Brevet FR3110753A1 — publié le 20211126

Procédé de commande d’un système de sortie sécurisée d’un véhicule automobile muni d’au moins un capteur de l’environnement embarqué et d’un système de navigation, comprenant les étapes suivantes : - on détermine des caractéristiques d’au moins une cible avec au moins un capteur embarqué, comprenant au moins le type, la vitesse et la trajectoire de la cible. - on détermine au moins la vitesse et la direction du véhicule automobile avec au moins un capteur embarqué et/ou un système de navigation, - on détermine les caractéristiques de l’infrastructure routière d’une part avec le au moins un capteur embarqué et d’autre part avec le système de navigation, - on reconstruit l’environnement du véhicule automobile comprenant les cibles et l’infrastructure déterminés, - on définit au moins une zone d’intérêt en prenant en compte l’environnement du véhicule automobile, - on limite le nombre de cibles dans la au moins une zone d’intérêt en retenant les cibles les plus dangereuses parmi l’ensemble des cibles comprises dans chaque zone d’intérêt en fonction de la distance, de la vitesse et de l’accélération de chaque cible, - on détermine un niveau de risque de collision pour chaque cible retenue, - on détermine et on exécute une action à accomplir en fonction du niveau de risque déterminé pour chaque cible. Figure pour l’abrégé : Aucune Procédé de commande d’un système de sortie sécurisée d’un véhicule automobile L’invention a pour domaine technique une commande de système de sortie sécurisée d’un véhicule automobile. Lors du stationnement du véhicule en bord de voie, un système OSE (acronyme anglophone pour « Occupant Safe Exit »), permet de prévenir l’occupant d’un risque à la sortie du véhicule. Dans des configurations de parking bien particulière, notamment dans un rond-point ou dans un virage, un système OSE traditionnel ne permet pas d’adapter l’alerte aux conditions de la route : - Géométrie de la route : ligne droite, rondpoint… - Type de la route (autoroute, zone urbaine, double voies…) - Composition de la route : une bande cyclable, trottoir… - Type de cible : piéton, vélo, moto, voiture… - Etat du Traffic : trajectoires prévisionnelles des cibles et la marge de manœuvre d’évitement pour chaque cible En effet, la détection se fait habituellement sur une bande rectangulaire adjacente au véhicule équipé. Etat de la technique antérieure On connait les documents US10276048, US10223915 et US10316571 qui divulguent chacun un système de protection et d’alerte des occupants lors de l’entrée ou de la sortie d’un véhicule stationné. Aucun de ces documents ne résout le problème d’adaptation de la bande de détection à la nature des cibles. L’invention a pour objet un procédé de commande d’un système de sortie sécurisée d’un véhicule automobile muni d’au moins un capteur de l’environnement embarqué et d’un système de navigation, comprenant les étapes suivantes : - on détermine des caractéristiques d’au moins une cible avec au moins un capteur embarqué, comprenant au moins le type, la vitesse et la trajectoire de la cible. - on détermine au moins la vitesse et la direction du véhicule automobile avec au moins un capteur embarqué et/ou un système de navigation, - on détermine les caractéristiques de l’infrastructure routière d’une part avec le au moins un capteur embarqué et d’autre part avec le système de navigation, - on reconstruit l’environnement du véhicule automobile comprenant les cibles et l’infrastructure déterminés, - on définit au moins une zone d’intérêt en prenant en compte l’environnement du véhicule automobile, - on limite le nombre de cibles dans la au moins une zone d’intérêt en retenant les cibles les plus dangereuses parmi l’ensemble des cibles comprises dans chaque zone d’intérêt en fonction de la distance, de la vitesse et de l’accélération de chaque cible, - on détermine un niveau de risque de collision pour chaque cible retenue, - on détermine les possibilités du véhicule en termes de prévention de la collision, puis on détermine l’action à réaliser parmi les possibilités du véhicule en termes de prévention de la collision en fonction du niveau de risque de collision, et - on applique l’action à réaliser lorsque la cible est sensiblement au niveau du véhicule automobile. Les caractéristiques de l’infrastructure routière peuvent comprendre le nombre, le type et les limites de voies et les obstacles présents dans une zone de perception du véhicule. On peut définir au moins une zone d’intérêt comprenant un unique type de cible. Les possibilités du véhicule en termes de prévention de la collision peuvent comprendre un affichage dédié sur l’interface homme machine, un retardateur d’ouverture d’au moins une portière, un mécanisme