Brevet FR3046395A1 — publié le 20170707

Véhicule autonome à compartiments DOMAINE ET CONTEXTE DE L'INVENTION L'invention concerne les véhicules autonomes, en particulier à compartiments. Ces derniers temps, grâce aux développements de divers capteurs intelligents, grâce à l'augmentation des puissances de calcul des microprocesseurs, grâce aux caméras vidéo et aux traitements élaborés d'images, on a assisté à l'émergence de véhicules automobiles dit autonomes, c'est-à-dire des véhicules automobiles sans conducteur humain (`driverless' en anglais), capables de percevoir leur environnement, de communiquer et de se déplacer en toute sécurité sur l'infrastructure routière (rues, routes, autoroutes). Par ailleurs, l'accroissement démographique et la densité des zones urbaines sont des facteurs qui poussent à abandonner l'usage des véhicules particuliers privés. Dans ce thème, on constate un engouement important pour les systèmes de co-voiturage et d'autopartage. On assiste donc à une pression pour utiliser de plus en plus des moyens de transport collectifs ou semi-collectifs. Enfin, parmi les facteurs importants, on note que les transports de personnes 'à la demande' (taxis, VTC, Uberpop) sont en augmentation et viennent compléter l'offre de transports planifiés (scheduled). Dans ce contexte, la demanderesse a conçu un nouveau type de véhicule. BREF EXPOSE DE L'INVENTION En effet, il est proposé un véhicule automobile de type minibus ou autobus, le véhicule étant un véhicule autonome, à savoir un véhicule motorisé et sans conducteur humain, capable de se déplacer sur le réseau de circulation routier et urbain, le véhicule comprenant un habitacle divisé en au moins deux compartiments pour passagers (Cl, C2, C3), chaque compartiment étant doté d'une porte (Pl, P2, P3) ouvrant sur l'extérieur, la porte comprenant un dispositif de verrouillage d'accès (L1, L2, L3) contrôlé par un calculateur central (20) du véhicule. Grâce à ces dispositions, on propose un moyen de transport semi collectif; avec plusieurs compartiments isolés, ce qui permet de recevoir une pluralité des passagers de façon indépendante, en fonction de diverses demandes de transports à la demande. En outre, les différents compartiments peuvent offrir des niveaux de prestations différents ce qui permet de proposer différents niveaux d'accueil, l'utilisation de chaque niveau peut être soumise à des tarifs différents. 3046395 2 Dans divers modes de réalisation de l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes : - les dispositifs de verrouillage d'accès des portes sont configurés pour pouvoir être contrôlés 5 indépendamment l'un de l'autre par le calculateur central du véhicule. On a ainsi comme avantage un accès spécifique à chaque compartiment. - les compartiments sont isolés, au moins phoniquement et/ou visuellement, entre eux. On a ainsi comme avantage : le(s) passager(s) d'un compartiment peuvent téléphoner, ou se parler, sans être entendu des passagers dans les autres compartiments et vice versa. 10 - chaque compartiment est équipé d'une caméra intérieure (8) au moins pour la détermination du nombre d'occupants dans le compartiment, On a ainsi comme avantage : le calculateur central 20 et le système de gestion à distance peuvent connaitre à tout moment le nombre de passager dans chaque compartiment. Vérification de la concordance de l'occupation avec le planning. 15 - le nombre de passagers peut être compris entre 6 et 30, de préférence de 8 à 12, le nombre de compartiment peut être compris entre 3 et 5. Avantageusement plusieurs capacités d'emport de passagers sont proposées, de la petite limousine au gros minibus ; on conserve en même temps une manoeuvrabilité urbaine satisfaisante, avec un gabarit notamment en longueur qui reste raisonnable. 20 - De plus, dans une configuration particulière, avec un accès spécifique depuis l'extérieur sans couloir intérieur, on obtient des compartiments spacieux dans un véhicule de gabarit routier léger standard d'environ 2 mètres de large. - on peut prévoir au moins un salon confort agencé dans la zone centrale du véhicule dans une partie moins sollicitée par les trépidations vibratoires et chocs remontant des roues. 