Brevet FR3097317A1 — publié le 20201218

Description Titre de l'invention : Procédé et système pour déterminer un parcours à accomplir au sein d'un espace Domaine technique de l'invention [0001] La présente invention concerne le domaine des systèmes d'aide à la conduite pour véhicules automobiles, en particulier les systèmes d'aide à la conduite de véhicules automobiles qui fournissent des fonctionnalités de conduite autonome. L'invention porte notamment sur un procédé de détermination d'un parcours qu'un véhicule automobile doit accomplir au sein d'un espace qui s'étend entre un lieu de départ et un lieu d'arrivée, notamment un carrefour à sens giratoire, pour circuler du lieu de départ au lieu d'arrivée. L'invention concerne également un système informatique mettant en oeuvre un tel procédé. L'invention s'applique notamment aux voitures autonomes et connectées. État de la technique antérieure [0002] On sait que des systèmes d'aide à la conduite de certains véhicules automobiles, en particulier ceux qui fournissent des fonctionnalités de conduite autonome, exécutent des procédés de planification de parcours qui permettent, en fonction d'un lieu de départ et d'un lieu d'arrivé d'un espace pourvu d'obstacles, de déterminer un parcours à accomplir. On commit notamment des systèmes d'aide à la conduite qui visent à permettre la conduite autonome sur voie rapide (e.g. autoroute, voie à chaussée séparée), et qui, généralement, s'appuient pour ce faire sur des procédés de planification de parcours qui utilisent des données qui simulent un espace de conduite environnant, par exemple identifiant des lieux de l'espace libres et des lieux de l'espace occupés, ainsi que des méthodologies de recherche. [0003] Parmi les méthodologies de recherche utilisées, on sait, par exemple du document US20100299013, que certains systèmes d'aide à la conduite actuels s'appuient sur une reproduction des étapes mises en oeuvre par l'algorithme de recherche A*. Or, l'algorithme de recherche At a été développé à l'origine pour permettre à un robot de déterminer le parcours le plus court entre un point de départ et un point d'arrivée. De plus, on sait que le temps pris par l'algorithme de recherche At pour parvenir à une solution, i.e. le temps de calcul utilisé pour déterminer le parcours le plus court, n'est pas forcément aussi réduit que cela est possible. [0004] Par conséquent, les systèmes d'aide à la conduite actuels qui se bornent à reproduire de manière très fidèle les étapes mises en oeuvre par l'algorithme de recherche At afin de mettre en oeuvre des procédés de planification de parcours ne sont pas optimaux du point de vue du temps de calcul, trop long, qu'ils utilisent pour fournir un résultat. En 2 effet, un temps de calcul plus important implique irrémédiablement un temps de réaction du système d'aide à la conduite plus long (i.e. moins de rapidité dans la prise de décisions) et ceci est regrettable dans la mesure où cela va à l'encontre du contexte même de la conduite autonome qui impose aux systèmes d'aide à la conduite, notamment pour des raisons liées au besoin de fluidité de la conduite autonome, une ambition de quasi-instantanéité sur la prise de décisions. Résumé de l'invention [0005] L'invention vise à pallier ces inconvénients. L'invention a en particulier pour but de fournir un procédé et un système qui contribuent pour minimiser le temps nécessaire à un système d'aide à la conduite d'un véhicule automobile pour déterminer un parcours à accomplir au sein d'un espace pourvu d'obstacles (e.g. infrastructures routières, autres véhicules, piétons, etc.) pour circuler d'un lieu de départ jusqu'à un lieu d'arrivée. Par ailleurs, l'invention a aussi pour ambition de fournir un procédé et un système qui contribuent pour qu'un système d'aide à la conduite d'un véhicule automobile puisse fonctionner de manière plus efficace, notamment en minimisant les ressources de calcul consommées par des procédés de planification de parcours en conduite autonome. Enfin, de manière subsidiaire, l'invention a pour dessein de fournir un procédé et un système qui contribuent pour permettre à un système d'aide à la conduite d'un véhicule automobile d'être plus prompt pour déterminer des parcours de conduite autonome en lien avec des environnements de conduite tels que des carrefours à sens giratoires. [0006] Ces buts sont atteints, selon un premier objet de l'invention, au moyen d'un procédé de détermination, par un système informatique d'un système d'aide à la conduite d'un véhicule automobile, d'un parcours que le véhicule doit accomplir au sein d'un espace qui s'étend entre un lieu de départ et un lieu d'arrivée, notamment un carrefour à sens giratoire, pour circuler du lieu de départ au lieu d'arrivée, le procédé comprenant les étapes de: acquérir des