Brevet FR3093690A1 — publié le 20200918

Description Titre de l'invention : Procédé de sélection pour un véhicule au- tomobile d'une voie de circulation d'un rond-point Domaine technique de l'invention [0001] La présente invention concerne de manière générale le domaine des aides à la conduite de véhicules automobiles, et notamment de véhicules autonomes. [0002] Elle concerne plus particulièrement un procédé de sélection d'une voie de circulation d'un rond-point sur laquelle il est préférable que le véhicule automobile se rende. Etat de la technique [0003] Lorsqu'un véhicule automobile aborde un rond-point, il est d'usage que ce véhicule emprunte la voie de circulation située le plus à l'extérieur du rond-point lorsqu'il doit sortir rapidement (en circulant sur au plus un quart du rond-point), et qu'il emprunte sinon une voie de circulation située plus à l'intérieur du rond-point. [0004] On cherche alors à automatiser cette sélection de voie de circulation dans le cadre de la programmation d'une unité de calcul d'un véhicule autonome. [0005] Pour cela, on connaît du document US2007/0150182 un système de navigation permettant de guider un conducteur ou un véhicule autonome dans un rond-point afin d'atteindre une sortie optimale par rapport à une destination souhaitée. En particulier, le système de navigation est conçu pour déterminer la voie de circulation permettant d'atteindre cette sortie de la manière la plus efficace possible. [0006] Dans ce document, l'unité de calcul est adaptée à déterminer, sur la base de données de géolocalisation, le nombre de voies de circulation dans le rond-point, le nombre de voies de circulation au niveau de la voie d'entrée dans le rond-point et la présence ou non d'un feu tricolore au niveau de la voie d'entrée dans le rond-point. [0007] L'unité de calcul génère ensuite, à partir de ces données, une commande à destination du conducteur ou du système de navigation autonome du véhicule, portant sur la voie de circulation optimale à emprunter pour rejoindre la sortie désirée. [0008] L'inconvénient majeur de ce système est qu'il ne permet pas à lui seul d'assurer la traversée en toute sécurité du rond-point par le véhicule automobile. Présentation de l'invention [0009] Afin de remédier à l'inconvénient précité de l'état de la technique, la présente invention propose une méthode de sélection d'une voie de circulation d'un rond-point tenant compte de la présence de véhicules tiers dans le rond-point, et donc d'éventuels risques de collision avec ces véhicules tiers. [0010] Plus particulièrement, on propose selon l'invention un procédé de sélection d'une voie de circulation d'un rond-point comprenant un nombre L de voies (avec L > 1). Le 2 procédé comprend des étapes de : - détection des voies de circulation du rond-point et de véhicules tiers roulant sur lesdites voies de circulation, - détermination, pour chaque voie de circulation considérée parmi une partie au moins des voies de circulation détectées, d'une première donnée relative à l'occupation de la voie de circulation considérée i (avec 1 1) spécifique de voies de circulation 210, 220, 230 sur lesquelles des véhicules automobiles peuvent circuler. Dans la suite de cette description, on considerera des ronds-points 1 à une voie de circulation 210 comme sur la figure 2, des ronds-points 1 à deux voies de circulation comme sur les figures 3, 5 et 6, et des ronds-points à plus de deux voies de circulation, comme par exemple à trois voies de circulation (figures 4 et 7). [0041] Comme cela est visible sur les figures, le rond-point 1 comporte ici un ilot central 10 autour duquel les véhicules peuvent tourner pour circuler dans le rond-point. [0042] Les ronds-points comportent également plusieurs entrées 20, 22, 24, 26 et sorties 30, 32, 34, 36. [0043] On considérera ici que chaque rond-point comporte quatre entrées et quatre sorties, réparties en croix. Bien entendu, en variante, la configuration du rond-point pourrait être différente. [0044] Dans la suite de cet exposé, on distinguera : - la voie de circulation courante 210 empruntée par le véhicule automobile 100 considéré, - les voies de circulation voisines 220, 230 (dans les cas où le rond-point a un nombre de voies de circulation supérieur ou égal à deux), en distinguant les voies de circulation voisines 220 qui sont adjacentes à droite de la voie de circulation courante 210 et les voies de circulation voisines 230 qui sont adjacentes à gauche de la voie de circulation courante 210. [0045] Pour la suite de cet exposé, on peut aussi introduire la voie de circulation 260 la plus à l'extérieur du rond-point (que le véhicule empruntera notamment pour sortir du rond- 6 point) et la voie de circulation 270 la plus intérieure du rond-point. [0046] Comme le montrent les figures 5 à 7, on considérera