Brevet FR3027109A1 — publié le 20160415

DETERMINATION D'UNE VITESSE OPTIMALE POUR UN VEHICULE AUTOMOBILE APPROCHANT D'UN FEU TRICOLORE La présente invention concerne de manière générale le domaine des véhicules automobiles, et plus précisément un procédé et un système embarqué permettant de déterminer la vitesse optimale à adopter par un véhicule automobile lorsque celui-ci approche d'un feu tricolore. On s'intéresse plus particulièrement dans la suite aux systèmes coopératifs routiers encore appelés systèmes de transport intelligent coopératifs (ou C-ITS, initiales anglo-saxonnes mises pour Co-operative Intelligent Transport Systems), qui sont basés sur une communication locale et directe entre les éléments du système (véhicules et unités d'infrastructure routière). Ainsi, certains systèmes embarqués développés par différents constructeurs automobiles se montrent de plus en plus complets et capables de communiquer avec les autres véhicules présents sur la route mais aussi avec les infrastructures publiques, comme les feux tricolores. Ces systèmes, connus sous la dénomination anglo-saxonne « Vehicle-to-X » ou « Car-to-X » (la lettre X représentant soit un autre véhicule, soit une infrastructure publique), utilisent un réseau de communication sans fil (par exemple cellulaire, W-LAN ou VANET) pour échanger des informations avec les infrastructures routières (feux, passages à niveau, travaux, etc.), et dialoguer en continu et en temps réel via ce réseau sans fil de façon à permettre au conducteur d'être averti des dangers avant même de les apercevoir, voire à permettre un véritable pilotage automatique avec des stratégies de décélération, d'accélération, d'arrêt et de redémarrage ne nécessitant plus l'intervention du conducteur. Comme illustré schématiquement sur la figure 1, un système 30 coopératif pour des applications relatives aux échanges d'informations entre un véhicule automobile 1 et un feu tricolore 2, comporte essentiellement : - une unité électronique (non représentée) fixée sur le feu tricolore 2, apte notamment à générer et à transmettre périodiquement des messages par 3027109 2 une liaison sans fil ; et - un module de bord embarqué sur le véhicule automobile comportant notamment un récepteur 10 apte à recevoir les messages, et un module de traitement (non représenté) pour extraire et traiter les données des messages 5 reçus en fonction de l'application visée. Les messages transmis par le feu tricolore, encore appelés messages SPAT (initiales anglo-saxonnes mises pour Signal Phase And Time Messages) comportent essentiellement des informations de localisation relatives à la position du feu, des informations d'état relatives à la phase (rouge, orange ou 10 vert) dans laquelle se trouve le feu, et des informations temporelles relatives aux instants auxquels les changements de phases sont prévus. Une première application possible concerne les véhicules automobiles autonomes équipés d'une fonctionnalité « Start and Go » visant à réduire la consommation du véhicule à l'arrêt aux feux tricolores. La diffusion de 15 l'information d'état du feu ainsi que des durées restantes pour les phases à un véhicule permet à celui-ci d'optimiser ces stratégies d'arrêt et de redémarrage. Par exemple, si le véhicule s'approche d'un feu au rouge, celui-ci remonte au véhicule l'information concernant la durée minimale à laquelle le feu va encore rester au rouge. À partir de cette information, il est possible au 20 calculateur de bord du véhicule de déterminer si l'arrêt du moteur va réduire ou non la consommation globale du véhicule en tenant compte de la phase de redémarrage qui s'ensuit. De même l'information transmise va servir pour optimiser l'instant du redémarrage qui sera déclenché quelques secondes avant le passage au vert. 25 Une autre application possible, dans laquelle s'inscrit plus particulièrement la présente invention, concerne les systèmes appelés GLOSA (initiales anglo-saxonnes mises pour Green Light Optimized Speed Advisory) ou "Onde verte", permettant au véhicule automobile de déterminer la vitesse optimale qu'il doit adopter à l'approche d'un feu pour passer le feu au vert, sans s'arrêter. Dans cette application, les feux tricolores d'un axe sont de préférence mis en réseau afin de leur permettre de se synchroniser. Les usagers sont informés sur la vitesse à adopter pour passer tous les feux suivants au vert. 3027109 3 La figure 2 illustre schématiquement les différentes