25 On a ainsi comme avantage des vibrations réduites et confort amélioré. - on prévoit des salons de type 'tourisme' agencé aux extrémités avant et arrière du véhicule avec vision panoramique vers l'extérieur. On a ainsi comme avantage une vue panoramique pour les visiteurs touristiques. - le plancher est substantiellement plat, optionnellement la hauteur est suffisante pour se 30 tenir debout. On a ainsi comme avantage un accès facilité pour les personnes âgées et les personnes à mobilité réduite. - la motorisation électrique, les batteries (6) sont logées sous le plancher. Avantageusement on obtient un centre de gravité bas et une bonne stabilité. - les compartiments sont séparés par des cloisons pouvant être opaques, de préférence avec 3046395 3 des éléments mobiles ou à opacité pilotable, par exemple à rideaux pilotables, ou de parois vitrées à cristaux liquides pilotables électriquement ; On a ainsi comme avantage : intimité, confidentialité et sécurité des communications. - les cloisons peuvent être déplaçable pour permettre une reconfiguration des véhicules. 5 On a ainsi comme avantage une possible gestion dynamique de la flotte par le gestionnaire de flotte. - un des compartiments s'ouvre du côté arrière du véhicule avec une porte de dimension plus importante configurée pour le chargement d'objets volumineux. Avantageusement, le véhicule peut loger des bagages des passagers. 10 - Le véhicule peut comporter en outre un compartiment colis-relais. Avantageusement le véhicule peut servir de véhicule de livraison - au moins un des compartiments comporte une zone publique et une zone privée isolée de la zone publique ; On a ainsi comme avantage : optimisation de l'espace pour un véhicule de grande taille, gros minibus ou autocar. 15 Le véhicule peut comporter quatre roues motrices, et/ou quatre roues directrices. Avantageusement on peut avoir des moteurs électriques logés dans les roues, ce qui permet d'optimiser l'espace effectif utile pour les passagers. EXPOSE DES FIGURES D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la 20 description suivante d'une de ses formes de réalisation, donnée à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins joints, sur lesquels : La Figure 1 représente schématiquement une vue de côté d'un véhicule autonome compartimenté, selon un premier mode de réalisation. La Figure 2 représente schématiquement une vue de dessus du véhicule de la Figure 1. 25 La Figure 3 illustre un système de gestion dans lequel plusieurs véhicules autonomes comme celui illustré à la Figure 1 sont impliqués, La figure 4 illustre en vue de dessus des éléments d'instrumentation du véhicule de la Figure 1, La figure 5 illustre le parcours d'une mission du point A au point B 30 La Figure 6 représente schématiquement une vue de côté d'un véhicule autonome compartimenté, selon un second mode de réalisation. La Figure 7A représente schématiquement une vue de dessus du véhicule de la Figure 6. La Figure 7B illustre en vue de dessus les compartiments du véhicule de la Figure 6. 3046395 4 DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires. Selon un premier exemple de réalisation illustrée à la figure 1, on a représenté un véhicule 5 automobile 1 autonome, à savoir un véhicule motorisé et sans conducteur humain, capable de se déplacer sur le réseau de circulation routier et urbain. Ce véhicule 1 fait partie d'une flotte de véhicules automobiles autonomes capables d'être sollicités pour des transports à la demande. Autrement dit, il s'agit de véhicules similaire à des taxis, mais sans conducteur. En effet, grâce aux développements de divers capteurs intelligents, grâce à l'augmentation 10 des puissances de calcul des microprocesseurs, grâce aux caméras vidéo et aux traitements élaborés d'images, on a assisté récemment à l'émergence de tels véhicules automobiles dit autonomes, c'est-à-dire des véhicules automobiles sans conducteur humain (`driverless' en anglais), capables de percevoir leur environnement, de communiquer entre eux et avec l'infrastructure et de se déplacer en toute sécurité sur l'infrastructure routière (rues, routes, 15 autoroutes). Des exemples de telles réalisations sont divulgués dans les documents US8195394, US8849494, US9008890. Les véhicules autonomes sont gérés à distance par un serveur 7 en charge notamment d'attribuer des missions de transport à la demande à des véhicules en fonction de demandes faites par des utilisateurs 4. 