Brevet FR3065933A1 — publié le 20181109

SYSTEME DE POSITIONNEMENT D'UN VEHICULE AUTONOME SUR UNE VOIE DE CIRCULATION L'invention a trait au domaine de la conduite autonome d'un vÃ©hicule automobile sur une voie de circulation, plus particuliÃ¨rement aux procÃ©dÃ©s de commande autonome des dynamiques latÃ©rales d'un vÃ©hicule automobile. Le document de brevet publiÃ© US 5 765 116 divulgue un systÃ¨me d'assistance du conducteur d'un vÃ©hicule autonome. Un systÃ¨me de capteurs associÃ© Ã un processeur permet de dÃ©terminer la position du vÃ©hicule par rapport aux lignes de marquage de la voie de circulation. Le systÃ¨me d'assistance comprend Ã©galement un moteur Ã©lectrique destinÃ© Ã appliquer un couple sur le mÃ©canisme de direction, que ce soit pour assister ou s'opposer au couple exercÃ© par le conducteur sur le volant. Ce document de l'Ã©tat de l'art est intÃ©ressant en ce qu'il propose un systÃ¨me d'assistance permettant de maintenir le vÃ©hicule Ã une certaine distance de sÃ©curitÃ© par rapport aux lignes de marquage de la voie. Cependant, ce systÃ¨me ne permet pas de programmer un repositionnement latÃ©ral du vÃ©hicule sur la voie de circulation, tout en maintenant le mode de conduite autonome. Dans le cadre d'une conduite automatisÃ©e de niveau 2 OICA (acronyme de Â« Organisation Internationale des Constructeurs Automobiles Â»), le conducteur peut dÃ©lÃ©guer tout ou partie des tÃ¢ches opÃ©rationnelles de conduite aux commandes autonomes du vÃ©hicule, telles que l'accÃ©lÃ©ration, le freinage ou la manipulation du volant. Toutefois, il n'est pas prÃ©vu de dÃ©lai pour signaler au conducteur le moment oÃ¹ le vÃ©hicule cesse de commander la direction de faÃ§on autonome. Le conducteur reste donc responsable de la conduite. Dans le cadre d'une conduite automatisÃ©e de niveau 3 OICA, le conducteur n'effectue plus les tÃ¢ches opÃ©rationnelles, mais seulement celles de niveau tactique, telles que le changement de vitesse, le dÃ©passement d'un autre vÃ©hicule, ou encore le positionnement sur la voie. Le conducteur est autorisÃ© Ã ne pas tenir le volant pour rÃ©aliser d'autres tÃ¢ches en parallÃ¨le. Si cela est nÃ©cessaire ou si le conducteur le souhaite, il dispose d'un certain dÃ©lai pour reprendre en main la direction du 3065933 2 vÃ©hicule. Ce processus, appelÃ© Â« Give Back Â» et signifiant Â« Reprise en mains Â», est signalÃ© par une alerte. Une part de la responsabilitÃ© de la conduite incombe au dispositif de conduite autonome. La conduite en mode autonome implique un positionnement du vÃ©hicule au centre 5 de la voie. Si le conducteur souhaite se positionner sur un cÃ´tÃ© de la voie, par confort lors d'un dÃ©passement d'un autre vÃ©hicule ou par prÃ©fÃ©rence personnelle, il exerce un lÃ©ger couple sur le volant pour se dÃ©caler. Le mode de conduite autonome reste activÃ©. Si le couple exercÃ© est supÃ©rieur Ã une certaine limite, le mode de conduite autonome est dÃ©sactivÃ©. 