ici que des véhicules au- tomobiles autres que le véhicule automobile 100 considéré, ci-après appelés véhicules tiers 300, 310, 320, 330, roulent aussi sur les voies de circulation du rond-point. [0047] Lorsque le véhicule automobile 100 considéré, dont on considère qu'il est ici autonome, aborde un rond-point, il doit choisir l'une des voies de circulation 210, 220, 230 pour entrer dans le rond-point afin de se diriger vers la sortie du rond-point désirée. [0048] Cette sortie de rond-point désirée est par exemple déterminée par un logiciel de na- vigation, compte tenu du lieu de destination souhaité par les passagers du véhicule automobile 100. [0049] Le calculateur 140 doit donc déterminer quelle voie de circulation le véhicule au- tomobile 100 doit emprunter afin de passer le plus rapidement possible et en toute sécurité le rond-point 1 pour atteindre la sortie désirée. [0050] Pour cela, le calculateur 140 met en oeuvre un procédé comportant plusieurs étapes, qui sont décrites ci-après. [0051] En variante, le procédé pourrait être mis en oeuvre par une infrastructure extérieure au véhicule automobile 100, par exemple par une infrastructure positionnée au centre ou à proximité du rond-point. [0052] La succession des étapes mises en oeuvre dans le cadre de cc procédé est représentée sur la figure 8 sous forme d'un logigramme. [0053] Préalablement à la mise en oeuvre du procédé, on considère donc que le véhicule au- tomobile 100 se déplace sur une route pour se rendre à un lieu de destination souhaité. En pratique, une suite d'instructions, déterminées par exemple à partir du système de géolocalisation 141, permet le déplacement du véhicule automobile 100 vers la destination souhaitée. [0054] On considérera alors ici que le véhicule automobile 100 aborde le rond-point 1. [0055] Comme le montre la figure 8, le procédé débute lors d'une étape E2 avec l'acquisition en temps réel sur le trajet du véhicule automobile 100 de données mesurées par les différents équipements (capteurs RADAR et caméras) du véhicule automobile 100, concernant son environnement. [0056] L'étape E4 suivante consiste à vérifier que ces données sont exploitables. En effet, il peut arriver, notamment en fonction des conditions météorologiques, que ce ne soit pas le cas. [0057] Pour cette vérification, le calculateur 140 reçoit de chacun des équipements un indice de confiance (s'exprimant ici sous la forme d'un pourcentage de confiance dans la fiabilité de la mesure qu'il effectue), qu'il compare à un seuil prédéterminé. [0058] Si l'indice de confiance n'est pas assez élevé, le procédé ne peut pas donner de 7 consigne de conduite quant à la voie à emprunter pour traverser le rond-point. A l'étape E6, le processus s'interrompt alors. Cette interruption peut se traduire de différentes manières. Par exemple, les moyens d'affichage d'informations à l'attention du conducteur peuvent signifier au conducteur qu'aucune indication de conduite n'est disponible dans le rond-point. En variante, le procédé peut également reprendre à l'étape E2 avec l'acquisition de nouvelles données quelques mètres plus loin (et donc une réévaluation de la situation). [0059] Si l'indice de confiance est assez élevé, le procédé illustré sur la figure 8 se poursuit en une étape E8. [0060] Cette étape E8 consiste à déterminer la géographie des lieux, en particulier pour détecter la présence éventuelle d'un rond-point 1 sur une partie prochaine de son trajet. [0061] Pour cela, le calculateur 140 utilise soit la caméra 130 seule, soit les moyens de géo- localisation 141 couplés à la mémoire externe 142, soit l'ensemble de ces éléments en combinaison. [0062] Plus précisément ici, il acquiert une image capturée par la caméra 130, et la position géolocalisée du véhicule automobile 100. Compte tenu de cette position géolocalisée, le véhicule automobile 100 peut trouver dans la mémoire externe 142 une cartographie de la zone traversée par le véhicule automobile 100 afin de localiser un éventuel rond-point. [0063] Si aucun rond-point n'est détecté prochainement, le procédé reprend à l'étape E2 avec l'acquisition de nouvelles données sur la suite du trajet du véhicule automobile 100. [0064] Si un rond-point est localisé sur une partie prochaine du trajet, le calculateur 140 utilise les caractéristiques sur la géographie des lieux, en particularité pour déterminer le nombre de voies dans le rond-point et les différentes sorties qu'il comprend (étape E10). Le calculateur 140 localise également la sortie désirée 40 que le véhicule automobile 100 devra emprunter pour rejoindre la destination souhaitée (étape E12). [0065] Si le rond-point comprend une seule voie de circulation (comme c'est le cas sur la figure 2), le véhicule doit forcément l'emprunter pour traverser le rond-point 1 (étape E20). Le