20 L'accroissement de la densité des zones urbaines partout dans le monde conduit à une augmentation des besoins de transport à la demande ; pour ne pas trop accroître le nombre de véhicules répondant à ces besoins de transports à la demande, les inventeurs proposent d'utiliser un véhicule à compartiments, autrement dit un véhicule semi collectif tel que celui représenté aux figures 1 et 2. 25 C'est ainsi que dans l'habitacle du véhicule, on dispose un premier compartiment Cl représenté à gauche sur les figures, desservi par une porte Pi ouvrant sur l'extérieur. Dans ce premier compartiment Cl on trouve un fauteuil 13 et une table 14 avec un espace suffisant pour que l'occupant puisse travailler à l'aise pendant qu'il emprunte le moyen de transport formé par ce véhicule. 30 De façon similaire, du côté droit du véhicule on agence un autre compartiment C3, desservi par une porte P3 ouvrant sur l'extérieur. Enfin, nous trouvons dans la zone centrale du véhicule encore un autre compartiment C2, desservi par une porte P2. 3046395 5 Le compartiment C3 a un équipement analogue au compartiment Cl ; en revanche, le compartiment central a des places assises beaucoup plus serrées, et est plus représentatif d'un moyen de transport urbain dense comme un métro, avec des sièges étroits 15. On remarque que le nombre de compartiments pourrait être de 2, 3 ou 4 ou même plus de 5 4. Selon l'invention, le compartiment Cl est séparé du compartiment C2 par une cloison 9. De la même manière, le compartiment C2 est séparé du compartiment C3 par une cloison 9. D'une façon généralisée, les compartiments sont séparés les uns des autres par des cloisons ou parois 9. 10 Selon l'invention, on prévoit préférentiellement que toutes les portes d'accès vers l'extérieur P1,P2,P3 se situent d'un même côté latéral du véhicule. Plus particulièrement, on prévoit que toutes les portes d'accès s'ouvrent du côté du trottoir ; ceci en fonction du coté de circulation droite (ou gauche en UK). Astucieusement selon la présente invention, chaque porte P1,P2,P3 est dotée d'un 15 dispositif de verrouillage d'accès, lequel présente des états : un état de verrouillage dans lequel l'ouverture de la porte depuis l'extérieur est impossible et un état de déverrouillage dans lequel l'ouverture de la porte depuis l'extérieur est autorisé. Les dispositifs de verrouillage d'accès sont pilotés/commandés par un calculateur central 20 du véhicule. 20 Plus précisément, dans un mode normal de fonctionnement, les dispositifs de verrouillage d'accès sont pilotés/commandés indépendamment les uns des autres. Toutefois, une commande groupée généralisée est possible dans un mode de maintenance accessible au gestionnaire de flotte. Ainsi la première porte P1 comporte un premier dispositif de verrouillage d'accès Ll de 25 préférence électromécanique, ce dispositif est commandé par le calculateur central 20 du véhicule. Il en va de même pour la deuxième porte P2 qui comporte un deuxième dispositif de verrouillage d'accès L2 de préférence électromécanique, ce dispositif est également commandé par le calculateur central 20 du véhicule indépendamment du premier. 30 La troisième porte P3 est équipée d'un troisième dispositif de verrouillage d'accès L3 commandé indépendamment des autres par le calculateur central 20. Du côté où sont agencées les portes d'accès, on prévoit aussi un dispositif d'affichage (Display) pour chaque compartiment repéré Dl D2 D3 ; ces dispositifs peuvent être agencés au-dessus de la porte, sur la porte elle-même, ou à côté de la porte. Ces dispositifs d'affichage 3046395 6 seront préférentiellement des dispositifs à affichage variable, ou une grande diversité de messages peuvent être inscrits. Avantageusement selon la présente invention, les compartiments C1,C2,C3 sont isolés entre eux, au moins du point de vue phonique. 