Brevet FR3097989A1 — publié le 20210101

Description Titre de l'invention : Procédé pour fournir une carte routière numérique DOMAINE DE L'INVENTION [0001] L'invention a pour objet un procédé pour fournir une carte routière numérique notamment pour les tests d'un système de véhicule au moins partiellement automatisé, ce procédé étant implémenté par un ordinateur. ETAT DE LA TECHNIQUE [0002] Les systèmes de véhicule automatisé doivent tenir compte de nombreuses situations différentes. La sécurité de tels systèmes pose des défis technologiques importants. Les tests pour les conditions de sécurité sont extrêmement coûteux à cause de la diversité de l'espace infinie des situations de conduite et qui ne peuvent pratiquement pas se représenter uniquement par des tests réels. L'assistance des tests avec des simulations est souhaitable. Pour de telles simulations un défi tout particulier est de garantir une couverture aussi large que possible et au mieux également quantifiable des situations possibles. [0003] Les cartes routières pour les tests de simulation de systèmes de véhicule se fait prin- cipalement par la mesure de routes réelles avec des capteurs extrêmement précis et ensuite le traitement numérique manuel des données de mesure. Une autre possibilité développée pour établir de telles cartes routières est celle des éditeurs qui permettent de définir manuellement les cartes. Il existe en outre des éditeurs routiers fondés sur des boîtes ; les éléments routiers préfabriqués sont réalisés sur des boîtes carrées ou des boîtes hexagonales que l'on juxtapose ensuite manuellement. [0004] Un format possible de carte pour la simulation est le format OpenDRIVE soutenu par de nombreuses simulations habituelles d'environnement. Les cartes routières peuvent également être spécifiées directement, de manière manuelle avec un éditeur de texte au format XML. [0005] Le document US 20170316127 Al décrit un procédé d'établissement de scénarios de test pour un véhicule sans conducteur. Une forme de réalisation de la simulation de l'environnement utilise le format. de données OpenDRIVE qui permet une description logique des réseaux routiers. [0006] EXPOSE ET AVANTAGES DE L'INVENTION [0007] L'invention a pour objet un procédé implémenté par ordinateur pour fournir une carte routière numérique notamment pour tester un système de véhicule au moins partiellement automatisé, ce procédé étant. caractérisé par les étapes suivantes consistant à 2 [0008] - accéder à une banque de données qui contient l'enregistrement d'un grand nombre de développements autorisés des propriétés routières, [0009] - établir au moins un extrait de carte routière pour lequel on sélectionne automa- tiquement d'abord l'un des développements possible pour l'ensemble des propriétés routières dans la banque de données, et [0010] - on fournit la carte routière numérique qui comporte au moins un extrait de carte routière. [0011] En d'autres termes, l'invention développe un procédé implémenté par ordinateur pour fournir une carte routière numérique notamment pour tester un système de véhicule au moins partiellement automatisé. On accède à une banque de données qui contient l'enregistrement d'un grand nombre de développements autorisés pour des propriétés routières en enregistrement. On établit un extrait de la carte routière pour lequel on sélectionne de manière automatisée dans la banque de données, l'un des développements possible de l'ensemble des propriétés routières. Enfin on fournit au moins une carte routière numérique qui a au moins cet extrait de carte routière. [0012] Le procédé tel que décrit, permet de calculer automatiquement une carte routière numérique ou un ensemble de cartes routières numériques et de les fournir ; les moyens mis en oeuvre sont très réduits par comparaison à l'établissement manuel avec des éditeurs de cartes. De plus, on peut également avoir une pré-configuration partielle ou tenir compte de conditions limites ou encore de limitations. La variation automatique des paramètres permet de générer automatiquement un grand nombre de cartes différentes et des conditions limites prédéfinies. Le fait de générer sur la base de la banque de données avec des propriétés routières et des développements autorisés, en alternant les propriétés routières, permet d'avoir une grande couverture et le cas échéant également quantifiable, de l'ensemble de l'espace des paramètres ou d'assurer une couverture définie. La solution peut être mise en parallèle de manière quelconque et elle