procédé conduit donc à l'émission de la commande consistant à indiquer que le véhicule automobile 100 doit rouler sur cette voie unique (étape E22). [0066] Si le rond-point comporte deux voies de circulation (figures 3, 5 et 6), le procédé se poursuit à l'étape E40. [0067] Le calculateur 140 utilise la position géolocalisée du véhicule automobile 100 afin de déterminer si celui-ci va entrer ou est déjà entré dans le rond-point (étape E42). [0068] Si le véhicule automobile 100 entre dans le rond-point, le procédé se poursuit avec l'étape E44. Sinon, il se poursuit avec l'étape E56. [0069] Lors de l'étape E44, le calculateur 140 détermine la position de l'entrée par laquelle 8 le véhicule automobile 100 va s'introduire dans le rond-point par rapport à la sortie désirée 40. En d'autres termes, le calculateur 140 détermine si la sortie désirée 40 correspond à la prochaine sortie du rond-point ou si elle est plus éloignée. Pour les exemples des figures 3, 5 et 6, si le véhicule automohile 100 s'introduit dans le rond-point par l'entrée 20, le calculateur 140 détermine si la sortie désirée 40 est la sortie prochaine (la sortie 32) ou l'une des autres sorties (les sorties 34, 36 ou 30). [0070] Si la sortie désirée 40 est la prochaine sortie, le calculateur 140 indique, à l'étape E46, la commande à suivre consistant à emprunter la voie de circulation 260 la plus extérieure du rond-point pour se diriger au plus vite vers la sortie désirée 40. A l'étape E48, le véhicule automohile 100 sort du rond-point par la sortie désirée 40, ici la sortie 32. [0071] Si la sortie désirée 40 n'est pas la prochaine sortie rencontrée par le véhicule au- tomobile 100 dans le rond-point (cas représenté sur les figures 5 et 6), le calculateur 140 indique, à l'étape E52, la consigne consistant à emprunter la voie de circulation 270 la plus intérieure du rond-point. Le véhicule automobile 100 entre donc dans le rond-point en se plaçant sur cette voie de circulation intérieure 270. [0072] TI vérifie toutefois au préalable qu'il peut se placer sur cette voie de circulation in- térieure 270 en toute sécurité. Pour cela, il procède de la façon qui sera décrite ci-après, à l'étape E60. [0073] Le véhicule automobile 100 roule ensuite sur cette voie de circulation intérieure 270 (étape E54). [0074] La position géolocalisée du véhicule automobile 100 est actualisée en continu lors du trajet de celui-ci. En particulier, le calculateur 140 détermine régulièrement, à partir de cette position géolocalisée actualisée au niveau de quelle sortie du rond-point le véhicule automobile 100 se trouve par rapport à la sortie désirée 40 (étape E56). En pratique, cette détermination est effectuée de manière itérative. Par exemple, à chaque fois que le véhicule automobile 100 se trouve au niveau d'une sortie de rond-point (nommée « sortie actuelle 45 » ou « sortie courante 45 » dans la suite), le calculateur 140 détermine si la sortie désirée 40 est la sortie suivante du rond-point ou une autre. En variante, la localisation de la sortie désirée 40 est effectuée à intervalles de temps réguliers (prédéterminés). [0075] A partir de cette position géolocalisée actualisée, le calculateur 140 détermine, à l'étape E58, si la prochaine sortie est la sortie désirée 40. [0076] Si c'est le cas, le calculateur 140 indique alors que le véhicule automobile 100 doit se diriger vers la voie de circulation extérieure 260 afin de se rapprocher de la sortie désirée 40. En pratique, comme cela est représenté sur la figure 5, une zone ZV de changement de voie de circulation est alors définie entre la sortie actuelle 45 (précédant la sortie désirée 40) et la sortie désirée 40. 9 [0077] Le calculateur 140 détermine donc, à l'étape E60, s'il est possible pour le véhicule automobile 100 de changer de voie de circulation (donc de se diriger vers la voie de circulation extérieure 260) sans risque sur cette zone ZV. [0078] Pour cela, le calculateur 140 calcule le temps de manoeuvre tEG0 qui sera nécessaire au véhicule automobile 100 pour atteindre la voie de circulation extérieure 260 (qu'il souhaite emprunter pour rejoindre la sortie désirée 40) et en quel endroit ce véhicule aboutira après ce changement de voie. Par exemple, le calculateur 140 localise un endroit 221 de la voie de circulation extérieure 260 que le véhicule automobile 100 atteindra s'il change de voie (voir figure 5). [0079] Puis, si l'on se trouve en présence d'un véhicule tiers circulant déjà sur cette voie de circulation extérieure 260, le calculateur 140 calcule le temps d'arrivée tow qui sera nécessaire pour que ce véhicule tiers atteigne cet endroit 221. Sur l'exemple de la figure 5, le calculateur 140 détermine le temps que le véhicule tiers 310 mettra pour rejoindre l'endroit 221. [0080] Selon l'invention, le temps de manoeuvre