Brevet FR3126679A1 — publié le 20230310

L’invention concerne un procédé et un dispositif de contrôle de la vitesse d’un véhicule autonome (10). A cet effet, une zone de collision entre le véhicule (10) et un objet mobile (11) est déterminée le long d’un chemin (101) suivi par le véhicule (10). La zone de collision est déterminée en fonction de premières données dynamiques courantes du véhicule (10) et de deuxièmes données représentatives d’une trajectoire de l’objet mobile (11). Une première trajectoire pour le véhicule autonome est déterminée. Cette première trajectoire est comparée à la première zone de collision pour vérifier que le véhicule autonome évite l’objet mobile (11) en passant avant l’objet mobile. Une deuxième trajectoire pour le véhicule autonome est déterminée en appliquant une deuxième valeur d’accélération. Cette deuxième valeur d’accélération est obtenue en fonction du résultat de la comparaison. Figure pour l’abrégé : Figure 1 Procédé et dispositif de contrôle de vitesse d’un véhicule autonome L’invention concerne les procédés et dispositifs de contrôle de vitesse d’un véhicule autonome. L’invention concerne également un procédé et un dispositif de détermination d’une trajectoire de véhicule, notamment un véhicule autonome. L’invention concerne également un procédé et un dispositif de planification de la trajectoire d’un véhicule, notamment un véhicule autonome. L’invention concerne également un procédé et un dispositif de contrôle de la trajectoire d’un véhicule, notamment un véhicule autonome. Arrière-plan technologique Avec le développement des véhicules autonomes, des besoins en termes de planification de la trajectoire à suivre, notamment en fonction de la géométrie de la route et/ou de l’environnement autour du véhicule autonome, sont apparus. Certaines méthodes de planification de trajectoire d’un véhicule autonome utilisent la détermination d’un profil de vitesse adapté aux obstacles dynamiques en recherchant les collisions futures entre le véhicule autonome et les prédictions des obstacles dynamiques. Si une collision est trouvée, un point d’arrêt est imposé avant la collision de façon à définir un profil de vitesse de freinage lissé avant la collision. Une telle méthode est par exemple décrite dans le document intitulé « Jerk-Limited Time-Optimal Speed Planning for Arbitrary Paths », publié par A. Artunedo et al. le 12 mai 2021. D’autres méthodes utilisent la coordination de robots utilisant l’espace de coordination pour définir les trajectoires relatives de plusieurs robots entre eux afin d’éviter les collisions, ces méthodes étant appliquées dans le domaine automobile. L’espace de coordination consiste à représenter les trajectoires d’un ensemble d’acteurs par une courbe représentant l’évolution de la position de chaque acteur le long de son chemin de référence. Une représentation implicite de la vitesse est ainsi obtenue. Il est alors possible de définir des zones de collision dans cet espace, et d’optimiser une trajectoire évitant ces collisions. Une telle méthode est par exemple décrite dans le document intitulé « Priority-based coordination of autonomous and legacy vehicles at intersection » et publié par J. Grégoire et al, en 2014 dans IEEE ITSC. D’autres méthodes réalisent une optimisation numérique d’un modèle mathématique du véhicule ou de la vitesse, basée sur un critère (de confort ou d’efficacité énergétique) à minimiser. Un exemple d’une telle méthode est décrit dans le document intitulé « Hybrid Trajectory Planning for Autonomous Driving in Highly Constrained Environments » publié par Y. ZHANG et al, en 2018 dans IEEE Access (approche basée sur l’optimisation sous contrainte d’une fonction objective pour maximiser la vitesse). Enfin, d’autres méthodes encore exploitent des approches par graphes pour calculer un profil de vitesse adapté, tel que par exemple la méthode décrite dans le document intitulé « Real-Time Safe Stop Trajectory Planning via Multidimensional Hybrid A*-Algorithm » et publié par L. WANG et al, en 2020 dans IEEE ITSC (calcul d’un profil de vitesse par recherche d’un chemin dans un graphe multidimensionnel). La planification de vitesse par point d’arrêt prévoit systématiquement un arrêt avec une décélération confortable pour traiter les situations, afin de garantir la sécurité. Ceci implique que l’impact sur le profil de vitesse n’est pas nécessairement immédiat pour le véhicule. Cependant, dans certains cas, l’arrêt du véhicule n’est pas nécessaire et une simple diminution de la