permet également de réduire considérablement les moyens à mettre en oeuvre, grâce à son implantation automatique sur ordinateur. [0013] Le procédé tel que décrit permet de générer de façon automatisée des cartes en 2D ou en 3D avec par exemple des valeurs qui se déterminent librement et notamment de manière automatique dans le domaine des paramètres pour les développements des propriétés routières, par exemple le rayon quelconque des courbes, les pentes, les types de route, le nombre de voies etc. ce qui va beaucoup plus loin que les possibilités offertes par exemple par des procédés courants fondés sur les boîtes. L'automatisation peut accéder notamment à une sélection aléatoire d'alternatives discrètes pour les développements ou une sélection aléatoire de plages continues de paramètres pour les développements. [0014] Le procédé permet de réduire la complexité de l'espace de paramètres très grand par 3 la mise en structure des données dans la banque de données. Des configurations partielles en option ou des limites configurées d'impression permettent d'obtenir des cartes routières numériques faites à la mesure en ce qu'en modifiant le nombre de variantes on le réduit d'autant plus. L'introduction en option de classes d'équivalence pour déterminer le degré de couverture permet de réduire encore plus la complexité et aussi de fournir systématiquement des cartes qui couvrent bien l'espace possible de cartes à l'intérieur de conditions-limites prédéfinies. [0015] Selon un développement avantageux, on établit un ensemble d'extraits de cartes routières qui sont réunis pour former une carte numérique. Cela permet d'appliquer un procédé particulièrement souple et modulable. La compatibilité des extraits assemblés ainsi que des transitions appropriées entre ces extraits sont garanties de manière automatique. [0016] De manière avantageuse des le calcul et la génération de la carte numérique on exclut les combinaisons non autorisées de développement parmi les propriétés. De façon optimale on fournit en outre un contrôle de consistance de la carte établie. Cela permet, malgré le degré d'automatisation élevée, un procédé avec un calcul qualitatif poussé. [0017] Selon les développements particulièrement préférentiels, les procédés décrits sont utilisés pour appliquer au moins une carte fournie pour tester un système de véhicule au moins partiellement automatisé. Dans un test par simulation, on vérifie le système de véhicule en circulant le long d'une route, selon une carte routière numérique fournie comme déjà décrit et on vérifie si au moins une requête prédéfinie, en particulier une requête de sécurité concernant le système de véhicule, a été respectée pendant la circulation simulée. [0018] Les avantages de la fourniture de la carte comme cela est indiqué ci-dessus, par exemple le cas échéant, la couverture large et assurée permettent d'effectuer des procédés de test totalement automatisés de systèmes de véhicule. [0019] Le procédé décrit peut s'implémenter sur ordinateur. L'unité de calcul de l'ordinateur traite le programme enregistré sur un support de données lisibles par une machine et il est conçue pour exécuter le procédé décrit ci-dessus. Brève description des dessins [0020] La présente invention sera décrite ci-après, de manière plus détaillée à l'aide de modes de réalisation de procédés de fourniture de cartes routières numériques représentés dans les dessins annexés dans lesquels : [0021] [fig.1] développement schématique d'un exemple de procédé implémenté par or- dinateur pour fournir une carte routière numérique, [0022] [fig.2] fourniture schématique à titre d'exemple de plusieurs cartes routières nu- mériques avec configuration partielle d'une banque de données avec des propriétés routières, [0023] [fig.3] fourniture schématique selon un autre procédé de plusieurs cartes routières nu- mériques avec configuration partielle d'une banque de données avec les propriétés routières. [0024] DESCRIPTION D'UN MODE DE REALISATION [0025] La figure 1 montre schématiquement un exemple de déroulement d'un procédé im- plémenté par ordinateur pour fournir une carte routière numérique et son utilisation pour des tests de simulation d'un système de véhicule. [0026] Selon une première étape 101, on sélectionne dans une banque de données 11 qui contient l'enregistrement de développements autorisés des propriétés routières à déterminer, pour obtenir des développements 12 sélectionnés de façon aléatoire et le cas échéant prédéfinis pour les propriétés