étapes généralement mises en oeuvre par le module de traitement embarqué sur le véhicule 1 dans le cadre d'un algorithme 110 de type GLOSA, et telles que décrites notamment dans le document « Performance study of a Green Light 5 Optimized Speed Advisory (GLOSA) Application Using an Integrative Cooperative ITS Simulation Platform » (Katsaros et al, 2011 IEEE - 978-14577-9538-2/11) : Le traitement débute par la réception d'un message SPAT (étape 100) par le récepteur 10 embarqué, pour l'extraction des informations contenues 10 dans le message. En utilisant l'information de localisation transmise par le feu, et connaissant la position du véhicule, le module de traitement peut calculer la distance totale DTL du parcours séparant le véhicule automobile 1 du feu tricolore 2 (étape 111). Connaissant par ailleurs la vitesse courante Uo du véhicule 1 et son accélération courante ao, le module de traitement procède 15 alors à une estimation du temps TTL nécessaire pour que le véhicule automobile 1 parcoure cette distance totale DTL (Etape 112). Cette estimation se fait généralement en utilisant le système d'équations suivant : TTL = si ao =0 ATL T - TTL UO U20 2DTL si ao * 0 ao a0 a0 20 A l'issue du traitement, le module de traitement est apte à fournir une vitesse conseillée VG en fonction de l'état occupé par le feu tricolore 2 au bout du temps estimé TTL (étape 119), et en tenant compte de préférence à des informations Umin, Umax correspondant à des limitations de vitesses respectivement minimum et maximum de la route empruntée, lorsqu'elles 25 sont connues. Par exemple, si le feu tricolore 2 est censé être à l'état vert à l'issue du temps TTL, le véhicule pourra continuer de rouler en atteignant si possible la limitation de vitesse maximum Umax (étapes 113 et 114). Si le feu tricolore 2 3027109 4 est censé être à l'état rouge à l'issue du temps TTL, le système estimera une vitesse Ut selon la relation : Ut 2XDTL Uo TTL + TR dans laquelle TR correspond à la durée supplémentaire nécessaire pour que le 5 feu passe au vert (étapes 115 et 116). Enfin, si le feu tricolore 2 est censé être à l'état orange à l'issue du temps TTL, le système estimera une vitesse Ut selon la relation : U = 2xD TL t TTL + TR + T0 0 dans laquelle TR To correspond à la durée supplémentaire nécessaire pour 10 que le feu passe au vert (étapes 117 et 118). Un inconvénient de l'algorithme GLOSA est qu'il ne tient pas suffisamment compte de l'environnement du véhicule 1. En particulier, même si le système dispose des valeurs Umin et Umar, il ne prend pas en compte le 15 fait que plusieurs limitations de vitesse peuvent intervenir dans le parcours séparant le véhicule automobile du feu tricolore. En outre, il ne prend pas en considération d'autres données environnementales importantes comme la présence d'un autre véhicule sur le parcours. Il en résulte que la vitesse VG conseillée par le système GLOSA n'est en fait pas toujours adaptée à la 20 situation rencontrée. La présente invention a pour but de proposer une solution qui améliore la précision de la vitesse optimale finalement délivrée au véhicule automobile à partir d'un système de type GLOSA. Pour ce faire, l'invention propose d'utiliser des informations disponibles 25 par ailleurs provenant d'autres systèmes embarqués sur le véhicule. Plus précisément, la présente invention a pour premier objet un procédé pour la détermination d'une vitesse optimale à adopter par un véhicule automobile lorsque ledit véhicule automobile approche d'un feu tricolore, ladite vitesse optimale étant fonction d'une vitesse conseillée 3027109 5 estimée par un premier système embarqué, sur réception d'un message émis par ledit feu tricolore à partir d'une détermination d'une distance totale du parcours séparant le véhicule automobile du feu tricolore, d'une estimation du temps nécessaire pour que le véhicule automobile parcoure ladite 5 distance totale et d'une détermination d'une vitesse conseillée en fonction de l'état occupé par le feu tricolore au bout du temps estimé, le procédé étant caractérisé en ce que ladite vitesse conseillée et/ou ladite vitesse optimale est également fonction d'au moins une limitation de vitesse obtenue par l'intermédiaire d'un deuxième système embarqué sur ledit véhicule 10 automobile. Dans une implémentation possible du procédé, ladite distance totale du parcours est décomposable en une succession de tronçons de route, et ladite vitesse conseillée est fonction d'une pluralité de limitations de vitesse obtenues par l'intermédiaire du deuxième système embarqué, chaque 15 limitation de vitesse correspondant à une valeur de vitesse maximale règlementaire autorisée sur chaque tronçon de ladite succession de tronçons de route. Le temps nécessaire pour que le véhicule automobile parcoure ladite distance totale est par exemple estimé par le premier système embarqué 20 selon la relation : L. , MINISL.; U 0 dans laquelle Li correspond à une longueur de chaque tronçon i associé à une valeur de vitesse maximale règlementaire S14, et UO est la vitesse courante du véhicule automobile. 