tECO et le temps d'arrivée tom sont dé- terminés par le calculateur 140 à partir par exemple de l'exécution d'un algorithme se basant notamment sur les données mesurées par les différents équipements (capteurs RADAR et caméras) et sur des prévisions cinématiques (par exemple sur la trajectoire) dérivées par le calculateur 140 en fonction de de la destination souhaitée. [0081] Le critère pour déterminer s'il est possible pour le véhicule automobile 100 de changer de voie de circulation consiste alors à vérifier l'illégalité suivante : tEco i relative à une favorisation artificielle des voies de circulation les plus extérieures de manière à faciliter la sélection de ces voies les plus extérieures (pour faciliter la sortie du rond-point 1 du véhicule automobile 100). Cette seconde donnée R correspond à une donnée de pondération liée au taux d'occupation de chaque voie de circulation i cible pouvant être sélectionnée de manière à faciliter la sortie du rond-point 1 du véhicule automobile 100 (qui est actuellement sur la voie de circulation courante j avec 1 i est déterminée de manière à privilégier les déplacements du véhicule automobile 100 vers les voies de circulation extérieures à la voie de circulation courante j (et en particulier vers la voie de circulation extérieure 260) afin de faciliter sa sortie du rond-point 1. En pratique, la seconde donnée 12;_>; est relative au nombre de voies de circulation à traverser pour rejoindre la voie de circulation i cible. [0110] Cette seconde donnée s'exprime ici par la formule suivante : [0111] [Math .1] 13 S no) 1 i=in(i) -1' "(I' I [0112] avec n(j) un nombre associé à la voie de circulation actuelle j (par définition, pour la voie de circulation la plus extérieure on a n(j)=1, et pour la voie de circulation la plus intérieure on a n(j)=L, L étant le nombre de voies de circulation dans le rond-point), et n(i) le nombre associé à une voie de circulation ciblée i (ici celle qui est testée). [0113] En pratique, la seconde donnée 12;_,1 sera plus petite pour la voie de circulation ex- térieure 260 et de plus en plus élevée pour les voies de circulation de plus en plus intérieures. Par exemple, la seconde donnée 12;_,; sera plus élevée pour le déplacement du véhicule automobile entre la voie de circulation intérieure 230 et la voie de circulation centrale que pour le déplacement du véhicule automobile entre la voie de circulation intérieure 230 et la voie de circulation extérieure 260 (afin de favoriser le déplacement du véhicule automobile 100 vers la voie de circulation extérieure afin que celui-ci puisse quitter le rond-point 1 sans y rester bloqué). [0114] Le calculateur 140 utilise ensuite ces deux données à l'étape E106 pour le calcul d'une fonction de coût Ji_,1 associée à chaque voie de circulation i. Cette fonction de coût évaluer le coût pour passer de la voie de circulation courante j du véhicule automobile 100 à la voie de circulation i cible. La fonction de coût est par exemple déterminée expérimentalement. [0115] Cette fonction de coût s'exprime ici selon la formule : [0116] [Math.2] 10117j avec TL, un paramètre relatif au niveau de trafic moyen entre la voie de circulation courante j du véhicule automobile 100 et la voie de circulation cible i, calculé à partir du pourcentage d'occupation pl de chaque voie de circulation 1, 1 étant défini de manière à vérifier l'inégalité i i pour chacune des voies de cir- culation i accessibles au véhicule automobile 100 sont calculées. Le calculateur 140 détermine la voie de circulation associée à la plus grande fonction de coût Ji >i (étape E108). En d'autres termes, le calculateur 140 identifie la voie de circulation à emprunter par le véhicule automobile 100 en maximisant la fonction de coût Ji >i. [0119] Ainsi, par maximisation de la fonction de coût, le calculateur 140 détermine la meilleure voie de circulation que le véhicule automobile 100 doit emprunter pour se diriger vers la sortie désirée 40 (étape E108). Il faut noter à cc stade que la voie de cir- 14 culation sélectionnée par maximisation de la fonction de coût n'est pas forcément la voie de circulation la plus extérieure du rond-point. Elle correspond à la voie de circulation la plus extérieure à la voie de circulation courante que le véhicule automobile 100 pourra rejoindre en toute sécurité. [0120] Toutefois, avant de s'y diriger, le calculateur 140 détermine s'il est possible pour le véhicule automobile 100 de changer de voie de circulation (donc de se diriger vers la voie de circulation sélectionnée à partir de la maximisation de la fonction de coût à l'étape E108). [0121] Pour cela, le calculateur 140 calcule, à l'étape El 10, le temps de manoeuvre tEco selon la définition introduite précédemment. [0122] Si le critère dc sécurité caractérisé par l'inégalité tEGO