Brevet FR3093305A1 — publié le 20200904

Description Titre de l'invention : RÉGULATION DE LA VITESSE D'UN VÉHICULE LORS D'UN DÉPASSEMENT EN VIRAGE Domaine technique de l'invention [0001] L'invention concerne les véhicules à conduite au moins partiellement automatisée (ou autonome) et éventuellement de type automobile, et plus précisément la régulation de la vitesse de tels véhicules. Etat de la technique [0002] Dans ce qui suit on considère qu'un véhicule terrestre est à conduite au moins par- tiellement automatisée (ou autonome) lorsqu'il peut être conduit sur une route de façon automatisée (partielle ou totale (sans intervention de son conducteur)) pendant une phase de conduite automatisée, ou de façon manuelle (et donc avec intervention de son conducteur sur le volant (ou le guidon) et/ou les pédales (ou leviers) pendant une phase de conduite manuelle. Par exemple, la conduite automatisée (ou autonome) d'un véhicule (à conduite au moins partiellement automatisée) peut consister à diriger partiellement ou totalement ce véhicule ou à apporter tout type d'aide à une personne physique conduisant ce véhicule. Cela couvre donc toute conduite automatisée (ou autonome), du niveau 1 au niveau 5 dans le barème de l'OICA (Organisation International des Constructeurs Automobiles). [0003] Par ailleurs, on entend ici par « véhicule terrestre » tout type de véhicule pouvant circuler sur une route, et notamment un véhicule automobile, un véhicule utilitaire, un cyclomoteur, une motocyclette, un minibus, un car, un robot de stockage dans un entrepôt, ou un engin de voirie. [0004] Certains véhicules à conduite au moins partiellement automatisée (ou autonome) comprennent un dispositif de régulation chargé de réguler leur vitesse en fonction d'une consigne de vitesse, éventuellement choisie par leur conducteur. Certains de ces dispositifs de régulation comprennent une option permettant d'adapter la vitesse de leur véhicule en fonction du rayon de courbure de la future portion qu'il s'apprête à emprunter sur la voie de circulation sur laquelle il circule. Une telle option est souvent appelée CSA (« Curve Speed Adaptation » - adaptation de vitesse en virage). [0005] En présence de cette option, chaque fois qu'un rayon de courbure de la future portion empruntée est représentatif d'un virage, on contrôle l'imposition à son véhicule d'une phase de décélération jusqu'à une vitesse de décélération (ou de passage en virage) choisie, puis d'une phase d'accélération jusqu'à obtention d'une vitesse qui est égale à la consigne de vitesse. L'accélération dans la phase d'accélération dépend du rayon de courbure de la portion de route située devant le véhicule. Elle peut donc être limitée ou 2 non. Pour simplifier, l'option permet en cas de détection d'un prochain virage, de réduire temporairement la vitesse du véhicule afin de faciliter son passage dans ce virage et ainsi améliorer le confort des passagers. [0006] Un inconvénient de ce type d'option réside dans la gestion des dépassements dans le cas d'une conduite autonome en virage (notamment sur autoroute ou voie rapide). Par exemple, une telle gestion s'avère problématique lorsqu'un premier véhicule qui est équipé de cc type d'option circule sur une première voie de circulation qui est adjacente à une seconde voie de circulation sur laquelle circule un second véhicule, et que cc premier véhicule est en train de dépasser ce second véhicule juste avant dc parvenir dans ce virage. En effet, dans cette dernière situation, la vitesse de décélération (ou de passage en virage) choisie peut être inférieure à la vitesse en cours du second véhicule, et donc le premier véhicule se retrouve en plein virage avec une vitesse inférieure à celle du second véhicule, ce qui peut induire un ralentissement du flux de circulation qui peut paraître incompréhensible à l'un au moins des conducteurs des véhicules qui suivent le premier véhicule ralenti, voire peut s'avérer dangereux lorsque l'un dc ces derniers conducteurs ne s'aperçoit pas du ralentissement ou décide de dépasser le premier véhicule par la seconde voie de