vitesse en amont peut être suffisante pour s’adapter à la situation. Par exemple, à l’approche d’un carrefour avec priorité à droite, si un autre véhicule est détecté sur la branche de droite, il faut lui céder la priorité. Dans ce cas, selon la distance dont il dispose, le véhicule autonome peut réduire sa vitesse de façon à arriver dans le carrefour une fois que l’autre véhicule est passé. De plus, l’ajustement du profil de vitesse génère une nouvelle trajectoire qu’il est nécessaire de vérifier à nouveau entièrement position par position, ce qui rend certaines situations longues à traiter en raison de la vérification systématique des collisions avec les autres véhicules. L’approche de l’espace de coordination est intéressante mais présente l’inconvénient d’avoir une représentation mathématique en plusieurs dimensions (une par robot impliqué). Ainsi, le problème devient vite complexe. De plus, la courbe définie dans l’espace de coordination détermine la trajectoire relative de tous les robots. Les approches par optimisation peuvent nécessiter un temps de traitement important en fonction de l’horizon considéré et des contraintes à prendre en compte. Elles peuvent également manquer de généricité au niveau de la formalisation mathématique du problème, et ne pas être applicables à certaines situations (forme des croisements etc…). En effet, il est nécessaire d’inclure les contraintes dans le problème d’optimisation sous une forme mathématique, ce qui est parfois complexe. Les approches par graphes utilisent une représentation nécessitant une discrétisation importante pour déterminer un profil de vitesse approprié et cohérent, ce qui induit des temps de calcul importants. Un objet de la présente invention est de résoudre au moins un des inconvénients de l’arrière-plan technologique. Un objet de la présente invention est de réduire les temps de calcul et/ou de diminuer les ressources nécessaires au calcul d’une trajectoire d’un véhicule, notamment autonome, évoluant dans un environnement avec risques de collision avec un ou plusieurs objets mobiles. Un autre objet de la présente invention est de permettre la planification d’une trajectoire optimale pour un véhicule autonome dans un environnement dans lequel se déplacent un ou plusieurs objets mobiles, en assurant la sécurité du véhicule et de ses passagers. Selon un premier aspect, l’invention concerne un procédé de contrôle de vitesse d’un véhicule autonome, un chemin déterminé à suivre par le véhicule autonome étant associé au véhicule autonome, le procédé comprenant les étapes suivantes : - détermination d’une zone de collision entre le véhicule autonome et un objet mobile le long d’une première partie du chemin déterminé en fonction de premières données dynamiques courantes du véhicule autonome et de deuxièmes données représentatives d’une trajectoire de l’objet mobile, la zone de collision étant définie par au moins une position spatiale le long de la première partie du chemin et par au moins un instant temporel associé à la au moins une position spatiale ; - détermination d’une première trajectoire pour le véhicule autonome en appliquant une première valeur d’accélération à la première partie du chemin déterminé, la première valeur d’accélération correspondant à une valeur maximale d’accélération du véhicule autonome ; - comparaison entre la première trajectoire et la zone de collision pour vérifier que le véhicule autonome évite l’objet mobile en passant avant l’objet mobile le long de la première partie du chemin déterminée selon la première trajectoire ; - détermination d’une deuxième trajectoire pour le véhicule autonome en appliquant au moins une deuxième valeur d’accélération au chemin déterminé, la au moins une deuxième valeur d’accélération étant fonction d’un résultat de la comparaison, la au moins une deuxième valeur d’accélération étant déterminée de manière à ce que le véhicule autonome évite la zone de collision ; - contrôle de vitesse du véhicule autonome en fonction de la au moins une deuxième valeur d’accélération. Selon une variante, la au moins une deuxième valeur d’accélération est comprise entre une valeur d’accélération courante du véhicule autonome et la première valeur d’accélération lorsque le résultat de la comparaison indique que le véhicule autonome évite l’objet mobile en passant avant l’objet mobile, d’un point de vue temporel, le long de la première partie du chemin déterminée selon la première trajectoire, la deuxième trajectoire correspondant à une trajectoire