Brevet FR3088039A1 — publié le 20200508

Description Titre de l'invention : Procédé de détermination d'un espace de na- vigation favorable situé à proximité d'un véhicule terrestre à moteur [0001] La présente invention concerne le domaine des systèmes d'aide à la conduite pour véhicules terrestres à moteur. L'invention porte notamment sur un procédé de détermination d'un espace de navigation favorable situé à proximité d'un véhicule terrestre à moteur. L'invention s'applique notamment. aux véhicules automobiles. [0002] On sait. que les systèmes d'aide à la conduite, notamment ceux destinés à l'assistance pour la conduite autonome, exploitent un ensemble de capteurs pour détecter l'environnement et fournir des fonctionnalités d'adaptation de comportement en fonction des situations (e.g. freinage d'urgence, évitement latéral, suivi de la voie, etc.). Généralement, ces fonctionnalités reposent sur l'utilisation d'une caméra frontale pour suivre la route en détectant les éléments de marquages au sol. [0003] Cependant, la perception d'un environnement de circulation basée uniquement sur l'utilisation d'une caméra souffre nécessairement les limitations inhérentes à toute caméra (i.e. conditions de luminosité, conditions météorologiques, salissures sur l'optique, etc.). De plus, la qualité des éléments de marquage au sol n'est pas nécessairement uniforme (marquages effacés, inexistants, travaux sur la voie, etc.). Par ailleurs les éléments de marquage au sol, lorsqu'ils sont présents, ne sont utiles qu'en lien avec des fonctionnalités de suivi de la voie. En revanche, lorsqu'il est nécessaire d'effectuer des manoeuvres inhabituelles, notamment des manoeuvres qui imposent une trajectoire de sortie de voie, par exemple une manoeuvre d'évitement d'un obstacle, les éléments de marquage au sol ne sont plus suffisants pour gérer de telles trajectoires. Par conséquent, les systèmes d'aide à la conduite actuels ne sont pas en mesure de gérer efficacement certaines manoeuvres qu'un véhicule peut être amené à effectuer, notamment des manoeuvres d'évitement d'obstacle. [00041 L'invention vise à fournir un procédé pour palier à ces inconvénients. Plus particu- lièrement, l'invention a pour but de fournir un procédé et un système qui améliorent la capacité de gestion d'un système d'aide à la conduite, notamment pour la gestion de manoeuvres qui imposent des trajectoires de sortie de voie. De plus, l'invention vise à fournir un système et un procédé qui supportent des fonctionnalités pour permettre à un système d'aide à la conduite de fonctionner en l'absence d'éléments de marquage au sol, notamment pour permettre la mise en oeuvre de fonctionnalités d'évitement d'obstacles. [0005] A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de détermination d'un espace de na- vigation favorable situé à proximité d'un véhicule terrestre à moteur, le procédé comprenant les étapes de : [0006] - obtenir des données caractéristiques d'un environnement de circulation, lesdites données caractéristiques d'un environnement de circulation étant générées suite à l'émission d'au moins un signal par au moins un appareil de détection agencé dans le véhicule, déterminer au moins une composante de déplacement en lien avec une entité circulante sur la base desdites données caractéristiques d'un environnement de circulation, et déterminer ledit espace de navigation favorable en fonction de ladite composante de déplacement. [0007] Selon une variante, l'appareil de détection peut être choisi dans le groupe comprenant les caméras, les appareils de télédétection par laser, les appareils de radiodétection, les appareils de détection par ondes sonores et les capteurs à ultrasons. [0008] Selon une autre variante, ladite composante de déplacement peut comprendre une vitesse de déplacement et/ou une orientation. [0009] Selon une autre variante, l'étape de déterminer ledit espace de navigation favorable peut comprendre une étape d'utilisation d'un modèle prédictif établi par un module d'apprentissage- automatique pour déterminer au moins une trajectoire future de l'entité circulante en fonction de ladite composante de déplacement. [0010] Selon une autre variante, l'étape de déterminer ledit espace de navigation favorable peut comprendre une étape de détermination d'un espace occupé par l'entité circulante en fonction de ladite trajectoire future. [0011] L'invention a en outre pour objet un système informatique de détermination d'un espace de navigation favorable situé à proximité d'un véhicule terrestre à moteur, le système comprenant des moyens de mise en oeuvre d'un procédé tel que défini ci-dessus. [0012] Selon une variante, le système peut comprendre au moins un calculateur et des moyens de stockage dans lesquels sont stockés au moins un programme pour l'exécution d'étapes selon le procédé de détermination mis en oeuvre par le système. [0013] L'invention a en outre pour objet un programme d'ordinateur comprenant des ins- tructions pour l'exécution des étapes d'un procédé tel que défini ci-dessus. [0014] L'invention a en outre pour objet un support utilisable dans une ordinateur sur lequel est enregistré un programme tel que défini ci-dessus. [0015] L'invention a en outre pour objet un véhicule terrestre à moteur comprenant un système tel que