10 Cela a pour inconvÃ©nient la nÃ©cessitÃ© pour le conducteur de maintenir ses mains sur le volant et d'exercer continument un lÃ©ger couple s'il souhaite rester dÃ©calÃ© par rapport au centre de la voie de faÃ§on permanente, sans dÃ©sactiver le mode autonome. Autrement, s'il exerce un couple supÃ©rieur Ã un certain seuil, le mode de conduite autonome est dÃ©sactivÃ©, et le conducteur doit reprendre les commandes du 15 vÃ©hicule. En consÃ©quence, il n'est pas possible de bÃ©nÃ©ficier de la conduite autonome en cas de repositionnement long du vÃ©hicule sur la voie. L'invention a pour objectif de pallier au moins un inconvÃ©nient de l'Ã©tat de la technique susmentionnÃ©. Plus particuliÃ¨rement, l'invention a pour objectif de proposer un procÃ©dÃ© de conduite autonome d'un vÃ©hicule automobile qui permette 20 de plus facilement rouler en position dÃ©centrÃ©e sur une voie de circulation. L'invention a pour objet un procÃ©dÃ© de conduite autonome d'un vÃ©hicule automobile sur une voie de circulation, comprenant l'Ã©tape suivante : commande de la direction du vÃ©hicule de maniÃ¨re Ã maintenir ledit vÃ©hicule suivant une consigne de position centrale sur la voie de circulation ; remarquable en ce qu'il comprend, en outre, 25 l'Ã©tape suivante : commande de la direction du vÃ©hicule de maniÃ¨re Ã maintenir ledit vÃ©hicule suivant une consigne de position dÃ©centrÃ©e sur la voie de circulation, Ã la condition qu'un couple soit exercÃ© par le conducteur sur le volant de maniÃ¨re Ã dÃ©placer le vÃ©hicule depuis une position centrale vers ladite position. 3065933 3 Par position centrale sur la voie on entend une position neutre ou de rÃ©fÃ©rence, proche d'une position parfaitement centrale, et confÃ©rant suffisamment de place que pour permettre un dÃ©calage latÃ©ral du vÃ©hicule dans au moins une direction. Selon un mode avantageux de l'invention, la condition du couple comprend 5 l'exercice dudit couple durant une pÃ©riode supÃ©rieure ou Ã©gale Ã une valeur t2. Selon un mode avantageux de l'invention, la valeur t2 est comprise entre 3 et 5 secondes, prÃ©fÃ©rentiellement entre 3,5 et 4,5 secondes. Elle est avantageusement de l'ordre de 4 secondes. Selon un mode avantageux de l'invention, la condition du couple comprend 10 l'exercice dudit couple durant une pÃ©riode infÃ©rieure ou Ã©gale Ã une valeur t3. Selon un mode avantageux de l'invention, la valeur t3 est comprise entre 5 et 7 secondes, prÃ©fÃ©rentiellement entre 5,5 et 6,5 secondes. Elle est avantageusement de l'ordre de 6 secondes. Selon un mode avantageux de l'invention, le procÃ©dÃ© comprend, en outre, l'Ã©tape de 15 dÃ©sactivation de la direction du vÃ©hicule lorsque le couple exercÃ© par le conducteur sur le volant de maniÃ¨re Ã dÃ©placer le vÃ©hicule vers ladite position est maintenu durant une pÃ©riode supÃ©rieure ou Ã©gale Ã la valeur t3. Selon un mode avantageux de l'invention, ledit procÃ©dÃ© comprend, en outre, l'Ã©tape d'Ã©mission d'un signal au conducteur lorsque le couple exercÃ© par le conducteur sur 20 le volant de maniÃ¨re Ã dÃ©placer le vÃ©hicule vers la position dÃ©centrÃ©e est maintenu durant une pÃ©riode supÃ©rieure ou Ã©gale Ã une valeur t1, ledit signal exprimant un passage en cours de la commande de la direction du vÃ©hicule suivant la consigne de position centrale Ã la commande de la direction du vÃ©hicule suivant la consigne de position dÃ©centrÃ©e. 25 Selon un mode avantageux de l'invention, lorsque le couple exercÃ© par le conducteur sur le volant de maniÃ¨re Ã dÃ©placer le vÃ©hicule vers la position latÃ©rale dÃ©centrÃ©e est durant une pÃ©riode infÃ©rieure Ã la valeur t1, le vÃ©hicule entame un retour et une stabilisation autour de la position centrale. Selon un mode avantageux de l'invention, la valeur t1 est infÃ©rieure Ã la valeur t2. 