5 Optionnellement, on peut aussi prévoir une isolation optique, par exemple par des rideaux opaques pilotables et/ou mobiles, des stores orientables, des vitres à opacités contrôlable (réalisé par exemple par la mise sous tension de cristaux liquides dans la vitre) ou bien encore par une paroi vitrée facetisée. Par ailleurs, on note que le véhicule peut être à motorisation électrique ou à motorisation 10 thermique. On note encore que le véhicule 1 peut avoir un sens privilégié de déplacement, vers l'avant comme conventionnellement connu (avec marche arrière possible), ou bien le véhicule peut se déplacer indifféremment vers l'avant ou vers l'arrière dans des conditions similaires sans direction privilégiée de déplacement, dans ce cas on ne peut pas vraiment parler de partie 15 avant ou de partie arrière du véhicule. Dans le cas particulier préféré où la motorisation du véhicule est électrique, les batteries 6 sont avantageusement logées sous le plancher. Avantageusement le plancher est substantiellement plat. De plus, optionnellement la hauteur est suffisante pour que les 20 utilisateurs se tiennent debout. On note que dans une variante préférée, tous les compartiments sont au même niveau, il n'y a pas de marches ou d'escaliers. Le châssis du véhicule présente une rigidité structurelle importante dans le rectangle 25 central délimité par la position des roues 18, et présente une zone en porte-à-faux avant et arrière (côté gauche et droit aux figures) avec une exigence de rigidité moins élevée. A ces endroits, il est optionnellement prévu un compartiment de type colis-relais (livraison sélective de paquets), ou un compartiment à bagages, avec un accès large vers l'arrière (ou l'avant) pour pouvoir y charger des bagages encombrants des passagers occupants les autres 30 compartiments. Avantageusement on équipe chaque compartiment C1,C2,C3 ou bien le véhicule 1 dans son ensemble avec des moyens de communication sans fil de type Wifi 24 pour la mise à disposition des passagers de moyens de communication vers internet, de préférence à haut débit. 3046395 7 En outre, chaque compartiment C1,C2,C3 est équipé avantageusement d'une caméra vidéo 8. Cette caméra filme l'intérieur du compartiment et transmets les données à distance et au calculateur central 20. Le système de gestion peut ainsi recueillir les images des passagers qui montent à bord, les passagers présents, les passagers qui descendent. Le système de gestion 5 peut utiliser des processus de reconnaissance faciale. Avantageusement, le système peut repérer des intrus, voire les identifier. Dans tous les cas, la caméra 8 peut à minima déterminer à chaque instant le nombre de personnes dans le compartiment correspondant. 10 Pour les fonctions de pilotage en conduite autonome « driverless », le véhicule est équipé de divers capteurs 51,52,55 parmi lesquels radars/lidars, caméra(s) extérieure(s) en domaine visible, caméra(s) extérieure(s) en domaine infrarouge, capteurs télémètres ultrasonores, etc (cf Fig 4)... Les zones de couvertures 50 des équipements de vision se recouvrent pour avoir une vision 15 à 360°. On prévoit aussi une multitude zones de détection 54 à courte portée pour les petites manoeuvres. La perception de l'environnement, infrastructure, autres véhicules, piétons, sont des fonctions supposées connues et donc non décrites en détails ici. 20 On prévoit plusieurs niveaux d'équipement possibles pour les compartiments, avec par exemple au minimum une prise électrique type 220V, une ou plusieurs lumière d'ambiance et/ou de lecture, de la musique douce d'ambiance, une mini fontaine à eau etc. On peut définir plusieurs typologies de compartiments par exemple : Travail (Equipé de poste de travail informatique / écran multimedia visioconférence) 25 Confort (avec par exemple sièges couchettes pour longs trajets) Détente / loisirs / jeu vidéo Tourisme Dans les compartiments type 'Travail ', il peut aussi être prévu une imprimante, les journaux du jour, etc... 30 Dans les compartiments type 'Confort', il peut aussi être prévu un mini-bar, un four micro- onde, des magazines et les journaux du jour, etc... Il peut y avoir plusieurs niveau de prestation confort, Medium , Premium,... Dans les compartiments type `Détente', il peut être prévu un écran vidéo compatible avec des consoles de jeux, un ordinateur, etc... 3046395 8 Dans les compartiments type `Tourisme', il peut aussi être prévu un système d'audioguides touristiques avec prises casque, et une interface de sélection de la langue désirée, un système de projection de point d'intérêts sur le pare-brise panoramique (de type 'affichage tête haute'). 