défini ci-dessus. [0016] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la des- cription détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels : [0017] [fig.1] est un schéma bloc d'un système de détermination selon l'invention, et [0018] [fig.2] est un organigramme illustrant certaines étapes d'un procédé de détermination selon l'invention. [0019] Comme illustré à la figure 1, le système de détermination 100 d'un espace de na- vigation favorable situé à proximité d'un véhicule terrestre à moteur selon la présente invention comprend une unité de traitement d'information 101, comprenant un ou plusieurs processeurs, un support de stockage de données 102, des moyens d'entrée et sortie 103 et un oracle 104 incluant un module destiné à établir un modèle prédictif en mettant en oeuvre, par exemple, une méthode d'apprentissage automatique ou en utilisant un réseau de neurones artificiel. [00201 Selon certains modes de réalisation, le système 100 est embarqué dans un véhicule terrestre à moteur, par exemple un véhicule automobile, et est distribué parmi un ou plusieurs calculateurs. Selon d'autres modes de réalisation de l'invention, le système 100 comprend un ou plusieurs ordinateurs, un ou plusieurs serveurs, un ou plusieurs supercalculateurs et/ou n'importe quelle combinaison comprenant l'un de ces systèmes informatiques. On peut également envisager certains modes de réalisation dans lesquels certains éléments du système 100 sont hébergés en partie à bord d'un véhicule terrestre à moteur, sur un ou plusieurs calculateurs, alors que d'autres éléments sont répartis sur un ou plusieurs serveurs distants. [0021] Selon le mode de réalisation préféré, le système 100 fait partie intégrante d'un cal- culateur d'un système d'aide à la conduite du véhicule qui s'appuie sur une pluralité d'appareils de détection agencés dans le véhicule. De préférence, les appareils de détection comprennent une caméra, un appareil de télédétection par laser, un appareil de radiodétection, un appareil de détection par ondes sonores, un capteur à ultrasons et/ ou tout autre moyen de détection équivalent utilisé dans l'automobile. [0022] De manière conventionnelle, le système d'aide à la conduite comprend un ou plusieurs calculateurs qui, selon des rôles établis, contrôlent selon les situations le fonctionnement de certains organes du véhicule pour fournir diverses fonctionnalités d'aide à la conduite (e.g. assistance au freinage d'urgence, évitement d'obstacle, suivi de voie). Alternativement, ou cumulativement, le système d'aide à la conduite comprend en outre des éléments additionnels adaptés et configurés pour interagir au sein d'un système de transport intelligent. [0023] De manière avantageuse, le système d'aide à la conduite génère des données caracté- ristiques de l'environnement de circulation du véhicule sur la base de signaux qui sont émis par tous ses appareils de détection. Ainsi, le système d'aide à la conduite génère par exemple certaines données caractéristiques de l'environnement de circulation en utilisant les signaux émis par la caméra, aptes à renseigner sur la présence de véhicules 4 distants ou d'éléments de sigmalisation routière (e.g. éléments de marquage au sol, panneaux de signalisation). En complément, d'autres données caractéristiques de l'environnement de circulation sont générées suite à l'émission de sienaux par d'autres appareils de détection, en utilisant par exemple les signaux émis par un appareil de télédétection par laser pour déterminer la présence d'obstacles au sein de l'environnement de circulation. [0024] Alternativement, selon un autre mode de réalisation particulier, le système 100 est hébergé par un calculateur indépendant et interagit avec un calculateur du système d'aide à la conduite du véhicule pour obtenir les signaux émis par les appareils de détection et en extrapoler les données caractéristiques de l'environnement de circulation. Alternativement, les données caractéristiques de l'environnement de circulation sont générées par le système d'aide à la conduite et stockées par celui-ci dans le support de stockage 102 du système 100. [0025] Tous les éléments décrits ci-dessus contribuent pour permettre au système 100 de mettre en oeuvre un procédé de détermination d'un espace de navigation favorable situé à proximité d'un véhicule terrestre à moteur, tel que décrit ci-dessous. [0026] Comme illustré à la figure 2, selon une étape 201, le système 100 obtient, i.e. récupère, extrait ou reçoit, des données caractéristiques d'un environnement de circulation. Comme déjà mentionné, lesdites données caractéristiques de l'environnement de circulation sont de préférence générées par un calculateur du système d'aide à la conduite du véhicule suite à l'émission d'au moins un signal par au moins un appareil de détection agencé dans le véhicule. De manière automatique, ces données sont stockées sur le support de stockage 102 duquel elles sont extraites à la demande. Alternativement, les données caractéristiques de l'environnement de circulation sont générées par le système 100 sur la. base des signaux émis par les appareils de détection du système d'aide à la conduite, ou sur la base de signaux générés par le système d'aide à la conduite en fonction des signaux émis par les appareils