Brevet FR3139195A1 — publié le 20240301

Procédé de positionnement, sur des segments (SEG1, SEG2, SEG3, SEG4, SEG5) de route, d’un véhicule comprenant les étapes suivantes : Réception d’une première série de positions du véhicule, Détermination, par appariement cartographique, d’une deuxième série de positions sur les segments (SEG1, SEG2, SEG3, SEG4, SEG5) et à une distance inférieure à une première déviation de chaque position de la première série, Répétition des étapes suivantes : Réception d’une nouvelle position (P5) du véhicule, Détermination, par appariement cartographique, d’une troisième série de positions (N2, N3, N4, N5), sur les segments (SEG1, SEG2, SEG3, SEG4, SEG5), et à une distance : Inférieure à une deuxième déviation des positions de la deuxième série de positions, et Inférieure à une troisième déviation de la nouvelle position, et La deuxième déviation étant inférieure à la première déviation et à la troisième déviation. Figure pour l’abrégé : figure 3 Procédé de positionnement, sur une carte routière, dispositif et véhicule automobile associés L’invention concerne le positionnement d’un véhicule sur une carte routière. Les position ou coordonnées géographiques (comprenant par exemple une latitude, une longitude et éventuellement une altitude) obtenues par exemple à partir d’un module satellitaire de localisation géographique comportent des erreurs inhérentes à ces modules. Il existe aujourd’hui un besoin pour positionner un véhicule sur une carte routière à partir de ces positions de manière précise et rapide. Dans ce but, l’invention concerne un procédé de positionnement, sur (une carte routière comprenant des segments de route, d’un deuxième véhicule (circulant selon un trajet), le procédé de positionnement comprenant les étapes suivantes : Réception d’une première série de positions (autrement dit : traces) géographiques (par exemple consécutives) du deuxième véhicule (dans le trajet), Détermination d’une deuxième série de positions géographiques (la deuxième série de positions étant positionnée) sur les segments de route et à l’intérieur (autrement dit : sur) de premières surfaces (ou zones) autour de chaque position de la première série de positions à une distance (de chaque position de la première série de positions) inférieure à une déviation standard égale à une première déviation standard, Répétition de la série d’étapes suivantes : Réception d’une nouvelle position géographique du deuxième véhicule (consécutive à la deuxième série de positions géographique), Détermination d’une troisième série de positions géographiques, (la troisième série de position étant positionnée) sur les segments de route, et à l’intérieur (autrement dit : sur) : De deuxièmes surfaces (ou zones) autour de chaque position d’une partie au moins de la deuxième série de positions à une distance (de chaque position d’une partie au moins de la deuxième série) inférieure à une déviation standard égale à une deuxième déviation standard, et De troisièmes surfaces (ou zones) autour de la nouvelle position à une distance (de la nouvelle position) inférieure à une déviation standard égale à une troisième déviation standard, et Remplacement (autrement dit : mise à jour) des positions géographiques de la deuxième série par les positions géographique de la troisième série (pour la répétition suivante de la série d’étape), La deuxième déviation standard étant inférieure à la première déviation standard et à la troisième déviation standard, Les étapes de détermination de la deuxième et de la troisième série étant mis en œuvre par un algorithme (autrement dit : un procédé ou une méthode) d’appariement cartographique (en anglais « map matching » autrement dit : algorithme de « cartospondance ») basé sur un modèle de Markov caché (en anglais « Hidden Markov model »l). Grâce à une deuxième déviation standa rd inférieure, l’invention permet une détermination de la troisième série de position géographique plus rapide, tout en demeurant précise. Par exemple, les premières surfaces sont constituées par des disques centrés aux postions (autrement dit : à chaque position) de la première série de positions géographiques et de rayon égal à la première déviation standard. Par exemple, les deuxièmes surfaces sont constituées par des disques centrés aux postions (autrement dit : à chaque position) d’une partie de la deuxième série de positions géographiques et de rayon égal à la deuxième déviation standard. Par exemple, les troisièmes surfaces sont constituées par un disque centré en la nouvelle position et de rayon égal à la troisième déviation standard. En variante, les première, deuxième et troisième surfaces peuvent avoir des formes différentes de disques (par exemple, carrées, losanges, ellipses, rectangles, …) La carte routière peut représenter un réseau routier ou une partie d’un réseau routier. Par exemple, la deuxième déviation standard est comprise entre 2 mètres et 5 mètres et la première et/ou la troisième déviation standard est comprise entre 10 et 40 mètres. Un algorithme d’appariement cartographique sert (autrement dit : consiste à positionner, ou, positionne) un élément (ou plusieurs éléments) (sur une carte) à