données caractérisant une cartographie de l'espace d'un support de stockage de données du véhicule et/ou au moyen d'un appareillage de communication par signaux radiofréquences du véhicule, établir une première contrainte relative à une pluralité de lieux particuliers de l'espace par lesquels le parcours peut passer, établir une deuxième contrainte relative à des trajets entre les lieux particuliers et déterminer le parcours en utilisant les données caractérisant une cartographie de l'espace, la première et la deuxième contrainte. [0007] Selon une variante, l'étape de détermination peut comprendre une étape de mise en 3 oeuvre d'une méthodologie de recherche qui reproduit au moins une étape utilisée par l'algorithme de Dijkstra en tenant compte de la première et de la deuxième contrainte. [0008] Selon une autre variante, la première contrainte peut imposer des positions dans l'espace aux lieux particuliers. [0009] Selon une autre variante, la deuxième contrainte peut imposer au moins un trajet possible pour chacun des lieux particuliers. [0010] Selon une autre variante, la deuxième contrainte peut imposer un coût au trajet. [0011] Selon une autre variante, le parcours peut passer par au moins un des lieux par- ticuliers. [0012] L'invention a en outre pour objet un système de détermination qui peut être embarqué à bord d'un véhicule automobile et déterminer un parcours que le véhicule doit accomplir au sein d'un espace qui s'étend entre un lieu de départ et un lieu d'arrivée, notamment un carrefour à sens giratoire, pour circuler du lieu de départ au lieu d'arrivée, le système de détermination comprenant au moins une unité de traitement d'informations, comprenant au moins un processeur, et un support de stockage de données configurés pour mettre en oeuvre un procédé tel que décrit ci-dessus. [0013] L'invention a en outre pour objet un programme pour l'exécution des étapes d'un procédé tel que décrit ci-dessus lorsque ledit programme est exécuté sur un ordinateur. [0014] L'invention a en outre pour objet un support utilisable dans un ordinateur sur lequel un programme tel que décrit ci-dessus est enregistré. [0015] L'invention a enfin pour objet un véhicule automobile comprenant un système tel que décrit ci-dessus. Brève description des figures [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 fonctionnel d'un système de détermination selon l'invention, [0018] [fig.2] est un organigramme illustrant certaines étapes d'un procédé de détermination selon l'invention, [0019] [fig.3] est une représentation schématisée d'une cartographie de l'espace utilisée par le procédé selon l'invention, [0020] [fig.4] montre des lieux particuliers établis par le procédé selon l'invention, [0021] [fig.5a] montre des trajets établis par le procédé selon l'invention, [0022] [fig.513] montre des coûts affectés aux trajets établis par le procédé selon l'invention, [0023] [fig.6] est un schéma montrant un parcours à accomplir qui est déterminé au moyen du procédé selon l'invention, [0024] [fig.7] est un schéma montrant un parcours à accomplir qui est déterminé au moyen du procédé selon l'invention et [0025] [fig.8] est un schéma montrant un parcours à accomplir qui est déterminé au moyen du procédé selon l'invention. Description détaillée de l'invention [0026] Selon l'invention, un système de détermination 100 permettant de déterminer un parcours qu'un véhicule automobile doit accomplir au sein d'un espace qui s'étend entre un lieu de départ et un lieu d'arrivée, notamment un carrefour à sens giratoire, pour circuler du lieu de départ au lieu d'arrivée, est un système informatique, représenté à la figure 1, qui comprend une unité de traitement d'informations 101, comprenant un ou plusieurs processeurs, un support de stockage de données 102, au moins une interface d'entrée et sortie 103, permettant la réception de données (ou signaux) et l'émission de données (ou signaux), et, éventuellement, un processeur de signal numérique 104 apte à recevoir des données, les démoduler, les amplifier, et ce conformément aux connaissances générales de l'homme du métier. [0027] Selon certains modes de réalisation, le système de détermination 100 est embarqué dans un véhicule automobile et il est hébergé sur un ou plusieurs des calculateurs, unités de commande électroniques et autres boitiers télématiques du véhicule. Selon d'autres modes de réalisation, le système de détermination 100 est hébergé sur un calculateur indépendant d'un véhicule automobile et il interagit par le biais de son interface d'entrée et sortie 103 avec un calculateur d'un système d'aide à la conduite du véhicule. Selon k mode de réalisation préféré, le système de détermination 100 fait partie intégrante d'un calculateur d'un système d'aide à la conduite d'un véhicule automobile. Par conséquent, quel