sélectionnées. [0027] La banque de données contient ainsi l'association entre les propriétés routières et les développements autorisés pour les propriétés routières ; les développements sont définis de façon à exclure les uns les autres ce qui signifie qu'il n'y a pas dc chevauchement entre les développements. La banque de données contient notamment des boîtes de Zwicky, des boîtes morphologiques ou des structures de données comparables, pour la modélisation par composition qui décrit les propriétés caractéristiques de l'espace de conception, par composition avec des dimensions et des alternatives à l'intérieur des différentes dimensions. [0028] Par exemple dans la banque de données, on peut déterminer comme propriété routière caractéristique, une largeur de chaussée, un revêtement routier ou un coefficient de frottement, des marquages routiers, l'infrastructure routière existante telle que des feux rouges, des constructions en bordure de la route, des panneaux de Circulation, des passages piétons, le rayon de courbure de la chaussée, la présence de croisements et de sorties autres. [0029] De façon correspondante pour quelques propriétés citées à titre d'exemple on peut enregistrer dans la banque de données, les développements suivants pris en exemple pour un extrait de carte routière : [0030] Largeur de chaussée plage de paramètres fixée en mètre [0031] Voies de circulation 1, 2, 3, 4, 5, 6 [0032] Feux rouges non, oui [0033] Passages piétons non, oui (passages cloutés), oui (feux rouges pour piéton) [0034] Constructions en bordure non, oui-bas (jusqu'à 1 mètre), oui-haut (supérieur à 1 mètre) [0035] En outre dans un développement particulièrement préférentiel, dans la banque de données, on enregistre également des informations concernant les compositions des développements qui ne sont pas appropriés ou non autorisés pour des propriétés dit- férentes. On pourra accéder à ces propriétés lors de la sélection des développements et elles seront automatiquement prises en compte par la sélection de façon qu'aucune carte numérique avec de telles combinaisons, ne risque d'être fabriquée. [0036] Au moins une partie des développements des propriétés caractéristiques est sé- lectionnée automatiquement notamment par une sélection aléatoire ; on peut également faire une sélection selon un algorithme prédéfini. Une sélection aléatoire se fait notamment en utilisant un générateur aléatoire ou un générateur pseudo-aléatoire. Selon un développement avantageux, on peut également avoir une configuration partielle des développements pour les propriétés. Cela permet pour le procédé, dans une étape non représentée à la figure 1, de recevoir une configuration et de sélectionner une partie des développements en fonction de cette configuration partielle. Les autres développements sont définis automatiquement de sorte que toutes les propriétés caractéristiques ou toutes les propriétés nécessaires à l'établissement de la carte puissent se déterminer. [0037] A titre d'exemple, on peut sélectionner des configurations partielles pour des mises aux dimensions pour le but souhaité. Si par exemple on veut tester une fonction d'autoroute avec un véhicule au moins partiellement automatisé, dans une simulation, en utilisant la carte numérique fournie et ainsi le développement de la propriété routière « nombre de voies de circulation » peut être limité à 2, 3 ou 4. On peut également générer des cartes spécifiques à un pays, par exemple en limitant les développements autorisés pour la circulation à gauche. On peut également limiter automatiquement les développements à certaines plages de paramètres. Par exemple cela peut se faire à base de paramètres d'une classe de véhicules (tel que les véhicules de tourisme, les camions). Pour générer de façon ciblée des cartes difficiles ou des cartes possibles pour des classes définies de véhicules, notamment pour utiliser de telles cartes routières pour un système correspondant de véhicules. [0038] Les développements déterminés pour les propriétés routières caractéristiques sont transmises dans l'étape 102 à un générateur de carte 13 implémenté sur ordinateur et qui génère et fournit automatiquement en fonction des développements transmis, au moins une carte numérique 14 dans une étape 103. [0039] Pour le calcul, la génération et la fourniture d'au moins une carte routière numérique, on peut faire une configuration indiquant seulement une ou un nombre défini de propriétés calculé avec une configuration partielle donnée, en option, et