circulation en suivant le second véhicule (ce qui est interdit par le code dc la route). [0007] L'invention a donc notamment pour but d'améliorer la situation. Présentation de l'invention [0008] Elle propose notamment à cet effet un procédé, d'une part, destiné à réguler la vitesse d'un véhicule à conduite au moins partiellement automatisée et connaissant le rayon de courbure d'une future portion qu'il s'apprête à emprunter sur une première voie dc circulation sur laquelle il circule et adjacente à une seconde voie de circulation, et, d'autre part, comprenant une étape dans laquelle, en cas dc détection d'un rayon dc courbure de la future portion représentatif d'un virage, on impose au premier véhicule une phase de décélération jusqu'à une première vitesse de décélération (ou de passage en virage) adaptée au rayon dc courbure. [0009] Ce procédé se caractérise par le fait que dans son étape, lorsque le premier véhicule est en train dc dépasser un second véhicule circulant sur la seconde voie de circulation : [0010] - on détermine une vitesse en cours du second véhicule, puis [0011] - si la première vitesse de décélération est inférieure à cette vitesse en cours dé- terminée, on remplace la première vitesse de décélération par une seconde vitesse de décélération (ou de passage en virage) qui est supérieure à cette vitesse en cours déterminée. [0012] La vitesse du premier véhicule demeurant dans le virage supérieure à celle du second 3 véhicule qu'il est en train de dépasser (en dehors de situations exceptionnelles), on évite d'induire un ralentissement du flux de circulation et de tenter un conducteur d'un véhicule suivant le premier véhicule de dépasser ce dernier par la seconde voie de circulation en suivant le second véhicule. [0013] Le procédé selon l'invention peut comporter d'autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment : [0014] - dans son étape on peut déterminer une vitesse de décélération maximale en fonction d'une première accélération transversale maximale que peut subir le premier véhicule dans le virage compte tenu de son rayon de courbure, et on peut déterminer une seconde vitesse de décélération inférieure ou égale à la vitesse de décélération maximale déterminée ; [0015] + dans son étape, lorsque la vitesse de décélération maximale déterminée est in- férieure ou égale à la vitesse en cours du second véhicule, on peut imposer une seconde vitesse de décélération inférieure ou égale à cette vitesse de décélération maximale déterminée et donc inférieure ou égale à cette vitesse en cours ; [0016] + dans son étape on peut déterminer la vitesse de décélération maximale en fonction, en outre, d'une seconde accélération transversale maximale respectant un niveau de confort minimal de passager(s) du premier véhicule ; [0017] + dans son étape on peut déterminer la vitesse de décélération maximale en fonction, en outre, d'au moins un paramètre choisi parmi une consigne de vitesse pour la régulation de vitesse du premier véhicule, d'une limitation de vitesse imposée sur la première voie de circulation, d'une vitesse et/ou d'une accélération en cours du second véhicule, d'un nombre de véhicules précédant le second véhicule sur la seconde voie de circulation, d'une présence d'un autre véhicule suivant le premier véhicule sur la première voie de circulation, et d'une présence d'un autre véhicule suivi par le premier véhicule ou par le second véhicule ; [0018] - dans son étape on peut déterminer une seconde vitesse de décélération en fonction, en outre, d'au moins un paramètre choisi parmi une consigne de vitesse pour la régulation de vitesse du premier véhicule, d'une limitation de vitesse imposée sur la première voie de circulation, d'une vitesse et/ou d'une accélération en cours du second véhicule, d'un nombre de véhicules précédant le second véhicule sur la seconde voie de circulation, d'une présence d'un autre véhicule suivant le premier véhicule sur la première voie de circulation, et d'une présence d'un autre véhicule suivi par le premier véhicule ou par le second véhicule ; [0019] - dans son étape on peut ne