25 La longueur de chaque tronçon et la valeur de vitesse maximale règlementaire associée à chaque tronçon sont délivrées de préférence par un système de navigation formant ledit deuxième système et comportant un récepteur embarqué sur le véhicule automobile. Dans une autre implémentation possible, le deuxième système 30 embarqué est un système régulateur de vitesse apte à détecter la présence et à estimer la vitesse d'un véhicule tiers à l'avant dudit véhicule automobile, et 3027109 6 ladite au moins une limitation de vitesse correspond à la vitesse estimée du véhicule tiers. Ladite vitesse optimale peut être déterminée en prenant la valeur minimale entre ladite vitesse estimée du véhicule tiers et la vitesse conseillée. 5 L'invention a également pour objet un système pour la détermination d'une vitesse optimale à adopter par un véhicule automobile lorsque ledit véhicule automobile approche d'un feu tricolore, ladite vitesse optimale étant fonction d'une vitesse conseillée estimée par un premier système embarqué, 10 sur réception d'un message émis par ledit feu tricolore à partir d'une détermination d'une distance totale du parcours séparant le véhicule automobile du feu tricolore, d'une estimation du temps nécessaire pour que le véhicule automobile parcoure ladite distance totale et d'une détermination d'une vitesse conseillée en fonction de l'état occupé par le feu tricolore au bout 15 du temps estimé, le système étant caractérisé en ce qu'il détermine ladite vitesse conseillée et/ou ladite vitesse optimale également en fonction d'au moins une limitation de vitesse obtenue par l'intermédiaire d'un deuxième système embarqué sur ledit véhicule automobile. Dans un premier mode de réalisation possible, le deuxième système 20 embarqué est un système de navigation apte à délivrer la longueur de chaque tronçon d'une succession de tronçons de route décomposant ladite distance totale du parcours, et une valeur de vitesse maximale règlementaire associée à chaque tronçon. Le premier système peut alors estimer le temps nécessaire pour que le véhicule automobile parcoure ladite distance totale en fonction de 25 la longueur et de la vitesse règlementaire associées à chaque tronçon. Dans un deuxième mode de réalisation possible, le deuxième système embarqué est un système régulateur de vitesse apte à détecter la présence et à estimer la vitesse d'un véhicule tiers à l'avant dudit véhicule automobile, et en ce qu'il détermine ladite vitesse optimale en fonction de ladite vitesse 30 conseillée par le premier système et de la vitesse estimée du véhicule tiers. A noter que les deux modes de réalisation ne sont pas exclusifs, et peuvent très bien être combinés en un système qui utiliserait à la fois les données fournies par un système de navigation pour optimiser la valeur de la 3027109 7 vitesse conseillée par le système GLOSA, à partir d'une meilleure estimation du temps de parcours, et les données fournies par un système régulateur de vitesse pour prendre en compte une contrainte liée à la présence d'un véhicule tiers. 5 L'invention sera mieux comprise au vu de la description suivante, faite en référence aux figures annexées, dans lesquelles : - la figure 1 illustre schématiquement un véhicule automobile équipé d'un système selon l'invention, à l'approche d'un feu tricolore ; 10 - la figure 2 donne un synoptique simplifié d'un algorithme GLOSA connu ; - les figures 3a et 3b expliquent un exemple de mise en oeuvre du procédé utilisant les données fournies par un système de navigation ; - les figures 4a et 4b expliquent un exemple de mise en oeuvre du 15 procédé utilisant les données fournies par un système régulateur de vitesse. Dans la suite, les éléments communs aux différentes figures portent les mêmes références. 