partir d’une position géographique. Un algorithme cartographique basé sur un modèle de Markov recherche la série de positions géographique en sortie la plus probable positionnée sur les segments de route et à une distance inférieure à la déviation standard autour de chaque position d’une série de positions en entrée, c’est-à-dire, à l’intérieur des premières surfaces pour l’étape de détermination de la deuxième série, et à l’intérieur des deuxièmes surfaces et des troisièmes surfaces pour l’étape de détermination de la troisième série. Un algorithme cartographique basé sur un modèle de Markov caché est mis en œuvre, par exemple, par les étapes suivantes : Pour chaque position géographique, identification des segments qui coupent une surface à une distance inférieure à la déviation standard autour de chaque position d’une série de positions en entrée. Chacun de ces segments est représenté sous la forme d'un état dans la chaîne de Markov et a une probabilité d'émission qui est la probabilité d'observer une position géographique de la série de position en entrée sur le segment à condition que le segment candidat soit la vraie correspondance (c’est-à-dire, soit le segment sur lequel se trouve effectivement le véhicule), puis Calcul de la probabilité de transition pour chaque paire d'états cachés adjacents dans la chaîne de Markov telle que la probabilité de celle-ci dépende uniquement du premier état Trouver le chemin du maximum de vraisemblance sur la chaîne de Markov qui a les émissions et les probabilités de transmission les plus élevées. L’algorithme est par exemple un de ceux décris dans les articles suivants : Online map-matching based on Hidden Markov model for real-time traffic sensing applications, Chong Yang Goh, J. Dauwels, Nikola Mitrovic, M. Asif, A. Oran, Patrick Jaillet l2012 15th International IEEE Conference on Intelligent Transportation Systems. A Map-matching Algorithm of Real-time Floating Car System for Complex City Road Network, C. Feng, 2007. A Simplified Map-Matching Algorithm for Floating Car Data, AINA 2021, LNNS 227, pp. 1–10, 2021. Il peut s’agir également de la mise en œuvre de l’algorithme dans le code java disponible au lien suivant : github.com/graphhopper/graphhopper#map-matching La première série de positions géographiques et la nouvelle position géographique peuvent être obtenues par un module de positionnement satellitaire du deuxième véhicule, par exemple un système dit « GPS » (pour « Gobal Positionning System » en Anglais). Par exemple, la série d’étape peut être répétée, par exemple tant qu’il y a besoin de la troisième série de position géographique. Selon un mode de réalisation, la première série à un nombre de positions supérieur ou égal à la troisième série. En variante, la troisième série peut avoir un nombre de positions égal à celui de la première série plus un. Selon un mode de réalisation : La première série est constituée de 4 positions géographique, Ladite une partie au moins de la deuxième série est constituée de 3 positions géographiques (donc la troisième série est constituée de 4 positions géographiques). Bien entendu les premières, deuxièmes et troisièmes séries peuvent être constituées d’un nombre de positions différents de 3 ou 4. Selon un mode de réalisation, le procédé est mis en œuvre dans un ego véhicule automobile. Préférentiellement, l’égo véhicule utilise uniquement la position géographique de la troisième série située à une distance de la nouvelle position inférieure à la troisième déviation standard (c’est-à-dire), c’est-à-dire, à l’intérieur des troisièmes surfaces (par exemple, pour commander une direction et une vitesse de l’égo véhicule ou un affichage de la carte). Par exemple, la carte routière est mémorisée dans l’égo véhicule. En variante, le procédé peut être mis en œuvre par un serveur fixe (par exemple positionné sur le bord d’une route, par exemple au niveau d’un croisement routier dangereux). Selon un mode de réalisation, le procédé selon l’invention comprend en outre l’étape suivante : Commande d’une direction, (ou) d’une vitesse de l’égo véhicule automobile ou d’un affichage de la carte (par exemple sur un écran de l’égo véhicule) à partir de la troisième série de positions (par exemple à chaque fois que la série d’étape est répétée). En variante, la troisième série de positions peut être transmise par l’égo véhicule à un serveur. Selon un mode de réalisation, la première série de positions et(/ou) la nouvelle position géographique est reçue (autrement dit : réceptionnée) (durant l’étape de réception) du deuxième véhicule par l’égo véhicule par une communication radiofréquence, par exemple conformément aux spécifications dites «V2V» (pour, en anglais «Vehicle to Véhicle», soit en Français, véhicule à véhicule), par exemple dans des messages dit «CAM » selon la norme dite « ITS-G5 » publiée par l’Institut européen des normes de télécommunications. Ainsi l’invention permet de déterminer la position de véhicules environnants l’égo véhicule avec une très faible latence. En variante, le deuxième véhicule est l’égo véhicule. L’invention concerne également un programme d’ordinateur comprenant des instructions, exécutables