pas procéder au remplacement de la première vitesse de décélération par la seconde vitesse de décélération lorsque les première et seconde voies de circulation ont des destinations différentes. [0020] L'invention propose également un produit programme d'ordinateur comprenant un jeu d'instructions qui, lorsqu'il est exécuté par des moyens de traitement, est propre à mettre en oeuvre un procédé de régulation de vitesse du type de celui présenté ci-avant pour réguler la vitesse d'un véhicule à conduite au moins partiellement automatisée et connaissant le rayon de courbure d'une future portion qu'il s'apprête à emprunter sur une première voie de circulation sur laquelle il circule et adjacente à une seconde voie de circulation. [0021] L'invention propose également un dispositif de régulation de vitesse, d'une part, destiné à équiper un véhicule à conduite au moins partiellement automatisée et connaissant le rayon de courbure d'une future portion qu'il s'apprête à emprunter sur une première voie de circulation sur laquelle il circule et adjacente à une seconde voie de circulation, et, d'autre part, comprenant au moins un processeur et au moins une mémoire agencés pour effectuer, en cas de détection d'un rayon de courbure de la future portion représentatif d'un virage, les opérations consistant à imposer au premier véhicule une phase de décélération jusqu'à une première vitesse de décélération adaptée à ce rayon de courbure. [0022] Ce dispositif de régulation de vitesse se caractérise par le fait que, lorsque le premier véhicule est en train de dépasser un second véhicule circulant sur la seconde voie de circulation, son processeur et sa mémoire sont agencés pour effectuer des opérations consistant à déterminer une vitesse en cours du second véhicule, puis, si la première vitesse de décélération est inférieure à cette vitesse en cours déterminée, à remplacer la première vitesse de décélération par une seconde vitesse de décélération qui est supérieure à la vitesse en cours déterminée. [0023] L'invention propose également un véhicule, éventuellement de type automobile, à conduite au moins partiellement automatisée, connaissant le rayon de courbure d'une future portion qu'il s'apprête à emprunter sur une première voie de circulation sur laquelle il circule et adjacente à une seconde voie de circulation, et comprenant un dispositif de régulation de vitesse du type de celui présenté ci-avant. Brève description des figures [0024] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels : [0025] [fig.]] illustre schématiquement et fonctionnellement un véhicule situé sur l'une des deux voies de circulation d'une route et équipé d'un dispositif de régulation de vitesse selon l'invention, [0026] [fig.2] illustre schématiquement un exemple d'algorithme mettant en oeuvre un procédé de régulation de vitesse selon l'invention, 100271 Ifig.31 illustre schématiquement au sein d'un diagramme des première (C1), deuxième (C2) et troisième (C3) courbes d'évolution de la vitesse respectivement d'un premier véhicule équipé d'un dispositif de régulation de vitesse selon l'invention, d'un premier véhicule équipé d'un dispositif de régulation de vitesse de l'art antérieur et d'un second véhicule en cours de dépassement, en fonction de la distance, et [0028] [fig.4] illustre schématiquement et fonctionnellement un exemple de réalisation d'un dispositif de régulation de vitesse selon l'invention. Description détaillée de l'invention [0029] L'invention a notamment pour but de proposer un procédé de régulation de vitesse, et un dispositif de régulation de vitesse DR associé, destinés à permettre la régulation de la vitesse d'un premier véhicule VI à conduite au moins partiellement automatisée (ou autonome), au moins en présence d'un virage. [0030] Dans ce qui suit, on considère, à titre d'exemple non limitatif, que le premier véhicule VI à conduite automatisée (ou autonome) est de type automobile. Il s'agit par exemple d'une voiture, comme illustré non limitativement sur la figure I. Mais l'invention n'est pas limitée à ce type de véhicule. Elle concerne en