3065933 4 Avantageusement, la valeur t1 est comprise entre 1 et 3 secondes, prÃ©fÃ©rentiellement entre 1,5 et 2,5 secondes. Elle est avantageusement de l'ordre de 2 secondes. Selon un mode avantageux de l'invention, le signal Ã©mis au conducteur est un signal 5 visuel exprimant le cÃ´tÃ© latÃ©ral du dÃ©centrement et/ou le caractÃ¨re imminent d'un changement de consigne de position, par un effet de clignotement et/ou au moyen d'un curseur. L'invention a Ã©galement pour objet un vÃ©hicule automobile comprenant une direction Ã commande Ã©lectrique, un systÃ¨me de conduite autonome avec une interface 10 homme-machine et un calculateur reliÃ© Ã ladite interface et Ã ladite direction, remarquable en ce que le calculateur est configurÃ© pour exÃ©cuter le procÃ©dÃ© dÃ©crit prÃ©cÃ©demment selon l'invention. Les mesures de l'invention sont intÃ©ressantes en ce qu'elles permettent de continuer de bÃ©nÃ©ficier du mode de conduite autonome sur une position latÃ©rale diffÃ©rente de 15 celle rÃ©glÃ©e par dÃ©faut dans le systÃ¨me qui correspond gÃ©nÃ©ralement Ã une position latÃ©rale centrale de la voie de circulation. Cette caractÃ©ristique permet donc une conduite adaptÃ©e Ã diffÃ©rentes situations, notamment lorsque le conducteur souhaite se dÃ©caler en cas de manoeuvre de dÃ©passement longue ou de prÃ©fÃ©rence personnelle de conduite. La logique 20 temporelle du procÃ©dÃ© permet de proposer au conducteur de verrouiller la nouvelle position du vÃ©hicule, tout en laissant la possibilitÃ© de dÃ©sactiver le mode de conduite autonome et de reprendre le contrÃ´le de la conduite. Le procÃ©dÃ© prÃ©voit Ã©galement des alertes envoyÃ©es au conducteur afin de communiquer les diffÃ©rentes Ã©tapes du procÃ©dÃ© et de signaler de faÃ§on optionnelle 25 le changement imminent de la commande de la direction. Ce procÃ©dÃ© peut Ãªtre implÃ©mentÃ© dans le cadre d'une conduite autonome de niveaux 2 et 3 selon la rÃ©glementation OICA. D'autres caractÃ©ristiques et avantages de la prÃ©sente invention seront mieux compris Ã l'aide de la description et des dessins parmi lesquels : 3065933 5 - La figure 1 illustre le positionnement du vÃ©hicule sur la voie de circulation ; - La figure 2 est un diagramme reprÃ©sentant les diffÃ©rentes Ã©tapes du procÃ©dÃ© ; - La figure 3 est une vue de l'interface de communication selon une version ; - La figure 4 est une vue de l'interface de communication selon une autre 5 version ; - La figure 5 reprÃ©sente la logique fonctionnelle de la phase de reprise en main. La figure 1 illustre le positionnement du vÃ©hicule 10 sur la voie. Les commandes autonomes du vÃ©hicule agissent de faÃ§on Ã stabiliser le vÃ©hicule au centre de la voie. Le vÃ©hicule peut toutefois Ãªtre dÃ©calÃ© suite Ã l'application sur le volant d'un 10 couple supÃ©rieur Ã un certain seuil. La position du vÃ©hicule doit toutefois rester dans une bande de sÃ©curitÃ©, dont les limites sont situÃ©es Ã une distance donnÃ©e des bords de la voie de circulation. Cette distance est prÃ©fÃ©rentiellement comprise entre 70 et 80cm. La figure 2 est un diagramme reprÃ©sentant les Ã©tapes