d’interdiction de l’ouverture d’au moins une portière du véhicule automobile, un capteur détectant l’approche de la main d’un occupant de la serrure d’une porte, des caméras suivant le mouvement des occupants, un capteur de ceinture de sécurité, un capteur de présence ou de mouvement de l’occupant. Une cible peut être comprise parmi un piéton, un vélo, une moto et une voiture. L’environnement du véhicule automobile peut comprendre la géométrie de la route, le type de la route, la composition de la route, le type de cible, et l’état du trafic. Pour limiter le nombre de cibles en retenant les cibles les plus dangereuses parmi l’ensemble des cibles comprises dans chaque zone d’intérêt, on détermine un temps avant collision effectif fonction de la distance, de la vitesse et de l’accélération de chaque cible, on détermine ensuite, pour chaque zone d’intérêt, des cibles retenues définies comme un nombre prédéfini de cibles présentant le temps avant collision effectif le plus faible parmi toutes les cibles comprises dans la zone d’intérêt. On peut définir un temps avant collision prédéfini pour une cible comme la somme d’un temps avant collision initial, de contributions liées à la route, d’une contribution liée à la cible et d’une contribution liée à l’état du trafic. On peut déterminer un niveau de risque de collision en fonction de la comparaison du temps avant collision effectif des cibles retenues avec temps avant collision prédéfini pour la zone d’intérêt On peut utiliser un modèle physique, afin de déterminer le temps avant collision effectif. Le procédé de commande selon l’invention présente les avantages suivants. Assurer une meilleure sécurité des passagers et notamment les enfants à l’arrière qui descendent sans vérification ; Assurer la sécurité des autres usagers de la route ; Permettre d’éviter la collision dans certaines conditions en bloquant l’ouverture des portes. D’autres buts, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : - illustre les zones d’intérêt du procédé de commande dans une rue, - illustre les zones d’intérêt du procédé de commande dans un rond-point, et - illustre les principales étapes d’un procédé de commande d’un système de sortie sécurisée d’un véhicule automobile selon l’invention. Description détaillée L’invention consiste à utiliser les données d’une carte de navigation et de capteurs de perception (Caméras, radars, lidars,…) pour adapter une zone de détection. Ces capteurs peuvent être utilisés séparément ou en conjonction (c’est-à-dire sans ou avec fusion). Les données obtenues permettent de prendre en compte des éléments de contextes suivants : - Géométrie de la route : ligne droite, rondpoint… - Type de la route : autoroute, zone urbaine, double voies… - Composition de la route : bande cyclable, trottoir… - Type de cible : piéton, vélo, moto, voiture… - Etat du Traffic : trajectoires prévisionnelles des cibles et la marge de manœuvre d’évitement pour chaque cible Avec l’utilisation de ces capteurs, le système peut identifier les objets à risque qui s’approchent et anticiper avec précision leur trajectoire. Exemple, si le véhicule est garé au niveau d’un virage, la zone d’intérêt des objets aura la même forme que la route adjacente. Le système permet également de créer plusieurs zones d’intérêtet/ou de créer des zones d’intérêt par type de cible tel que déterminé par les capteurs de perception. On peut donner l’exemple d’une zone de détection de voitures, et d’une zone de détection de deux roues, présentant chacune une forme et un emplacement différents. En effet, les vélos évoluent généralement sur le bord de la chaussée, sur le trottoir ou sur une piste cyclable adjacente au trottoir. Les voitures évoluent elles strictement sur la chaussée mais avec des vitesses plus élevées. La zone d’intérêt liée aux voitures présente ainsi une longueur plus importante pour détecter plus tôt des véhicules arrivant plus vite sur l’ego-véhicule. La figure 1 illustre un tel exemple. On peut voir un véhicule 1, un obstacle 2 sous la forme d’un véhicule se déplaçant dans un premier sens, et une cible 3 se déplaçant dans un deuxième sens en direction du véhicule automobile. On peut voir la largeur de la cible l, la zone de danger 4, la position de l’obstacle 6 et l’espace d’évitement 7. Un autre exemple implique plusieurs zones de détection pour le même type de cible. La figure 2 illustre un tel exemple. Par exemple, dans un rond-point, on peut voir un véhicule 1, une première zone 8 d’intérêt pour la détection des véhicules entrant dans le rond-point et une deuxième zone 9 d’intérêt pour la détection des véhicules tournant dans le rond-point Comme indiqué plus haut, les zones d’intérêt s’adaptent au type de route. En effet, pour une autoroute, les zones