effet tout type de véhicule terrestre à conduite au moins partiellement automatisée et pouvant circuler sur des voies de circulation terrestres. Ainsi, il pourra aussi s'agir d'un véhicule utilitaire, d'un cyclomoteur, d'une motocyclette, d'un minibus, d'un car, d'un robot de stockage dans un entrepôt, ou d'un engin de voirie, par exemple. D'une manière générale l'invention concerne tout véhicule terrestre susceptible de doubler un autre véhicule terrestre. [0031] On a schématiquement et fonctionnellement représenté sur la figure I une route R comportant des première VC I et seconde VC2 voies de circulation sur lesquelles circulent respectivement des premier VI et second V2 véhicules. La première voie de circulation VC1 est délimitée (ou encadrée) par deux délimitations dl et d2, et la seconde voie de circulation VC2 est délimitée (ou encadrée) par deux délimitations d2 et d3. Par ailleurs, sur cette figure I le premier véhicule VI est en train de dépasser (ou doubler) le second véhicule V2. [0032] Le premier véhicule V1 comprend au moins un dispositif de régulation de vitesse DR selon l'invention. Dans l'exemple illustré non limitativement sur la figure 1, le premier véhicule V1 comprend aussi, de façon optionnelle, un capteur CP, des circuits d'analyse CAN et un dispositif d'assistance à la conduite DA sur lesquels on reviendra plus loin. [0033] On notera que pour que l'invention puisse être mise en oeuvre il faut que le premier 6 véhicule V1 connaisse à chaque instant le rayon de courbure rc d'au moins la future portion de la première voie de circulation VC1 qu'il s'apprête à emprunter pendant le dépassement. Cette connaissance peut résulter d'une analyse de l'environnement, ou bien d'informations routières définissant chaque portion de la route R empruntée (et notamment son rayon de courbure rc (ou son inverse, à savoir la courbure)), ou encore d'une analyse des coordonnées (par exemple GPS) de la route R. [0034] L'analyse de l'environnement peut, par exemple, résulter de la présence (de façon permanente) dans le premier véhicule V1 d'au moins un capteur CP et de circuits d'analyse CAN, comme illustré non limitativement sur la figure I. [0035] Ce capteur CP peut, par exemple, comprendre au moins une caméra numérique installée dans une partie avant du véhicule (par exemple sur le pare-brise ou sur le rétroviseur intérieur), et chargée d'acquérir des images numériques dans l'environnement qui est au moins situé devant le premier véhicule V1 (ainsi qu'éventuellement sur une partie des deux côtés latéraux de ce dernier (V1)). [0036] On notera que le nombre de capteurs CP est ici égal à un (1), mais il peut prendre n'importe quelle valeur supérieure ou égale à un (1) (au moins un capteur sur l'avant), dès lors que cela permet d'acquérir des données dans l'environnement qui est au moins situé devant le premier véhicule VI. Ainsi, le premier véhicule V1 pourrait aussi comprendre au moins un capteur à ultrasons, ou au moins un radar ou lidar, ou encore au moins une autre caméra installée dans une partie arrière et/ou des caméras installées sur ses deux côtés latéraux. [0037] Les circuits d'analyse CAN sont agencés de manière à analyser au moins les images numériques, acquises par le capteur CP dans l'environnement situé au moins devant le premier véhicule VI, afin de déterminer des données qui sont représentatives au moins de la première voie de circulation VCI sur laquelle circule temporairement le premier véhicule VI. Par exemple, ces données d'environnement peuvent définir au moins le rayon de courbure rc (ou la courbure) des portions des deux délimitations dl et d2 de la première voie de circulation VC1 que le premier véhicule VI s'apprête à emprunter. On notera que ces données d'environnement peuvent aussi définir le cap du premier véhicule VI, et/ou l'estimée de la dérivée du rayon de courbure rc, et/ou la largeur d'une délimitation, et/ou la distance séparant deux délimitations (ici dl et d2), et/ou la vitesse d'un véhicule détecté dans le voisinage, et/ou l'accélération d'un véhicule détecté dans le voisinage, par