que soit k mode de réalisation de l'invention, le système de détermination 100 est toujours en mesure d'interagir, par le biais de son interface d'entrée et sortie 103, non seulement avec le système d'aide à la conduite du véhicule mais également avec tout autre système et/ou appareillage du véhicule qui, ponctuellement, périodiquement et/ou continuellement, est appelé à agir conjointement avec le système d'aide à la conduite du véhicule. [0028] De manière conventionnelle, le système d'aide à la conduite du véhicule s'appuie sur une pluralité d'appareils de détection agencés dans le véhicule et sur un ou plusieurs calculateurs, ordinateurs et/ou processeurs dédiés qui, selon des rôles préétablis et en fonction de signaux et/ou de données généré(e)s par les appareils de détection, peuvent contrôler le fonctionnement de certains organes du véhicule pour contribuer à la fourniture de diverses fonctionnalités d'aide à la conduite (e.g. aide au freinage d'urgence, assistance pour l'évitement d'obstacle, aide au maintien dans la voie, aide au stationnement, etc.). Par exemple, le système d'aide à la conduite comprend au moins un appareil de télédétection par laser, un appareil de radiodétection, une caméra, un capteur à ultrasons et/ou une centrale inertielle, chacun de ces appareils de détection comprenant de préférence un module de traitement de signaux apte à générer des données sur la base de signaux reçus. Alternativement, ou cumulativement, le système d'aide à la conduite comprend un module de traitement de signaux central apte à générer des données sur la hase de signaux émis par chacun des appareils de détection. [0029] En outre, pour mettre en oeuvre certaines tâches relatives à certaines étapes du procédé selon l'invention décrit ci-dessous, le système d'aide à la conduite comprend des moyens matériels et logiciels dédiés pour lui permettre d'assumer de manière autonome le guidage du véhicule. Par ces moyens, le système d'aide à la conduite peut ainsi contrôler les organes de direction du véhicule et commander une accélération ou une décélération du véhicule. Le système d'aide à la conduite, et donc le système de détermination 100 qui interagit avec lui ou en fait partie intégrante, est donc en mesure d'effectuer toutes les opérations lui permettant de conduire de manière autonome le véhicule. [0030] Par ailleurs, pour mettre en oeuvre d'autres tâches relatives à d'autres étapes du procédé selon l'invention décrit ci-dessous, le système d'aide à la conduite est aussi pourvu d'interfaces et autres éléments matériels et logiciels dédiés qui lui permettent d'interagir avec d'autres équipements du véhicule qui sont utilisés pour interagir au sein de systèmes de transport intelligents. De tels équipements comprennent notamment un appareillage de communication par signaux radiofréquences agencé dans le véhicule avec lequel le système d'aide à la conduite peut interagir pour échanger des données avec d'autres composants d'un système de transport intelligent (e.g. infrastructure routière, sources de données distantes, autres véhicules, appareils électroniques poilés par des piétons, etc.). Par ces moyens, le système d'aide à la conduite, et donc le système de détermination 100 qui interagit avec lui ou en fait partie intégrante, est en mesure d'obtenir des signaux et/ou des données transmis(es) par des entités communicantes et reçu(e)s en utilisant l'appareillage de communication par signaux radiofréquences. [0031] De plus, pour mettre en oeuvre d'autres tâches relatives à d'autres étapes du procédé selon l'invention décrit ci-dessous, le système d'aide à la conduite comprend des moyens matériels et logiciels dédiés pour interagir avec un système de navigation du véhicule, qui, de manière conventionnelle, comprend un récepteur interagissant avec un système de positionnement par satellites. Par ces moyens, le système d'aide à la conduite, et donc le système de détermination 100 qui interagit avec lui ou en fait partie intégrante, est en mesure d'obtenir du système de navigation des données, notamment des données caractérisant une cartographie d'un espace au sein duquel circule le véhicule. [0032] Enfin, pour mettre en oeuvre d'autres tâches relatives à d'autres étapes du procédé 6 selon l'invention décrit ci-dessous, le système d'aide à la conduite comprend des moyens matériels et logiciels dédiés pour interagir avec au moins un support stockage données agencé dans le véhicule. Par ces moyens, le système d'aide à la conduite, et donc le système de détermination 100 qui interagit avec lui ou en fait partie intégrante, est en mesure d'acquérir des données du support dc stockage de données, par exemple certaines des données caractérisant une cartographie d'un espace qui s'étend autour d'un lieu de départ et d'un lieu