par un microprocesseur ou un microcontrôleur, pour la mise en œuvre du procédé selon l’invention, lorsque le programme d’ordinateur est exécuté par le microprocesseur ou un microcontrôleur. L’invention concerne aussi un dispositif électronique configuré pour mettre en œuvre les étapes du procédé selon l’invention, et un véhicule automobile comprenant le dispositif électronuque. Les caractéristiques et avantages du dispositif électronique, du véhicule automobile, et du programme d’ordinateur sont identiques à ceux du procédé, c’est pourquoi, ils ne sont pas repris ici. On entend qu’un élément tel que le dispositif électronique ou un autre élément est « configuré pour » réaliser ou mettre en œuvre une étape ou une opération, par le fait que l’élément comporte des moyens pour (autrement dit « est conformé pour » ou « est adapté pour ») réaliser l’étape ou l’opération. Il s’agit préférentiellement de moyens électroniques, par exemple d’un programme d’ordinateur, de données en mémoire et/ou de circuits électroniques spécialisés. Lorsqu’une étape ou une opération est réalisée (autrement dit : mise en œuvre) par un tel élément, cela implique généralement que l’élément comporte des moyens pour (autrement dit « est conformé pour » ou « est adapté pour » ou « est configuré pour ») réaliser l’étape ou l’opération. Il s’agit également par exemple de moyens électroniques, par exemple un programme d’ordinateur, des données en mémoire et/ou des circuits électroniques spécialisés. D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaitront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit comprenant des modes de réalisation de l’invention donnés à titre d’exemples nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés, dans lesquels. représente un dispositif électronique et un véhicule selon un mode de réalisation de l’invention. représente une carte routière mémorisée dans le dispositif électronique de la et illustre des étapes du procédé de la selon l’invention à un premier instant. représente une carte routière mémorisée dans le dispositif électronique de la et illustre des étapes du procédé de la selon l’invention à un deuxième instant suivant le premier instant. représente la mise en œuvre du procédé selon l’invention, selon un exemple de réalisation, par le dispositif électronique de la . Description détaillée d’un exemple de réalisation de l’invention En référence aux figures 1, 2 et 4, à l’étape S10, un dispositif électronique 110 d’un véhicule 100 circulant sur un segment de route SEG5 reçoit d’un deuxième véhicule 200 une première série de positions géographiques P1, P2, P3, P4 consécutives du deuxième véhicule 200. A l’étape S20, le dispositif 110 détermine la deuxième série de positions géographiques N1, N2, N3, N4 sur les segments SEG1, SEG2, SEG3, SEG4, SEG5 de route et à l’intérieur de disques S1, S2, S3, S4 respectivement centrés en P1, P2, P3, P4 et d’un rayon de 20 mètres. A l’étape S30, en référence à la , le dispositif 110 du véhicule 100 positionné en P100, reçoit du deuxième véhicule 200 la nouvelle position P5 du deuxième véhicule 200 consécutive à la deuxième série de positions géographique N1, N2, N3, N4 du deuxième véhicule 200. Le dispositif 110 mémorise les cartes 111 et 111’. La première série de positions géographiques P1, P2, P3, P4 et la nouvelle position P5 géographique peuvent être obtenues par un module de positionnement satellitaire du deuxième véhicule 200, par exemple un système dit « GPS » (pour « Gobal Positionning System » en Anglais) et transmis au dispositif 110 par une par une communication radiofréquence, par exemple par un réseau télécommunication 500, par exemple conformément aux spécifications dites «V2V» (pour, en anglais «Vehicle to Véhicle», soit en Français, véhicule à véhicule), par exemple dans des messages dit «CAM » selon la norme dite « ITS-G5 » publiée par l’Institut européen des normes de télécommunications. A l’étape S40, , à partir d’une partie N2, N3 et N4 de la deuxième série et de la nouvelle position P5, le dispositif électronique 110 détermine la troisième série de positions géographiques N2, N3, N4, N5 (respectivement) sur les segments SEG1, SEG2, SEG3, SEG4, SEG5 de route, et à l’intérieur (respectivement) : Des disques A2, A3, A4 centrés en N2, N3, N4 et d’un rayon de 3 mètres, et Du disque S5 centré en P5 et d’un rayon de 20 mètres. La position des points N2, N3 et N4 peut rester inchangée entre la deuxième série et la troisième série puisque ces positions sont déjà sur le segment SEG1 de la route. Les étapes S20 et S40 de détermination de la deuxième et de la troisième série sont mis en œuvre par un algorithme (autrement dit : un procédé ou une méthode) d’appariement cartographique (en anglais « map matching » autrement dit : algorithme de cartospondance) basé sur un modèle de Markov caché (en anglais « Hidden Markov model»). Un algorithme d’appariement cartographique consiste à positionner un élément sur une carte à partir d’une position géographique. Un algorithme cartographique basé sur un modèle de Markov recherche la série de positions géographiques en sortie la plus probable positionnée sur les segments de route et à une distance