doivent être plus longues et plus larges pour pouvoir anticiper l’approche des cibles à vitesse élevée et leur changement de voie. La distance latérale pourra être exprimée par la formule suivante : Avec : l= Largeur totale l 0 = Largeur minimale par type de route (par exemple : Route urbaine = 1,2m / Autoroute = 1,5m) ∆l = Variation de la largeur par rapport à la vitesse d’approche de la cible. Dans un mode de réalisation, la variation de la largeur par rapport à la vitesse d’approche de la cible est donnée par la formule suivante : Avec α = 1,4.10 -3 La longueur de la zone d’intérêt est dépendante également de la vitesse de la cible et d’un temps avant collision prédéfini TTC (acronyme anglophone pour « Time to Collision ») qui sera explicité plus loin. La longueur L est donnée alors par la formule suivante : Le niveau de danger est dépendant du type de cible. Le risque de collision de la portière de l’ego-véhicule avec un piéton qui court est plus élevé qu’un piéton qui marche. Le même raisonnement peut être réalisé pour les vélos, motos, et véhicules. De fait, la classification des cibles selon leurs types et leurs vitesses est importante pour assurer une meilleure réaction du système et donc une meilleure protection de l’occupant et de la cible. La réaction du système prend en compte l’état du trafic et la zone de manœuvre sans risque des cibles. En effet, le système calcule la trajectoire de la cible et estime sa zone de manœuvre en cas d’ouverture soudaine de la porte du véhicule ego. Ainsi, si la cible dispose d’un espacement suffisant pour s’éloigner de la portière sans risque de collision avec un objet stationnaire ou en mouvement (dans le même sens ou en sens opposé) la réaction du système peut être adaptée. Les capteurs, de type radar par exemple, permettent d’avoir une estimation assez précise des dimensions des objets mobiles (largeur, longueur et hauteur) et de leurs vecteurs de vitesse et d’accélération. Ils permettent aussi d’avoir une estimation de l’espace libre autour du véhicule (Free Space). Il est ainsi possible de prédire la trajectoire de la cible, et de déterminer la faisabilité d’une manœuvre d’évitement en considérant aussi la trajectoire des autres obstacles mobiles. On définit l’espace libre comme la différence entre la position de l’obstacle et l’extrémité de la zone de danger 4 la plus éloignée du véhicule. Dans certains modes de réalisation, la position de l’obstacle peut être prédite. Si l’espace libre autour du véhicule est inférieur ou égal à la largeur de la cible, l’évitement n’est pas possible. Si l’espace libre autour du véhicule est supérieur à la largeur de la cible et que la vitesse de la cible est modérée, l’évitement est possible Dans le cas d’un évitement impossible : l’alerte ou le retardement d’ouverture de la portière intervient plus tôt que dans un cas où l’évitement est possible et le niveau d’alerte sera accentué pour sensibiliser le conducteur par rapport au niveau du danger. Le système est configuré pour déterminer le temps avant collision TTC en combinant différents paramètres liés à la position du véhicule et à son environnement. Dans un exemple de réalisation, on définit un temps avant collision prédéfini TTC pour une cible comme la somme d’un temps avant collision initial, de contributions liées à la route (∆a = Géométrie de la route, ∆b = Type de la route, ∆c = Composition de la route), d’une contribution liée à la cible (∆d = Type de cible) et d’une contribution liée à l’état du trafic (∆e = Etat du Trafic). Plus précisément, lors d’un arrêt sur le bas de côté d’une autoroute avec seulement une seule cible qui s’approche sur la voie de droite avec une vitesse Vcible = 130km/h, on détermine que le temps avant collision TTC est égal à 2,5s en sommant les contributions suivantes : TTC0 = 1s ∆a = 0s ∆b = 1s (autoroute) ∆c = 0s (car pas de bande cyclable) ∆d = 0.5s (véhicule) ∆e = 0s (car pas d’autres cibles) Lors d’un arrêt dans une zone urbaine limitée à 50km/h avec une cible de type vélo, le temps avant collision TTC est égal à 1,25s en sommant les contributions suivantes TTC0 = 1s ∆a = 0s ∆b = 0s (Urbain) ∆c = 0s (car pas de bande cyclable) ∆d = 0.25s (vélo) ∆e = 0s (car pas d’autres cibles) La figure 3 illustre un procédé de commande d’un système de sortie sécurisée d’un véhicule selon l’invention. Au cours d’une première étape 11, on détermine les caractéristiques d’au moins une cible, c’est-à-dire un obstacle mobile détecté dans la trajectoire d’évitement, avec au moins un capteur embarqué dans le véhicule. Les caractéristiques comprennent par exemple le type d’objet, la vitesse, la trajectoire afférents à chaque cible. Au cours d’une deuxième étape 12, on détermine les caractéristiques de l’ego-véhicule avec au moins