fournir cette carte ou encore si l'on souhaite une couverture prédéfinie, par exemple totale, de l'espace des paramètres concernés. [0040] Si l'on veut seulement générer une carte routière, on peut notamment faire une sélection aléatoire des développements autorisés (et selon une configuration partielle libre, possible) des propriétés routières en tenant compte des combinaisons non au- 6 torisées et calculer la carte routière de cette manière, la générer et la fournir. Si l'on veut disposer d'un nombre déterminé de cartes routières sous les mêmes conditions, on répète de manière correspondante les étapes de calcul de génération et de fourniture. [0041] Mais selon des variantes de développement, on peut également souhaiter une couverture totale de l'espace de conception ou une certaine couverture de celui-ci. Pour cela on définit des classes d'équivalence, c'est-à-dire que l'on définit que deux cartes établies doivent être considérées comme équivalentes c'est-à-dire comme des cartes qui ne diffèrent pas l'une de l'autre de plus d'un niveau. Les cartes identiques sont toujours considérées comme équivalentes. Les cartes non identiques permettent par exemple de définir des plages de paramètres à l'intérieur desquelles deux cartes sont équivalentes pour des développements déterminés d'une propriété. Un exemple de ce cas est celui de deux cartes routières dont la largeur de la route ne diffère que légèrement c'est-à-dire que ces deux cartes peuvent être considérées comme équivalentes. Si les autres propriétés sont à considérer comme équivalentes, ces deux cartes routières appartiennent à la même classe d'équivalence. Pour le calcul, la génération et la fourniture des cartes numériques, on peut préconfigurcr pour générer au moins une ou précisément une carte par classe d'équivalence. On peut également définir le degré de couverture (par exemple fournir des cartes routières qui appartiennent à au moins 50% aux classes d'équivalences) et qui doivent être prises en compte pour le calcul la génération et la fourniture. [0042] Pour le choix des développements 12 dans l'étape 101 ou pour le calcul de la carte routière numérique en fonction de ceux-ci dans le générateur de carte 13, il est surtout important de traiter les plages de paramètres. Alors que des développements discrets (comme par exemple « feux rouges : oui/non » ou « voies de circulation 1, 2, 3, 4, 5, 6 ») peuvent être sélectionnés directement, dans le cas de développement avec des plages continues de paramètres (par exemple une largeur de route, un rayon de courbure, la place d'un signe de circulation ou autre infrastructure, la position d'un croisement, la pente) il importe de connaître la valeur exacte de cette plage de paramètres qui sera prise en compte dans le calcul. On peut avoir une sélection aléatoire dans la plage de paramètres. En variante on peut également prévoir une variation continue ciblée de propriétés pour arriver à une couverture aussi large que possible. [0043] Selon des développements préférentiels, on fournit au moins une carte routière numérique avec des informations d'altitude. Cela peut se faire dans un développement avec un appareil de mesure d'altitude ou de pente comme propriété routière dans la banque de données. En variante, on peut également adapter des cartes numériques calculées déjà générées pour fournir un profil de hauteur aléatoire prédéfinie. [0044] Dans le calcul et la génération des cartes routières numériques, on peut également faire des contrôles de cohérence de façon que les paramètres sélectionnés conduisent à 7 une carte routière réelle. [0045] Pour le calcul et la génération de cartes routières numériques, selon un déve- loppement avantageux, on établit un ou plusieurs extraits de cartes routières en se fondant sur des développements sélectionnés ou transmis, des propriétés routières. Plusieurs extraits de cartes routières peuvent être combinés pour former une carte routière et les transitions entre les extraits de cartes routières sont complétés automatiquement ou sont adaptés pour que tous les éléments des détails de carte routière se rejoignent sans bavure aux contours des cartes (par exemple l'insertion de clothoïdes pour les courbes). La sélection des extraits de cartes routières et la combinaison de ces extraits peuvent également se faire selon un schéma respectivement prédéfini. [0046] La fourniture de la carte routière numérique se fait notamment par l'émission d'un format d'édition prédéfini ou configurable, lisible par une machine. Dans