inférieure à la déviation standard autour de chaque position d’une série de positions en entrée, c’est-à-dire, à l’intérieur des disques S1, S2, S3, S4 pour l’étape de détermination de la deuxième série, et à l’intérieur des disques A2, A3, A4 et S5 pour l’étape de détermination de la troisième série. L’algorithme est par exemple décris dans les articles suivants : Online map-matching based on Hidden Markov model for real-time traffic sensing applications, Chong Yang Goh, J. Dauwels, Nikola Mitrovic, M. Asif, A. Oran, Patrick Jaillet l2012 15th International IEEE Conference on Intelligent Transportation Systems. A Map-matching Algorithm of Real-time Floating Car System for Complex City Road Network, C. Feng, 2007. A Simplified Map-Matching Algorithm for Floating Car Data, AINA 2021, LNNS 227, pp. 1–10, 2021. Il peut s’agit également de la mise en œuvre de l’algorithme dans le code java disponible au lien suivant : github.com/graphhopper/graphhopper#map-matching A l’étape S50, le dispositif 110 commande la vitesse et la direction à partir de la troisième série de points N2, N3, N4, N5. Par exemple, le dispositif 110 détermine que le véhicule 100 positionné en P100 risque d’entrer en collision avec le véhicule 200 dont le dispositif 110 a déterminé la position en N5. Le dispositif 110 commande alors le moteur de propulsion et/ou les freins du véhicule 100 pour ralentir le véhicule 100 et ainsi réduire ou éliminer les risques de collisions avec le véhicule 200. A l’étape S60, la deuxième série de positions N1, N2, N3, N4 est remplacée par la troisième série de positions N2, N3, N4, N5 et les étapes S30 à S60 sont répétées tout au long du déplacement du véhicule 100, éventuellement avec d’autres véhicule que le véhicule 200. Par exemple, une nouvelle troisième série est calculée à partir des points N3, N4 et N5 et d’une nouvelle position non représentée. Procédé de positionnement, sur des segments (SEG1, SEG2, SEG3, SEG4, SEG5) de route, d’un deuxième véhicule (200), le procédé de positionnement étant caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes : Réception d’une première série de positions géographiques (P1, P2, P3, P4) du deuxième véhicule (200), Détermination d’une deuxième série de positions géographiques (N1, N2, N3, N4), sur les segments (SEG1, SEG2, SEG3, SEG4, SEG5) de route, et à l’intérieur de premières surfaces (S1, S2, S3, S4) autour de chaque position de la première série de positions (P1, P2, P3, P4) à une distance inférieure à une déviation standard égale à une première déviation standard, Répétition de la série d’étapes suivantes : Réception d’une nouvelle position géographique (P5) du deuxième véhicule (200), Détermination d’une troisième série de positions géographiques (N2, N3, N4, N5), sur les segments (SEG1, SEG2, SEG3, SEG4, SEG5) de route, et à l’intérieur : De deuxièmes surfaces (A2, A3, A4) autour de chaque position d’une partie au moins de la deuxième série de positions (N1, N2, N3, N4) à une distance inférieure à une déviation standard égale à une deuxième déviation standard, et De troisièmes surfaces (S5) autour de la nouvelle position (P5) à une distance inférieure à une déviation standard égale à une troisième déviation standard, et Remplacement des positions géographiques de la deuxième série (N1, N2, N3, N4) par les positions géographique (N2, N3, N4, N5) de la troisième série, La deuxième déviation standard étant inférieure à la première déviation standard et à la troisième déviation standard, Les étapes de détermination de la deuxième et de la troisième série étant mis en œuvre par un algorithme d’appariement cartographique basé sur un modèle de Markov caché. Procédé d’appariement selon la revendication précédente dans lequel la première série à un nombre de positions supérieur ou égal à la troisième série. Procédé d’appariement selon la revendication précédente dans lequel : La première série est constituée de 4 positions géographique, Ladite une partie au moins de la deuxième série est constituée de 3 positions géographiques. Procédé d’appariement selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel le procédé est mis en œuvre dans un ego véhicule automobile (100). Procédé d’appariement selon l’une quelconque la revendication précédente comprenant en outre l’étape suivante : Commande d’une direction ou d’une vitesse de l’égo véhicule automobile (100) à partir de la troisième série de positions. Procédé d’appariement selon l’une quelconque des revendications 4 ou 5 dans lequel la réception de la première série de positions et la nouvelle position géographique (P5) est reçue du deuxième véhicule (200) par l’égo véhicule (100) par une communication radiofréquence. Programme d’ordinateur comprenant des instructions, exécutables par un microprocesseur ou un microcontrôleur, pour la mise en œuvre du procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, lorsqu’il est exécuté par le microprocesseur ou le microcontrôleur. Dispositif électronique (110) configuré pour mettre en œuvre les étapes du procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 6. Véhicule automobile (100) comprenant le dispositif électronique selon la revendication précédente.