un capteur et/ou système de navigation embarqué. Les caractéristiques comprennent par exemple la vitesse et la direction du véhicule. La direction du véhicule permet de déterminer la direction d’observation des différents capteurs, et par suite permet de déterminer la position et l’extension de la zone d’intérêt de chaque capteur. La vitesse du véhicule permet de déterminer que le véhicule peut être considéré à l’arrêt et que le procédé doit être activé. Au cours d’une troisième étape 13, on détermine les caractéristiques de l’infrastructure routière avec les capteurs présents dans l’ego véhicule. Les caractéristiques comprennent par exemple le nombre, le type et les limites de voies et les obstacles fixes présents dans une zone de perception du véhicule. En d’autres termes, on détermine les caractéristiques de l’infrastructure routière à portée de chacun des différents capteurs du véhicule Au cours d’une quatrième étape 14, on détermine les caractéristiques de l’infrastructure routière à partir d’au moins une carte d’un système de positionnement global ou de navigation. Les caractéristiques comprennent par exemple le type d’environnement (urbain/peri-urbain/autoroute), le nombre et la largeur des voies, le type de lignes de séparation de voies. Comme cela est illustré sur la figure 3, les étapes 11 à 14 sont indépendantes et peuvent être réalisées dans un ordre différent de l’ordre dans lequel elles sont présentées. Au cours d’une cinquième étape 15, on reconstruit l’environnement en y positionnant l’ego-véhicule, les cibles et l’infrastructure déterminés aux étapes précédentes. Au cours d’une sixième étape 16, on définit au moins une zone d’intérêt en prenant en compte par exemple la géométrie de la route, le type de la route, la composition de la route, le type de cible, et l’état du trafic. Dans un mode de réalisation particulier, on définit au moins une zone d’intérêt en fonction du type de cible. Au cours d’une septième étape 17, on limite le nombre de cibles en retenant les cibles les plus dangereuses parmi l’ensemble des cibles comprises dans chaque zone d’intérêt. Pour réaliser cela, on détermine un temps avant collision effectif TTCeff fonction de la distance, de la vitesse et de l’accélération de chaque cible. L’homme du métier comprendra que l’on utilise un modèle physique, en particulier l’équation de la dynamique ou une version modifiée, afin de déterminer le TTCeff. Lorsque l’on utiliser l’équation de la dynamique, on peut définir la relation suivante : Avec : a : l’accélération de la cible v : la vitesse de la cible x : la position de la cible Par intégration de la relation précédente, on obtient la relation suivante : Avec t : le temps Ainsi, sur la base de cette équation, connaissant la position de la cible x(t), la position de l’ego-véhicule x 0 (t), l’accélération a(t) et la vitesse v(t) du véhicule cible, on peut déterminer l’instant t de collision, et par suite, le temps avant collision effectif TTCeff. On détermine ensuite, pour chaque zone d’intérêt, des cibles retenues définies comme un nombre prédéfini de cibles présentant le temps avant collision effectif TTCeff le plus faible parmi toutes les cibles comprises dans la zone d’intérêt. Au cours d’une huitième étape 18, on compare le temps avant collision effectif TTCeff des cibles retenues au temps avant collision prédéfini TTC pour la zone d’intérêt et on en déduit un niveau de risque de collision (Risque faible, Risque moyen, Collision imminente, Collision). Des exemples de temps avant collision effectif sont donnés ci-après : Risque faible : TTCeff >TTC + 2s Risque moyen : TTCeff entre TTC + 2s et TTC Risque Imminent : TTCeff Au cours d’une neuvième étape 19, on détermine les possibilités du véhicule en termes de prévention de la collision. Par exemple, on détermine si le véhicule est muni d’un affichage dédié sur l’interface homme machine IHM, si le véhicule est muni d’un retardateur d’ouverture d’au moins une portière, ou d’un mécanisme d’interdiction de l’ouverture d’au moins une portière. Il peut également comprendre un capteur détectant l’approche de la main d’un occupant de la serrure d’une porte, des caméras suivant le mouvement des occupants, des capteurs de surveillance du passager (capteurs de ceinture de sécurité, capteur présence ou de mouvement de l’occupant…) Au cours d’une dixième étape 20, on détermine l’action à réaliser parmi les possibilités du véhicule en termes de prévention de la collision en fonction du niveau de risque de collision. On applique l’action à réaliser de sorte que la réaction est dynamique en fonction du risque déterminé et donc du temps avant collision TTC. Exemple d’actions à réaliser : Risque faible Pas d’action. Risque moyen Si ouverture de porte : alerte