du procÃ©dÃ© de l'invention ainsi 15 que leur logique temporelle. Lorsque le conducteur applique sur le volant un couple dÃ©passant un seuil prÃ©dÃ©fini, le vÃ©hicule 10 entre en mouvement et est dÃ©calÃ© de sa position courante. Si ce couple est appliquÃ© durant une pÃ©riode infÃ©rieure Ã une valeur ti, il s'agit d'un dÃ©calage ponctuel, suivi d'un retour vers le centre de la voie, sous les commandes autonomes du vÃ©hicule 10. Cette Ã©tape est dÃ©signÃ©e sous le 20 nom de Â« override ponctuel Â» 2, le terme Â« override Â» signifiant que le pilotage du vÃ©hicule par le conducteur est temporairement prioritaire par rapport au pilotage autonome. Si ce couple est maintenu durant une pÃ©riode supÃ©rieure Ã ti, le conducteur est alertÃ© d'un changement imminent de la consigne d'une position latÃ©rale centrÃ©e vers 25 une position latÃ©rale dÃ©centrÃ©e. Cette Ã©tape est dÃ©signÃ©e sous le nom de Â« Ã©tat transitoire Â» 3. Dans un mode de mise en oeuvre prÃ©fÃ©rÃ© de l'invention, t1 est Ã©gale Ã 2 secondes. Lorsque le temps d'action des mains au volant est supÃ©rieur Ã une durÃ©e t2, Ã©gale Ã 4 secondes dans un mode de mise en oeuvre prÃ©fÃ©rÃ© de l'invention, le verrouillage 4 3065933 6 de la position courante du vÃ©hicule est activÃ©. La commande de direction latÃ©rale agit selon une consigne de position latÃ©rale dÃ©centrÃ©e. Ce verrouillage de la nouvelle position est exprimÃ© sur l'interface de communication homme-machine (IHM). 5 En revanche, si le couple est maintenu au-delÃ d'une durÃ©e t3, Ã©gale Ã 6 secondes dans un mode de mise en oeuvre prÃ©fÃ©rÃ© de l'invention, le mode de conduite autonome est dÃ©sactivÃ©, et une phase de reprise en main 5 est lancÃ©e. Le conducteur reprend la commande manuelle des fonctions de direction du vÃ©hicule Ã la fin de cette phase de reprise 5. 10 La figure 3 est une vue de l'interface de communication homme-machine (IHM) selon une version de Â« jauge en chargement Â» ou encore de curseur. Cette jauge est reprÃ©sentÃ©e par trois barres de dimensions Ã©gales, disposÃ©es horizontalement en bas de l'Ã©cran. Le vÃ©hicule est initialement positionnÃ© au centre de la voie 1 et est sous le contrÃ´le de commandes autonomes. Cet Ã©tat 1 est exprimÃ© par un signal 15 visuel sur l'interface, qui correspond ici Ã une barre centrale entiÃ¨rement remplie. Lorsque le couple exercÃ© au volant est supÃ©rieur Ã un seuil de couple, la barre centrale, prÃ©cÃ©demment remplie, est Â« dÃ©chargÃ©e Â». Son Ã©tat est semblable au reste des barres de la jauge. Cette reprÃ©sentation visuelle matÃ©rialise le fait que le vÃ©hicule est Ã©cartÃ© de sa position centrale, et qu'il effectue une manoeuvre de 20 dÃ©passement temporaire, dite Â« override ponctuel Â» 2. Lorsque le vÃ©hicule entre en Ã©tat transitoire 3 suite Ã l'override ponctuel, l'interface signale le changement imminent de la consigne de position latÃ©rale. Ce message est visuellement illustrÃ© par une barre latÃ©rale qui se remplit progressivement entre 2 et 4s (en l'occurrence Ã moitiÃ© remplie), du cÃ´tÃ© de la voie oÃ¹ le vÃ©hicule est dÃ©calÃ©. 