exemple. [0038] Dans l'exemple illustré non limitativement sur la figure 1, les circuits d'analyse CAN font partie d'un calculateur CAL embarqué dans le premier véhicule VI. Mais cela n'est pas obligatoire. En effet, les circuits d'analyse CAN pourraient comprendre leur propre calculateur ou bien pourraient faire partie du capteur CP. Par conséquent, les circuits d'analyse CAN peuvent être réalisés sous la forme d'une combinaison de 7 circuits ou composants électriques ou électroniques (ou « hardware ») et de modules logiciels (ou informatiques ou encore « software »). [0039] En variante, on peut utiliser uniquement au moins une cartographie pour l'environnement et un radar embarqué pour déterminer la vitesse du second véhicule V2 doublé. Dans ce cas, les informations routières (définissant chaque portion de la route R empruntée) peuvent provenir d'une base de données définissant une cartographie routière très précise, et embarquée dans le premier véhicule V1 ou bien accessible par voie d'ondes par ce dernier (V1). On détermine alors précisément la position géographique de la future portion que le premier véhicule V1 s'apprête à emprunter sur la première voie de circulation VC1, par exemple au moyen d'un dispositif d'aide à la navigation embarqué (éventuellement temporairement) dans le premier véhicule V1, puis on détermine dans la base de données le rayon de courbure rc (ou la courbure) qui est associé(c) à cette future portion. [0040] En l'absence de capteur CP mais en présence de coordonnées (par exemple GPS) de la route R, les circuits d'analyse CAN sont agencés de manière à analyser ces coordonnées afin de déterminer les données d'environnement qui définissent au moins le rayon de courbure (ou la courbure) des portions des deux délimitations dl et d2 de la première voie de circulation VC1 que le premier véhicule V1 s'apprête à emprunter. Ces coordonnées de la route R peuvent, par exemple, être fournies par un dispositif d'aide à la navigation embarqué (éventuellement temporairement) dans le premier véhicule VI. [0041] L'éventuel dispositif d'assistance à la conduite DA est par exemple destiné à contrôler la conduite du premier véhicule VI (au moins partiellement) de façon automatisée (ou autonome), en fonction des données d'environnement. Ce contrôle est réalisé au moyen de commandes qui sont déterminées pour des organes du premier véhicule VI impliqués dans les déplacements de ce dernier (VI), comme par exemple le groupe motopropulseur (ou GMP), le système de freinage, et les moyens de changement de vitesse (par exemple une boîte de vitesses automatique). [0042] Le dispositif d'assistance (à la conduite) DA comprend ici son propre calculateur, mais cela n'est pas obligatoire. En effet, le dispositif d'assistance (à la conduite) DA pourrait faire partie d'un calculateur assurant au moins une autre fonction au sein du premier véhicule VI. Par ailleurs, les circuits d'analyse CAN pourraient faire partie du dispositif d'assistance à la conduite DA. [0043] Comme évoqué plus haut, l'invention propose notamment un procédé de régulation de vitesse destiné à permettre la régulation automatisée de la vitesse du premier véhicule VI. [0044] Ce procédé (de régulation de vitesse) peut être au moins partiellement mis en oeuvre par le dispositif de régulation (de vitesse) DR qui comprend à cet effet au moins un 8 processeur PR et au moins une mémoire MD. Dans l'exemple illustré non limitativement sur la figure 1, le dispositif de régulation (de vitesse) DR comprend son propre calculateur. Mais cela n'est pas obligatoire. En effet, le dispositif de régulation DR pourrait faire partie d'un calculateur assurant au moins une autre fonction au sein du premier véhicule VI. Ainsi, il pourrait, par exemple, faire partie du dispositif d'assistance à la conduite DA. Par conséquent, le dispositif de régulation DR peut être réalisé sous la forme d'une combinaison de circuits ou composants électriques ou électroniques et de modules logiciels. La mémoire MD est vive afin de stocker des instructions pour la mise en oeuvre par le processeur PR du procédé dc