5 En référence à la figure 3, le calculateur central 20 comprend un processeur 21 et au moins une interface de communication 22 qui permet les communications sans fil vers internet notamment des communications bi-directionnelles 91 haut débit avec le serveur 7. En outre le calculateur central 20 peut communiquer directement avec le smartphone 3 de 10 l'utilisateur, notamment pour les phases de chargement comme il sera vu ci-après. On retrouve aussi dans le système les éléments déjà présentés plus haut, les caméras intérieures et extérieures, les divers capteurs d'environnement, les afficheurs Dl-D3, et les dispositifs de verrouillage Ll-L3. 15 Un exemple de fonctionnement de la présente invention est présenté ci-après. Tout d'abord, un utilisateur 4 formule une demande de transport pour aller du point A au point B (cf. illustration en figure 5). Cette demande de transport est traitée par le serveur de gestion 7 qui connaît en quasi temps réel d'une part la position et le trajet planifié de chacun des véhicules de la flotte et 20 d'autre part aussi l'occupation de chacun des compartiments de chacun des véhicules. Un algorithme d'optimisation propose un ou plusieurs véhicules pour répondre à la demande de transport de l'utilisateur 4 sur son smartphone 3. L'utilisateur accepte une des propositions formulées par le serveur 7. Supposons que le véhicule alloué à la mission soit le véhicule repéré 1 décrit ci-dessus. 25 Ce véhicule 1 se déplace après réception d'un ordre de déplacement, de façon autonome vers le point A de prise en charge de l'utilisateur. Lorsque le véhicule arrive à proximité du point A, un message de notification est envoyé à l'utilisateur, qui répond pour indiquer qu'il est à proximité du véhicule et prêt à embarquer. Il peut y avoir une étape d'identification mutuelle, dans laquelle le véhicule et l'utilisateur 30 4 s'authentifient mutuellement, soit par technologie transpondeur, NFC, balise lumineuse codée, etc ... Selon un aspect particulier, le compartiment qui est alloué à l'utilisateur 4 peut être indiqué par le dispositif d'affichage extérieur D2 (par exemple C2). 3046395 9 À ce moment, le calculateur central pilote le dispositif de verrouillage d'accès vers un état de déverrouillage qui permet à l'utilisateur d'ouvrir la porte du compartiment qui lui a été alloué (par exemple la serrure électromécanique L2 est pilotée pour autoriser l'ouverture de la porte L2 depuis l'extérieur). 5 Alors, l'utilisateur peut entrer dans le compartiment, ici C2 et prendre place dans le véhicule. Une fois la porte refermée, le dispositif de verrouillage d'accès n'autorise plus l'ouverture de la porte depuis l'extérieur (cependant l'ouverture depuis l'intérieur à vitesse nulle reste possible pour des raisons de sécurité). On note que dans le compartiment C2, il peut se trouver d'autres utilisateurs déjà présents ; 10 on peut même avoir le cas d'un utilisateur antérieur qui descend au point géographique A. Il n'est pas non plus exclu d'avoir plusieurs utilisateurs alloués à des compartiments différents qui montent au même point A ; chaque affichage extérieur pourrait afficher, respectivement « bienvenue M Mme X » « bienvenue M Mme Y ». 15 Ensuite, le véhicule se déplace de manière autonome entre le point A et le point B, comme illustré à la figure 5. Il est avantageusement prévu un système d'informations sonores et de consignes orales émises par un système de synthèse vocale piloté par le calculateur central 20. Il peut être prévu un afficheur intérieur pour informer les passagers de l'avancement du trajet. 