N étapes de guidage élémentaires successives, N étant un nombre entier supérieur ou égal à 2, le programme de déplacement du véhicule chargé dans le véhicule à l'étape de rang N est mis à jour 20 comparativement au programme de déplacement du véhicule chargé dans le véhicule à l'étape de rang N-1 pour tenir compte d'événements particuliers survenus dans l'espace de stationnement entre l'étape de rang N et l'étape de rang N-1. 10. Procédé selon la revendication 8 ou 9 et qui comprend une étape d'arrimage du véhicule à une borne située au niveau de la place de stationnement finale. 11. Procédé selon la revendication 10 et qui comprend une étape de charge électrique du véhicule auprès de la borne située au niveau de la place de stationnement finale. 12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 8 à 11 et qui comprend une étape de comparaison qui compare la distance que parcourt le véhicule à partir de la première borne et la distance programmée qui sépare la deuxième borne de la première borne. 13. Procédé selon la revendication 12, dans lequel il est programmé que le véhicule s'arrête s'il résulte de la comparaison entre la distance que parcourt le véhicule et la distance programmée que la distance que parcourt le véhicule dépasse la distance programmée d'une valeur de seuil prédéterminée.25