régulation. Le processeur PR est, par exemple, un processeur de signal numérique (ou DSP (« Digital Signal Processor »)). [0045] Comme illustré sur la figure 2, le procédé (de régulation de vitesse), selon l'invention, comprend une étape 10-80 pouvant être subdivisée en sous-étapes 10 à 80 et commençant lorsque la fonction de régulation de vitesse (du dispositif de régulation DR) a été activée (par le conducteur du premier véhicule V1 ou l'éventuel dispositif d'assistance à la conduite DA). [0046] Dans une sous-étape 10, on (le processeur PR et la mémoire MD) détecte(nt) que le rayon de courbure rc, de la future portion que le premier véhicule V1 s'apprête à emprunter sur la première voie de circulation VC1 et qui vient d'être communiqué par les circuits d'analyse CAN, est représentatif d'un virage. [0047] 11 est important de noter que dans ce qui précède et ce qui suit on entend par virage » une portion de route dont le rayon de courbure rc nécessite une diminution de vitesse pour améliorer le confort du conducteur et des passagers et aussi permettre au premier véhicule VI de mieux passer le virage. [0048] La détection de virage peut, par exemple, résulter d'une comparaison de ce rayon de courbure rc à un seuil de rayon de courbure src prédéfini par le processeur PR. On comprendra que lorsque le rayon de courbure rc est inférieur au seuil de rayon de courbure src (soit rc src, on (le processeur PR et la mémoire MD) décide(nt) d'imposer au premier véhicule VI (et plus précisément, ici (et par exemple), au dispositif d'assistance DA), dans une sous-étape 20, une phase de décélération jusqu'à une première vitesse de décélération (ou de passage en virage) vdl qui est adaptée au rayon de courbure rc. [0050] Puis, dans une sous-étape 30, si le premier véhicule VI est en train de dépasser un second véhicule V2 circulant sur la seconde voie de circulation VC2, on (le processeur PR et la mémoire MD) détermine(nt) la vitesse en cours vv2 de ce second véhicule V2, et compare(nt) la première vitesse de décélération vdl à cette vitesse en cours vv,. 9 [0051] Comme évoqué précédemment, la vitesse en cours vv, peut être déterminée par les circuits d'analyse CAN à partir des données d'environnement déterminées par le(s) capteur(s) embarqué(s) dans le premier véhicule V1 (et notamment par CP) et/ou transmise au premier véhicule V1 par un véhicule voisin de ce dernier (V1), éventuellement le second véhicule V2, et/ou par l'infrastructure routière, par exemple au moyen de messages de type Car2X ou V2X. [0052] On notera que si le premier véhicule V1 n'est pas engagé dans une phase de dé- passement ou si la première vitesse de décélération vdl est supérieure à la vitesse en cours v', (soit vdl > v',), on (le processeur PR et la mémoire MD) impose(nt) au premier véhicule V1 la phase de décélération jusqu'à la première vitesse de décélération vdl, dans une sous-étape 40. Cette imposition se fait par la génération d'instruction(s) ou de commande(s). Puis, une fois la première vitesse de décélération vdl atteinte par le premier véhicule VI, on (le processeur PR et la mémoire MD) impose(nt) à ce dernier (V1), dans une sous-étape 50, une phase d'accélération, par exemple jusqu'à obtention d'une vitesse égale à la consigne de vitesse cv (éventuellement adaptée en fonction de la vitesse d'un autre véhicule situé devant le premier véhicule V1). On considère en effet que le virage n'impose plus de contrainte à la vitesse du premier véhicule VI. On comprendra que c'est, ici, le dispositif d'assistance DA qui contrôle l'imposition au premier véhicule V1 de la phase d'accélération. Cette phase d'accélération peut être imposée juste après la phase de décélération, ou bien après avoir laissé passer une durée prédéfinie à la fin de la phase de décélération, ou encore lorsque le rayon de courbure rc de la future portion que s'apprête à emprunter le premier véhicule V1 devient suffisamment élevé pour ne pas nécessiter une nouvelle phase de décélération. [0053] En revanche, si la première vitesse de décélération vdi est inférieure à la vitesse en cours vv2 (soit vdl