d'arrivée. [0033] Selon l'invention, tous les éléments décrits ci-dessus contribuent pour permettre au système de détermination 100 de mettre en oeuvre un procédé de détermination d'un parcours qu'un véhicule automobile doit accomplir au sein d'un espace qui s'étend entre un lieu de départ et un lieu d'arrivée, notamment un carrefour à sens giratoire, pour circuler du lieu de départ au lieu d'arrivée, tel que décrit ci-dessous en lien avec la figure 2. Sur la base de la mise en oeuvre de cc procédé, le système dc détermination 100, et donc le système d'aide à la conduite dont il fait partie intégrante, est en mesure de contrôler le guidage d'un véhicule automobile entre le lieu dc départ et le lieu d'arrivée. [0034] Selon une première étape 201 du procédé selon l'invention, le système de déter- mination 100 acquiert, i.e. extrait et ou reçoit, des données caractérisant une cartographie de l'espace d'un support de stockage de données du véhicule et/ou au moyen de l'appareillage de communication par signaux radiofréquences du véhicule. Une telle cartographie peut par exemple prendre une forme telle que celle représentée schématiquement sur la figure 3. Ces données caractérisant une cartographie de l'espace sont de préférence acquises en interagissant avec le système de navigation du véhicule. Alternativement, ou cumulativement, certaines des données caractérisant une cartographie de l'espace sont transmises par une entité communicante d'un système de transport intelligent (e.g. infrastructure, véhicule distant) et reçues au moyen de l'appareillage de communication par signaux radiofréquences. En effet, dans le contexte des systèmes de transport intelligents, on peut envisager qu'un véhicule automobile approchant d'un carrefour à sens giratoire reçoive au moins certaines des données caractérisant une cartographie de l'espace (e.g. nombres de voies de circulations, nombres d'entrées, etc.) d'un serveur distant. Alternativement, ou cumulativement, certaines des données caractérisant une cartographie de l'espace sont acquises en interagissant avec le support de stockage de données du véhicule. [0035] Ensuite, selon une deuxième étape 202 du procédé selon l'invention, le système de détermination 100 établit une première contrainte relative à une pluralité de lieux particuliers de l'espace par lesquels le parcours peut passer. Selon un exemple, le système de détermination 100 établit une première contrainte qui impose des positions dans l'espace aux lieux particuliers. Ainsi, par cette deuxième étape, le système de déter- 7 mination 100 contraint avantageusement la détermination du parcours en utilisant plusieurs lieux particuliers de l'espace. Au cours de cette deuxième étape, le système de détermination 100 procède donc en établissant ces lieux particuliers de l'espace. La figure 4 représente schématiquement un exemple du résultat de la deuxième étape du procédé selon l'invention, où les points matérialisent de manière schématique des lieux particuliers, i.e. des lieux de passage, imposés par la première contrainte établie au cours de la deuxième étape du procédé selon l'invention. [0036] Ensuite, selon une troisième étape 203 du procédé selon l'invention, le système de détermination 100 établit une deuxième contrainte relative à des trajets entre les lieux particuliers. Selon un exemple, le système de détermination 100 établit une deuxième contrainte qui impose au moins un trajet possible pour chacun des lieux particuliers. Alternativement, ou cumulativement, le système de détermination 100 établit une deuxième contrainte qui impose un coût au(x) trajet(s). Ainsi, par cette troisième étape, le système de détermination 100 contraint avantageusement la détermination du parcours en utilisant des trajets et des coûts affectés à ces trajets. Au cours de cette deuxième étape, le système de détermination 100 procède donc en établissant des trajets entre les lieux particuliers et en affectant des couts à ces trajets. Les figures Sa et 5b représentent schématiquement un exemple du résultat de la troisième étape du procédé selon l'invention, où les flèches matérialisent des trajets et, les chiffres, des coûts affectés aux trajets. [0037] Enfin, selon une quatrième étape 204 du procédé selon l'invention, le système de dé- termination 100 détermine le parcours à accomplir en utilisant les données caractérisant une cartographie de l'espace, la première et la deuxième contrainte. Pour ce faire, selon un exemple, le système de détermination 100 procède en mettant en oeuvre une méthodologie de recherche qui reproduit au moins une étape utilisée par l'algorithme de Dijkstra, et ce tout en tenant compte de la première et de la deuxième contrainte. Par exemple, le système de détermination 100 met en oeuvre une méthodologie de recherche qui comprend une étape