le cas d'une poursuite de traitement de la ou des cartes dans un simulateur, on a avantageusement l'édition dans un format de données qui peut être lu par l'environnement simulation 15, par exemple le format OpenDRIVE. [0047] La carte numérique 14 fournie peut être transmise dans un développement avantageux dans l'étape 104 dans un environnement de simulation 15 qui donne un système de véhicule avec une simulation pour le déplacement testé le long d'un trajet sur la carte numérique 14 et émission dans une étape 105 du résultat 16 de la simulation. [0048] Selon des développements avantageux le système de véhicule peut être adapté auto- matiquement en fonction des résultats de la simulation si les tests de simulation ont peimis de constater des défauts ou des faiblesses du système de véhicule par comparaison à des conditions prédéfinies concernant le comportement du système de véhicule. En particulier, on pourra adapter des paramètres du programme du système de véhicule. [0049] Les cartes routières numériques fournies selon le procédé décrit peuvent être comparées de manière automatisée aux cartes routières numériques des voies de Circulation VL. En fonction de la comparaison on peut compléter automatiquement les propriétés routières y compris les développements pour les propriétés et les développements et les combinaisons ou les plages de paramètres non prises en compte jusqu'alors. [0050] La figure 2 montre schématiquement un exemple de banque de données 20. La figure montre les propriétés routières 21 ou 22 ou 23 des développements respectifs 211-214 ou 221-224 ou 231-234. En configurant au préalable le développement 211 pour la propriété 21 ainsi que le développement 223 pour la propriété 22, on sélectionne seulement les développements automatiques pour la propriété 23 en particulier par une sélection aléatoire. Dans le cas de la couverture de l'ensemble de l'espace par une carte 8 de chaque classe d'équivalence, on obtient par exemple quatre cartes 25. [0051] La figure 3 montre schématiquement un exemple de banque de données 30. Selon la figure les propriétés routières 31 ou 32 ou 33 des développements respectifs 311-314 011 321-324 ou 331-334 sont enregistrés en mémoire. Pour la pré-configuration du développement 323 pour la propriété 32 on a sélectionné automatiquement notamment de manière aléatoire, les développements des propriétés 31 et 33. Lors de la couverture de l'ensemble de l'espace par une carte de chaque classe d'équivalence, on obtient dans cet exemple seize cartes 35. 9 [Revendication 1] [Revendication 2] [Revendication 3] [Revendication 4] [Revendication 5] [Revendication 6] REVENDICATIONSProcédé implémenté par ordinateur pour fournir une carte routière numérique (14) notamment pour tester un système de véhicule au moins partiellement automatisé, procédé caractérisé par les étapes suivantes consistant à : - accéder à une banque dc données (11) qui contient l'enregistrement d'un grand nombre de développements autorisés pour des propriétés routières, - établir au moins un extrait de carte routière en ce que pour cet extrait de carte routière, on sélectionne automatiquement d'abord l'un des développements possible pour l'ensemble des propriétés routières dans la banque de données (11), et - on fournit la carte routière numérique (14) qui comporte au moins un extrait de carte routière. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la sélection des développements se fait de manière aléatoire pour le premier ensemble de propriétés routières. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'établissement d'au moins un extrait de carte routière pour le second ensemble de propriétés routières a été préconfiguré pour respectivement un premier développement de la banque de données (11). Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que pour établir au moins un extrait de carte routière, en troisième lieu, on délimite le nombre de propriétés routières de l'ensemble respectif ou de la plage respective de développements possibles dans la banque de données (11). Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'on sélectionne les développements pour le troisième ensemble de propriétés routières, de manière aléatoire parmi l'ensemble déjà délimité ou la plage délimitée pour avoir les développements possibles. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu' on établit au moins deux extraits de carte routière et au moins une carte 10 routière numérique (14), fournie comporte au moins deux extraits de carte routière. [Revendication 7] Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu' on fournit au moins une carte routière numérique (14) en assemblant automatiquement au moins deux extraits de carte routière. [Revendication 8] Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que lors de l'assemblage des extraits de cartes routières on tient automatiquement compte des extraits de cartes routières qui s'adaptent. [Revendication 9] Procédé selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce qu' à l'assemblage on adapte ou complète automatiquement les transitions entre les extraits de carte routière. [Revendication 10] Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les développements des propriétés routières existent sous la forme d'alternatives discrètes ou de plages de valeurs alternatives. [Revendication 11] Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que la sélection se fait parmi des alternatives discrètes d'un développement, par un choix aléatoire à partir d'alternatives. [Revendication 12] Procédé selon l'une des revendications 10 ou 11, caractérisé en ce que la sélection des plages de valeurs alternatives se fait par une sélection notamment aléatoire d'une valeur dans la plage de valeurs. [Revendication 13] Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu' à l'établissement d'au moins un extrait de carte routière, on exclut les combinaisons non autorisées entre les développements des différentes propriétés routières dans le choix automatique. [Revendication 14] Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu' après la fourniture d'au moins une carte routière numérique, on fait un contrôle automatique de cohérente et on améliore automatiquement toute carte incohérente ou on la rejette ou on l'échange. [Revendication 15] Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu' 11 on mémorise les propriétés routières et leurs développements autorisés dans une banque de données sous la forme de boîtes Zwicky. [Revendication 16] Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu' on étend au moins un extrait de carte routière ou au moins une carte numérique (14) avant de fournir automatiquement, avec des informations d'altitude, notamment pour des tracés d'altitude sélectionnés de manière apparente. [Revendication 17] Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu' on compare au moins une carte routière numérique (14) fournie à un représentant numérique en mémoire d'une route réelle et en fonction de la comparaison, on utilise la banque de données (11). [Revendication 18] Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu' on établit automatiquement, successivement, en parallèle, plusieurs cartes routières numériques (14). [Revendication 19] Procédé selon la revendication 18, caractérisé en ce qu' on arrête le procédé lorsqu'on atteint un nombre prédéfini de cartes routières numériques (14). [Revendication 20] Procédé selon la revendication 18, caractérisé en ce qu' on arrête le procédé lorsqu'on atteint un degré de couverture prédéfini notamment si au moins si l'on fournit une carte routière numérique (14) de chaque classe d'équivalence des cartes routières. [Revendication 21] Procédé de test pour des systèmes de véhicule au moins partiellement totalement automatisés, caractérisé en ce que le système de véhicule est simulé pour un déplacement le long d'un trajet sur une carte routière numérique (14) fournie selon l'une des revendications 1 à 20 et on vérifie si au moins une condition prédéfinie, en particulier une condition (le sécurité, a été respectée par le système de véhicule sur son trajet simulé. [Revendication 22] Procédé selon la revendication 21, caractérisé en ce que pour des propriétés routières prédéfinies, on a une adaptation automatique ou une limitation de la quantité de chaque développement ou 12 [Revendication 23] de la plage autorisée pour chaque développement en particulier en fonction de la nature et des propriétés des systèmes de véhicule à tester. Procédé selon l'une des revendications 21 ou 22, [Revendication 24] caractérisé en ce qu' on adapte automatiquement le système de véhicule en particulier, les paramètres d'un programme du système de véhicule, si la vérification montre qu'au moins une variation prédéfinie n'est pas respectée par la circulation simulée. Programme d'ordinateur conçu pour exécuter un programme appliquant le procédé selon l'une des revendications précédentes, lorsque le programme d'ordinateur est sur un support de données lisible par une machine.