25 Le changement dÃ©finitif de la consigne de position latÃ©rale 4 est illustrÃ© par le chargement complet de la barre correspondant Ã la position rÃ©elle du vÃ©hicule par rapport au centre de la voie. La conduite autonome opÃ¨re selon cette nouvelle position verrouillÃ©e. La figure 4 est une vue de l'interface de communication homme-machine selon une 30 version de Â« vÃ©hicule fantÃ´me Â». Pour une sÃ©curitÃ© maximale, le conducteur 3065933 7 supervise le systÃ¨me de faÃ§on continue grÃ¢ce Ã une interface de communication interactive : le tableau de bord permet d'afficher des informations issues des capteurs externes, facilitant la prise de dÃ©cision. L'interface homme-machine permet de communiquer au conducteur diffÃ©rentes alertes graduÃ©es, liÃ©es aux transitions du 5 systÃ¨me de conduite autonome ainsi qu'Ã l'environnement externe de conduite, pour garantir sa rÃ©activitÃ© et programmer une intervention manuelle si nÃ©cessaire. A l'Ã©tat initial 1, le vÃ©hicule est reprÃ©sentÃ© au centre de la voie. Les bords de celle-ci sont illustrÃ©s par des bandes latÃ©rales. Lorsqu'une manoeuvre d'override ponctuel 2 est effectuÃ©e, l'image initiale du 10 vÃ©hicule est dÃ©calÃ©e sur la voie dans le sens du dÃ©placement rÃ©el du vÃ©hicule, rÃ©sultant du couple exercÃ© sur le volant et dÃ©passant une valeur seuil. Une image transparente et semblable au vÃ©hicule apparaÃ®t simultanÃ©ment, Ã l'endroit oÃ¹ le vÃ©hicule se situait avant le dÃ©but de la manoeuvre d'override ponctuel. Cette image est dite Â« image fantÃ´me Â», et est fixe. Elle est susceptible de disparaÃ®tre si le 15 conducteur cesse d'exercer le couple selon les conditions prÃ©vues par le procÃ©dÃ© (figure 2) et que le vÃ©hicule se stabilise autour de sa position centrale initiale. Lorsque le vÃ©hicule entre en Ã©tat transitoire 3, l'interface signale le changement imminent de la consigne de position latÃ©rale, par le clignotement de l'image fantÃ´me, le vÃ©hicule Ã©tant toujours reprÃ©sentÃ© par une image opaque et fixe. Ce message 20 visuel prÃ©pare sa disparition de l'Ã©cran, et correspond Ã la transition de la valeur de consigne d'une position centrale Ã une position dÃ©centrÃ©e. Lorsque le changement de consigne est rÃ©alisÃ© 4, l'image fantÃ´me disparaÃ®t, et le vÃ©hicule est reprÃ©sentÃ© par une image opaque, sa localisation sur l'Ã©cran correspondant Ã la position rÃ©elle du vÃ©hicule par rapport au centre de la voie. La 25 conduite autonome opÃ¨re selon cette nouvelle position verrouillÃ©e. La figure 5 reprÃ©sente la logique fonctionnelle de la phase de reprise en main, selon un mode de mise en oeuvre compatible avec le procÃ©dÃ© de l'invention. Tant que la manoeuvre sur le volant ne dÃ©passe pas une pÃ©riode t3 (2, 3, 4), l'interface signale visuellement au conducteur que la conduite autonome est activÃ©e par un message 30 Ã©crit Â« You are on control Â» signifiant Â« Vous Ãªtes aux commandes Â». Lorsque la 3065933 8 manoeuvre sur le volant dure au-delÃ d'une pÃ©riode t3, une phase de reprise en main 5 est lancÃ©e, et est signalÃ©e par un mÃ©canisme d'alerte sur l'interface, sous forme d'un compte Ã rebours et d'un message Ã©crit Â« Take control Â» signifiant Â« Prenez les commandes Â». Ce mode de mise en oeuvre est possible grÃ¢ce Ã la compatibilitÃ© des 5 logiques temporelles de chacune des phases d'override et de reprise en main. Ainsi, un besoin d'override long, liÃ© par exemple Ã un flux de motos entre deux voies, n'est pas immÃ©diatement