20 Arrivé à destination, le véhicule stationne à proximité du point B et invite notre utilisateur 4 à quitter le véhicule. Le transport à la demande est alors terminé pour cet utilisateur 4. Le véhicule peut continuer à assurer d'autres missions, en cours ou à initier. Dans certains cas, l'utilisateur 4 n'est pas seul ; il peut être par exemple accompagné de ses 25 enfants 41,42. D'une façon générale, une requête de transport à la demande pourra répondre à différents types de besoin, avec plusieurs paramètres concernant outre le point de départ A et le point d'arrivée B, le nombre de personnes à transporter, l'éventualité de la présence d'enfant(s) de personnes à mobilité réduite, etc.... 30 Comme illustrée selon un deuxième exemple de réalisation, aux figures 6, 7A et 7B, le véhicule autonome peut avoir des dimensions plus importantes, à savoir typiquement un gros minibus ou un petit autobus. Dans ce deuxième exemple, nous avons 5 compartiments respectivement repérés Cl à C5. 3046395 10 Les compartiments C2, C4 et C5 sont analogues à ce qui été décrit plus haut. On remarque que pour les compartiments Cl et C3, chaque compartiment en question comprend un espace public intérieur noté C1T (respectivement C3T) et un espace privé intérieur C1P, (respectivement C3P1 et C3P2). 5 Un cloisonnage secondaire 19 permet de séparer l'espace public de l'espace privé à l'intérieur d'un compartiment donné. La porte intérieure PZ peut être munie le cas échéant d'un système de verrouillage sélectif. Les compartiments C4 et C3P2 sont équipés de sièges convertibles en couchettes comme en première classe avion. 10 Pour les compartiments privatifs, les passager disposent d'un espace intime et confidentiel ce qui leur permet de téléphoner, travailler, se parler entre eux, regarder une vidéo avec son sans gêner les autres occupants du véhicule ou sans se soucier de la confidentialité de leurs informations. Il est prévu un display D1,D2,D3,D4,D5 pour chaque compartiment. 15 REVENDICATIONS1. Véhicule automobile (1), le véhicule étant un véhicule autonome à savoir un véhicule motorisé et sans conducteur humain, capable de se déplacer sur le réseau de circulation routier et urbain, le véhicule comprenant un habitacle divisé en au moins deux compartiments pour passagers (C1, C2, C3), chaque compartiment étant doté d'une porte (P1, P2, P3) ouvrant sur l'extérieur, la porte comprenant un dispositif de verrouillage d'accès (L1, L2, L3) contrôlé par un calculateur central (20) du véhicule. 2. Véhicule selon la revendication 1, dans lequel les dispositifs de verrouillage d'accès des portes sont configurés pour pouvoir être contrôlés indépendamment l'un de l'autre par le calculateur central (20) du véhicule. 3. Véhicule selon l'une des revendications 1 à 2, dans lequel les compartiments sont isolés, au moins phoniquement et/ou visuellement entre eux. 4. Véhicule selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel chaque compartiment est équipé d'une caméra intérieure (8) au moins pour la détermination du nombre d'occupants dans le compartiment. 5. Véhicule selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel on prévoit au moins un salon 25 confort agencé dans la zone centrale du véhicule dans une partie moins sollicitée par les trépidations vibratoires et chocs remontant des roues. 6. Véhicule selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel on prévoit des salons de type `tourisme' agencé aux extrémités avant et arrière du véhicule avec vision panoramique vers 30 l'extérieur. 7. Véhicule selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel le plancher est substantiellement plat, et optionnellement la hauteur est suffisante pour se tenir debout. 3046395 12 8. Véhicule selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel les compartiments sont séparés par des cloisons (9) pouvant être opaques, de préférence avec des éléments mobiles ou à opacité pilotable. 5 9. Véhicule selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel un des compartiments s'ouvre du côté arrière du véhicule avec une porte de dimension plus importante configurée pour le chargement d'objets volumineux. 10 10. Véhicule selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel au moins un des compartiments comporte une zone publique (C1T) et une zone privée (C1P) isolée de la zone publique.