20 L'invention part donc du constat que la plupart des véhicules est équipée à ce jour d'autres systèmes d'aide à la conduite, tels qu'un système de navigation du type GPS, et/ou d'un système régulateur de vitesse. Ainsi, en référence à la figure 1, le véhicule automobile 1 dispose en 25 général également : - pour l'aide à la navigation, d'un récepteur 11, par exemple un récepteur de signaux satellites de type GPS ; et/ou - pour la régulation de vitesse, d'un capteur 12 tel qu'une caméra ou un radar, qui permet de surveiller l'espace situé devant le véhicule 1, et 30 calculer la distance, la direction et la vitesse de véhicules tiers qui le précèdent. 3027109 8 La présence d'un et/ou des deux systèmes supplémentaires embarqués sur le véhicule automobile va pouvoir être mise à profit pour affiner la vitesse conseillée VG donnée par le système GLOSA 10, comme cela va être décrit à l'aide des diverses situations non limitatives suivantes : 5 La figure 3a illustre en particulier le cas où plusieurs limitations de vitesse, représentées ici par deux panneaux de signalisation 3 (l'un à 70 km/heure, l'autre à 50 km/heure), sont présentes sur le parcours de distance DTL séparant le véhicule automobile 1 du feu tricolore 2. En d'autres termes, le parcours de distance totale DTL est 10 décomposable en une succession de tronçons de route, dans notre exemple deux tronçons de longueur respective L1 et L2, chaque tronçon étant associé à une valeur de vitesse maximale règlementaire autorisée pour le tronçon, à savoir 70 km/heure pour le tronçon de longueur L1, et 50 km/heure pour le tronçon de longueur L2. Or, ces données peuvent être extraites du système de 15 navigation puisque ce dernier sait anticiper le parcours que va suivre le véhicule automobile, et dispose en général, dans sa base de données cartographique, des informations de longueur de tronçons et des limitations de vitesse règlementaires associées. Plutôt que de ne tenir compte que de la vitesse Uo courante du 20 véhicule automobile 1pour l'estimation du temps TTL de parcours (étape 112 sur la figure 1), la présente invention propose, comme illustré sur la figure 3b de modifier cette étape 112 pour qu'elle prenne en compte tous les couples longueur de tronçon/limitation de vitesse règlementaire associée fournis par le système 11 de navigation. 25 Le temps TTL nécessaire pour que le véhicule automobile 1 parcoure la distance totale DTL est estimé par le premier système embarqué 10 en appliquant de préférence la selon la relation : L. 1 ' TTL - MIN(SLi; U0 3027109 9 dans laquelle 1_, correspond à une longueur de chaque tronçon i associé à une valeur de vitesse maximale règlementaire SL,, et Uo est la vitesse courante du véhicule automobile. 5 Dans une variante de réalisation, les couples (SLi, Li) peuvent être fournis par un système autre qu'un système de navigation, par exemple un système d'imagerie à partir d'images captées par une caméra embarquée, apte à reconnaître les panneaux de signalisation 3 disposés sur la route. Dans tous les cas, on obtient une vitesse conseillée VG à l'issue de 10 l'algorithme de traitement GLOSA plus fiable. La figure 4a illustre une autre situation dans laquelle un véhicule tiers 4 est présent sur le parcours séparant le véhicule automobile 1 du feu tricolore 2. Dans ce cas, ce véhicule tiers 4 sera détecté par le système de régulation 15 de vitesse 12 qui sera à même de délivrer la vitesse VF de ce véhicule tiers 4. Une première possibilité conforme à l'invention, et illustrée schématiquement sur la figure 4b consiste à déterminer, lors d'une étape 150, une vitesse optimale Vop-r à adopter par le véhicule en prenant la valeur minimale entre la vitesse VF estimée du véhicule tiers 4 et la vitesse conseillée 20 VG par le système GLOSA. Une autre possibilité consisterait à affiner l'étape d'estimation 112 du temps de parcours TTC en prenant également en compte la vitesse VF estimée du véhicule tiers. Les différents systèmes présentés ci-dessus peuvent, sans départir du 25 cadre de l'invention, être combinés. REVENDICATIONS1. Procédé pour la détermination d'une vitesse optimale (Von) à adopter par un véhicule automobile (1) lorsque ledit véhicule automobile (1) approche d'un feu tricolore (2), ladite vitesse optimale (Vop-r) étant fonction d'une vitesse conseillée (VG) estimée par un premier système (10) embarqué, sur réception d'un message émis par ledit feu tricolore (2) à partir d'une détermination d'une distance totale (DTL) du parcours séparant le véhicule automobile (1) du feu tricolore (2), d'une estimation du temps (TTL) nécessaire pour que le véhicule automobile (1) parcoure ladite distance totale (DTL) et d'une détermination d'une vitesse conseillée (VG) en fonction de l'état occupé par le feu tricolore (2) au bout du temps estimé (TTL), le procédé étant caractérisé en ce que ladite vitesse conseillée (VG) et/ou ladite vitesse optimale (Von) est également fonction d'au moins une limitation de vitesse (Li, ; VF) obtenue par l'intermédiaire d'un deuxième système (11 ; 12) embarqué sur ledit véhicule automobile. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite distance totale (DTL) du parcours est décomposable en une succession de tronçons de route, et en ce que ladite vitesse conseillée (VG) est fonction d'une pluralité de limitations de vitesse obtenues par l'intermédiaire du deuxième système (11) embarqué, chaque limitation de vitesse correspondant à une valeur de vitesse maximale règlementaire (SLi) autorisée sur chaque tronçon de ladite succession de tronçons de route. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le temps (TTL) nécessaire pour que le véhicule automobile (1) parcoure ladite distance totale (DTL) est estimé par le premier système embarqué (10) selon la relation : 3027109 11 L. 1\411.1(SL.;u0 ) dans laquelle Li correspond à une longueur de chaque tronçon i associé à une valeur de vitesse maximale règlementaire SLi, et Uo est la vitesse courante du véhicule automobile. 5 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la longueur de chaque tronçon et la valeur de vitesse maximale règlementaire (SL1) associée à chaque tronçon sont délivrées par un système de navigation formant ledit deuxième système et comportant un récepteur (11) embarqué sur le véhicule automobile (1). 10 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le deuxième système embarqué est un système (12) régulateur de vitesse apte à détecter la présence et à estimer la vitesse (VF) d'un véhicule tiers (4) à l'avant dudit véhicule automobile (1), et en ce que ladite au moins une limitation de vitesse correspond à la vitesse (VF) estimée du véhicule 15 tiers (3). 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite vitesse optimale (Von) est déterminée en prenant la valeur minimale entre ladite vitesse (VF) estimée du véhicule tiers (4) et la vitesse conseillée (VG). 20 7. Système pour la détermination d'une vitesse optimale (Von) à adopter par un véhicule automobile (1) lorsque ledit véhicule automobile (1) approche d'un feu tricolore (2), ladite vitesse optimale (Von) étant fonction d'une vitesse conseillée (VG) estimée par un premier système (10) embarqué, sur réception d'un message émis par ledit feu tricolore 25 (2) à partir d'une détermination d'une distance totale (DTL) du parcours séparant le véhicule automobile (1) du feu tricolore (2), d'une estimation du temps (TTC) nécessaire pour que le véhicule automobile (1) parcoure ladite distance totale (DTL) et d'une détermination d'une 3027109 12 vitesse conseillée (VG) en fonction de l'état occupé par le feu tricolore (2) au bout du temps estimé (TTL), le système étant caractérisé en ce qu'il détermine ladite vitesse conseillée (VG) et/ou ladite vitesse optimale (VoFT) également en fonction d'au moins une limitation de 5 vitesse (L1, SLI ; VF) obtenue par l'intermédiaire d'un deuxième système (11 ;12) embarqué sur ledit véhicule automobile (1). 8. Système selon la revendication 7, caractérisé en ce que le deuxième système embarqué est un système de navigation (11) apte à délivrer la longueur de chaque tronçon d'une succession de tronçons de route 10 décomposant ladite distance totale (DTA) du parcours, et une valeur de vitesse maximale règlementaire (S14) associée à chaque tronçon, et en ce que le premier système (10) est apte à estimer le temps (TTL) nécessaire pour que le véhicule automobile (1) parcoure ladite distance totale (DTA) en fonction de la longueur et de la vitesse règlementaire 15 associées à chaque tronçon. 9. Système selon la revendication 7, caractérisé en ce que le deuxième système embarqué est un système régulateur de vitesse (12) apte à détecter la présence et à estimer la vitesse (VF) d'un véhicule tiers (4) à l'avant dudit véhicule automobile (1), et en ce qu'il détermine ladite 20 vitesse optimale (VoFT) en fonction de ladite vitesse conseillée (VG) par le premier système (10) et de la vitesse (VF) estimée du véhicule tiers (4).