visuelle (Tableau de bord + ambiance lumineuse rouge clignotante) Si pas ouverture de porte : pas d’action Risque élevé Bloquer l’ouverture de la porte en inhibant les poignées de porte. Si le client tire la poignée à ce moment ou la porte est déjà ouverte on déclenche une alerte sonore. Procédé de commande d’un système de sortie sécurisée d’un véhicule automobile muni d’au moins un capteur de l’environnement embarqué et d’un système de navigation, comprenant les étapes suivantes : - on détermine des caractéristiques d’au moins une cible avec au moins un capteur embarqué, comprenant au moins le type, la vitesse et la trajectoire de la cible. - on détermine au moins la vitesse et la direction du véhicule automobile avec au moins un capteur embarqué et/ou un système de navigation, - on détermine les caractéristiques de l’infrastructure routière d’une part avec le au moins un capteur embarqué et d’autre part avec le système de navigation, - on reconstruit l’environnement du véhicule automobile comprenant les cibles et l’infrastructure déterminés, - on définit au moins une zone d’intérêt en prenant en compte l’environnement du véhicule automobile, - on limite le nombre de cibles dans la au moins une zone d’intérêt en retenant les cibles les plus dangereuses parmi l’ensemble des cibles comprises dans chaque zone d’intérêt en fonction de la distance, de la vitesse et de l’accélération de chaque cible, - on détermine un niveau de risque de collision pour chaque cible retenue, - on détermine et on exécute une action à accomplir en fonction du niveau de risque déterminé pour chaque cible. Procédé de commande selon la revendication 1, dans lequel on détermine les possibilités du véhicule en termes de prévention de la collision, puis on détermine et exécute l’action à réaliser parmi les possibilités du véhicule en termes de prévention de la collision en fonction du niveau de risque de collision. Procédé de commande selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les caractéristiques de l’infrastructure routière comprennent le nombre, le type et les limites de voies et les obstacles présents dans une zone de perception du véhicule. Procédé de commande selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel on définit au moins une zone d’intérêt comprenant un unique type de cible. . Procédé de commande selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les possibilités du véhicule en termes de prévention de la collision comprennent un affichage dédié sur l’interface homme machine, un retardateur d’ouverture d’au moins une portière, un mécanisme d’interdiction de l’ouverture d’au moins une portière du véhicule automobile, un capteur détectant l’approche de la main d’un occupant de la serrure d’une porte, des caméras suivant le mouvement des occupants, un capteur de ceinture de sécurité, un capteur de présence ou de mouvement de l’occupant. Procédé de commande selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le type de cible est compris parmi un piéton, un vélo, une moto et une voiture. Procédé de commande selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’environnement du véhicule automobile comprend la géométrie de la route, le type de la route, la composition de la route, le type de cible, et l’état du trafic. Procédé de commande selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel une largeur de la zone d’intérêt est fonction d’une vitesse d’approche de la cible. Procédé de commande selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel une longueur de la zone d’intérêt est dépendante également d’un temps avant collision prédéfini (TTC). Procédé de commande selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel, pour limiter le nombre de cibles en retenant les cibles les plus dangereuses parmi l’ensemble des cibles comprises dans chaque zone d’intérêt, on détermine un temps avant collision effectif fonction de la distance, de la vitesse et de l’accélération de chaque cible, on détermine ensuite, pour chaque zone d’intérêt, des cibles retenues définies comme un nombre prédéfini de cibles présentant le temps avant collision effectif le plus faible parmi toutes les cibles comprises dans la zone d’intérêt. Procédé de commande selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel on définit un temps avant collision prédéfini pour une cible comme la somme d’un temps avant collision initial, de contributions liées à la route, d’une contribution liée à la cible et d’une contribution liée à l’état du trafic. Procédé de commande selon la revendication 9, dans lequel on détermine un niveau de risque de collision en fonction de la comparaison du temps avant collision effectif des cibles retenues avec temps avant collision prédéfini pour la zone d’intérêt.