de détection. Quoiqu'il en soit le système 100 a accès à des données qui sont caractéristiques d'un environnement de circulation. Certaines données caractéristiques de l'environnement de circulation concernent par exemple des éléments de marquage au sol et sont, de préférence, générées sur la base de signaux transmis par une caméra. D'autres données caractéristiques de l'environnement de circulation concernent la présence d'autres véhicules, notamment en zone frontale, et sont générées sur la base de signaux transmis par un appareil de télédétection par laser, un appareil de radiodétection, un appareil de détection par ondes sonores et/ou un capteur à ultrasons. [0027] Selon une autre étape 202, le système 100 détermine au moins une composante de déplacement en lien avec une entité circulante sur la base desdites données caracté- ristiques d'un environnement de circulation. Au sens de la présente invention, l'expression « entité circulante » inclut évidemment tout véhicule terrestre à moteur, mobile ou en mouvement, mais aussi les piétons ou cyclistes, mobiles ou en mouvements, qui sont considérés comme des entités circulantes et peuvent d'ailleurs être détectés par un ou plusieurs appareils de détection du véhicule ou par le biais des éléments additionnels du système d'aide à la conduite permettant la mise en oeuvre d'interactions avec un système de transport intelligent. De manière avantageuse, le système 100 utilise donc les données caractéristiques de l'environnement de circulation pour déterminer des composantes de déplacement - de préférence des vitesses instantanées de déplacement, des orientations ou des caps - relatives à toutes les entités circulantes qui sont détectées par les appareils de détection du véhicule. En d'autres termes, le système détermine des paramètres utiles en lien avec une estimations des trajectoires présentes, et donc futures, d'une pluralité d'entités circulantes qui sont localisées à proximité du véhicule. [0028] Selon une autre étape 203, le système 100 détermine l'espace de navigation favorable en fonction des composantes de déplacement des entités circulantes préalablement établies. Pour ce faire, le système 100 met par exemple en oeuvre une étape au cours de laquelle il détermine, sur la base des données caractéristiques de l'environnement de circulation, la présence un espace de circulation libre à proximité du véhicule, i.e. un espace vide de toute entité circulante. Pour ce faire, le système utilise les données caractéristiques de l'environnement de circulation pour déterminer un ou plusieurs espaces occupés par les entités circulantes détectées. Le système 100 utilise ensuite le modèle prédictif établi par l'oracle 104 pour estimer les trajectoires futures des entités circulantes situées à proximité en fonction des composantes de déplacement relatives à ces entités. Ensuite, au cours d'une autre étape additionnelle, le système 100 utilise les trajectoires futures préalablement établies en regard des entités circulantes situées à proximité pour déterminer l'espace de circulation favorable, i.e. un espace qui va au-delà de l'espace libre tout en étant également vide de toute entité circulante. En d'autres termes, l'espace de circulation favorable ainsi déterminé peut s'étendre sur une ou plusieurs voies de circulation, ce qui s'avère particulièrement avantageux dans le contexte de la conduite autonome et des manoeuvres d'évitement d'obstacle. Selon une alternative, l'espace de navigation favorable est déterminé sur la base d'espaces occupés par des entités circulantes établis en tenant compte des trajectoires futures. [0029] Au cours d'une ultime étape, le système 100 fournit des données concernant l'espace de navigation favorable qui adapte les fonctionnalités d'aide à la conduite en fonction de ces données. Alternativement, ou cumulativement, le système 100 assume de manière autonome la mise en oeuvre de fonctionnalités d'aide à la conduite en transmettant au cours d'une étape additionnelle des commandes à des organes de gestion du fonctionnement du véhicule qui tiennent compte de l'espace de navigation 6 favorable. Au sein d'un système de transport intelligent, on peut envisager que le système communique l'espace de navigation favorable à d'autres entités circulantes par le biais de moyens de conununication de signaux radiofréquences agencés dans le véhicule. [0030] Par conséquent, aux termes du procédé et du système selon l'invention décrits ci- dessus, les briques fonctionnelles sont fournies pour permettre à un système d'aide à la conduite de mieux gérer des manoeuvres qui imposent des trajectoires de sortie de voie. En outre, le procédé et le système selon l'invention fournissent les éléments nécessaires qui permettent une meilleure adaptabilité des systèmes d'aide à la conduite dans des situations où les éléments de marquage au sol manquent. [0031] L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation décrits ci-dessus, présentés uniquement à titre d'exemples, mais s'étend à d'autres modes de réalisation, notamment ceux formés en combinant certaines caractéristiques décrites en lien avec certains modes de réalisation avec d'autres caractéristiques décrites en lien avec d'autres modes de réalisation, qui sont à la portée de l'homme du métier.