interprÃ©tÃ© comme une demande de reprise en main. Le procÃ©dÃ© de l'invention peut donc Ãªtre implÃ©mentÃ© dans le cadre du niveau 3 de la rÃ©glementation OICA. 10 REVENDICATIONS1. ProcÃ©dÃ© de conduite autonome d'un vÃ©hicule automobile (10) sur une voie de circulation, comprenant l'Ã©tape suivante : - commande (1) de la direction du vÃ©hicule de maniÃ¨re Ã maintenir ledit vÃ©hicule suivant une consigne de position centrale sur la voie de circulation ; caractÃ©risÃ© en ce que le procÃ©dÃ© comprend, en outre, l'Ã©tape suivante : commande (4) de la direction du vÃ©hicule de maniÃ¨re Ã maintenir ledit vÃ©hicule suivant une consigne de position dÃ©centrÃ©e sur la voie de circulation, Ã la condition qu'un couple soit exercÃ© par le conducteur sur le volant de maniÃ¨re Ã dÃ©placer (2) le vÃ©hicule vers ladite position. 2. ProcÃ©dÃ© selon la revendication 1, caractÃ©risÃ© en ce que la condition du couple comprend l'exercice dudit couple durant une pÃ©riode supÃ©rieure ou Ã©gale Ã une valeur t2. 3. ProcÃ©dÃ© selon la revendication 2, caractÃ©risÃ© en ce que la valeur t2 est comprise entre 3 et 5 secondes, prÃ©fÃ©rentiellement entre 3,5 et 4,5 secondes. 4. ProcÃ©dÃ© selon l'une des revendications 1 Ã 3, caractÃ©risÃ© en ce que la condition du couple comprend l'exercice dudit couple durant une pÃ©riode infÃ©rieure ou Ã©gale Ã une valeur t3. 5. ProcÃ©dÃ© selon la revendication 4, caractÃ©risÃ© en ce que la valeur t3 est comprise entre 5 et 7 secondes, prÃ©fÃ©rentiellement entre 5,5 et 6,5 secondes. 6. ProcÃ©dÃ© selon la revendication 5, caractÃ©risÃ© en ce que ledit procÃ©dÃ© comprend, en outre, l'Ã©tape (5) suivante : dÃ©sactivation de la direction du vÃ©hicule lorsque le couple exercÃ© par le conducteur sur le volant de maniÃ¨re Ã dÃ©placer le vÃ©hicule vers ladite position est maintenu durant une pÃ©riode supÃ©rieure ou Ã©gale Ã la valeur t3. 7. ProcÃ©dÃ© selon l'une des revendications 1 Ã 6, caractÃ©risÃ© en ce que ledit procÃ©dÃ© comprend, en outre, l'Ã©tape (3) suivante : 3065933 10 Ã©mission d'un signal au conducteur lorsque le couple exercÃ© par le conducteur sur le volant de maniÃ¨re Ã dÃ©placer le vÃ©hicule vers la position dÃ©centrÃ©e est maintenu durant une pÃ©riode supÃ©rieure ou Ã©gale Ã une valeur t1, ledit signal exprimant un passage en cours de la commande de 5 la direction du vÃ©hicule suivant la consigne de position centrale Ã la commande de la direction du vÃ©hicule suivant la consigne de position dÃ©centrÃ©e. 8. ProcÃ©dÃ© selon la revendication 7, caractÃ©risÃ© en ce que la valeur t1 est comprise entre 1 et 3 secondes, prÃ©fÃ©rentiellement entre 1,5 et 2,5 secondes. 10 9. ProcÃ©dÃ© selon l'une des revendications 7 et 8, caractÃ©risÃ© en ce que le signal Ã©mis au conducteur est un signal visuel exprimant le cÃ´tÃ© latÃ©ral du dÃ©centrement et/ou le caractÃ¨re imminent d'un changement de consigne de position, par un effet de clignotement et/ou au moyen d'un curseur. 10. VÃ©hicule automobile (1) comprenant une direction Ã commande Ã©lectrique, un 15 systÃ¨me de conduite autonome avec une interface homme-machine et un calculateur reliÃ© Ã ladite interface et Ã ladite direction, caractÃ©risÃ© en ce que le calculateur est configurÃ© pour exÃ©cuter le procÃ©dÃ© selon l'une des revendications 1 Ã 9. 20