consistant à, lorsqu'un lieu particulier n'est pas le lieu d'arrivée, analyser les lieux particuliers atteignables en tenant compte de la première, de la deuxième contrainte, et, pour chaque lieu particulier analysé, calculer son coût à partir du coût affecté à son ancêtre (e.g. la distance parcourue pour l'atteindre) et du coût pour atteindre le lieu d'arrivée (e.g. distance euclidienne entre la position courante et le lieu (l'arrivée). Aux figures 6-8, on a représenté le résultat fourni par le procédé selon l'invention (à gauche) par rapport au résultat fourni par une méthodologie de recherche reproduisant certaines étapes de l'algorithme de recherche A* (à droite). Comme on peut le constater, pour un même parcours déterminé, le nombre de cases analysées par l'algorithme de recherche AS est bien supérieur au nombre de cases analysées par le système de détermination 100 mettant en oeuvre les 8 étapes du procédé selon l'invention décrit ci-dessus. Par corollaire, le temps de calcul utilisé par le procédé selon l'invention est moindre que celui utilisé par l'algorithme de recherche A". [0038] Par conséquent, aux termes du procédé et du système selon l'invention décrits ci- dessus, les briques fonctionnelles sont fournies pour permettre de minimiser le temps nécessaire à un système d'aide à la conduite d'un véhicule automobile pour déterminer un parcours à accomplir au sein d'un espace pourvu d'obstacles (e.g. infrastructures routières, autres véhicules, piétons, etc.) pour circuler d'un lieu de départ jusqu'à un lieu d'arrivée. En outre, par les divers mécanismes de contrainte décrits ci-dessus, le procédé et le système selon l'invention permettent aussi à un système d'aide à la conduite de fonctionner de manière plus efficace, notamment en minimisant les ressources de calcul consommées lors de la mise en oeuvre de procédés de planification de parcours en conduite autonome. 9 [Revendication 1] REVENDICATIONSProcédé de détermination, par un système informatique (100) d'un système d' aidc à la conduite d'un véhicule automobile, d'un parcours que le véhicule doit accomplir au sein d'un espace qui s'étend entre un lieu de départ et un lieu d'arrivée, notamment un carrefour à sens giratoire, pour circuler du lieu de départ au lieu d'arrivée, caractérisé en ce que le procédé comprend les étapes de : acquérir des données caractérisant une cartographie de l'espace d'un support de stockage de données du véhicule et/ ou au moyen d'un appareillage de communication par signaux radiofréquences du véhicule, établir une première contrainte relative à une pluralité de lieux particuliers de l'espace par lesquels le parcours peut passer, établir une deuxième contrainte relative à des trajets entre les lieux particuliers et déterminer le parcours en utilisant les données caractérisant une cartographie de l'espace, la première et la deuxième contrainte. [Revendication 2] Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape de déter- mination comprend une étape de mise en oeuvre d'une méthodologie de recherche qui reproduit au moins une étape utilisée par l'algorithme de Dijkstra en tenant compte de la première et de la deuxième contrainte. [Revendication 3] Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première contrainte impose des positions dans l'espace aux lieux particuliers. [Revendication 4] Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la deuxième contrainte impose au moins un trajet possible pour chacun des lieux particuliers. [Revendication 5] Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la deuxième contrainte impose un coût au trajet. [Revendication 6] Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le parcours passe par au moins un des lieux particuliers. [Revendication?] Système de détermination (100) qui peut être embarqué à bord d'un véhicule automobile et déterminer un parcours que le véhicule doit 10 [Revendication 8] accomplir au sein d'un espace qui s'étend entre un lieu de départ et un lieu d'arrivée, notamment un carrefour à sens giratoire, pour circuler du lieu de départ au lieu d'arrivée, caractérisé en ce que le système comprend au moins une unité de traitement d'informations (101), comprenant au moins un processeur, et un support de stockage de données (102) configurés pour mettre en oeuvre un procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes. [Revendication 9] [Revendication 10] Programme d'ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l'exécution des étapes d'un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 lorsque ledit programme est exécuté sur un ordinateur. Support utilisable dans un ordinateur, caractérisé en ce qu'un programme selon la revendication 8 y est enregistré. Véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend un système selon la revendication 7.