selon laquelle le véhicule autonome passe avant l’objet mobile, d’un point de vue temporel, le long de ladite première partie du chemin déterminée. Selon une autre variante, la au moins une deuxième valeur d’accélération est inférieure à la valeur d’accélération courante du véhicule autonome lorsque le résultat de la comparaison indique que le véhicule autonome n’évite pas l’objet mobile en passant avant l’objet mobile, d’un point de vue temporel, le long de la première partie du chemin déterminée selon la première trajectoire, la deuxième trajectoire correspondant à une trajectoire selon laquelle le véhicule autonome passe après l’objet mobile, d’un point de vue temporel, le long de la première partie du chemin déterminée. Selon une variante supplémentaire, au moins deux deuxièmes valeurs d’accélération sont associées à la deuxième trajectoire, la deuxième trajectoire comprenant une première partie selon laquelle une deuxième valeur d’accélération parmi les au moins deux deuxièmes valeurs d’accélération est négative et une deuxième partie consécutive à la deuxième partie selon laquelle une autre deuxième valeur d’accélération parmi les au moins deux deuxièmes valeurs d’accélération est nulle ou positive. Selon encore une variante, le chemin déterminé est discrétisé en un ensemble de points déterminés, une information représentative d’une vitesse maximale étant associée à chaque point de l’ensemble de points, la deuxième trajectoire étant déterminée en outre en fonction des vitesses maximales associées à l’ensemble de points déterminés. Selon une variante additionnelle, les deuxièmes données représentatives d’une trajectoire de l’objet mobile sont reçues par le véhicule autonome selon une liaison sans fil. Selon un deuxième aspect, l’invention concerne un dispositif de contrôle de vitesse d’un véhicule autonome, le dispositif comprenant une mémoire associée à un processeur configuré pour la mise en œuvre d’une architecture configurée pour la mise en œuvre des étapes du procédé selon le premier aspect de l’invention. Selon un troisième aspect, l’invention concerne un système de contrôle de vitesse d’un véhicule autonome comprenant un dispositif tel que décrit ci-dessus selon le deuxième aspect de l’invention et des moyens de régulation de vitesse. Selon un quatrième aspect, l’invention concerne un véhicule, notamment autonome, par exemple de type automobile, comprenant un dispositif tel que décrit ci-dessus selon le deuxième aspect de l’invention ou un système tel que décrit ci-dessus selon le troisième aspect de l’invention. Selon un cinquième aspect, l’invention concerne un programme d’ordinateur qui comporte des instructions adaptées pour l’exécution des étapes du procédé selon le premier aspect de l’invention, ceci notamment lorsque le programme d’ordinateur est exécuté par au moins un processeur. Un tel programme d’ordinateur peut utiliser n’importe quel langage de programmation, et être sous la forme d’un code source, d’un code objet, ou d’un code intermédiaire entre un code source et un code objet, tel que dans une forme partiellement compilée, ou dans n’importe quelle autre forme souhaitable. Selon un sixième aspect, l’invention concerne un support d’enregistrement lisible par un ordinateur sur lequel est enregistré un programme d’ordinateur comprenant des instructions pour l’exécution des étapes du procédé selon le premier aspect de l’invention. D’une part, le support d’enregistrement peut être n'importe quel entité ou dispositif capable de stocker le programme. Par exemple, le support peut comporter un moyen de stockage, tel qu'une mémoire ROM, un CD-ROM ou une mémoire ROM de type circuit microélectronique, ou encore un moyen d'enregistrement magnétique ou un disque dur. D'autre part, ce support d’enregistrement peut également être un support transmissible tel qu'un signal électrique ou optique, un tel signal pouvant être acheminé via un câble électrique ou optique, par radio classique ou hertzienne ou par faisceau laser autodirigé ou par d'autres moyens. Le programme d’ordinateur selon l'invention peut être en particulier téléchargé sur un réseau de type Internet. Alternativement, le support d'enregistrement peut être un circuit intégré dans lequel le programme d’ordinateur est incorporé, le circuit intégré étant adapté pour exécuter ou pour être utilisé dans l'exécution du procédé en question. Brève description des figures D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront de la description des modes de réalisation non limitatifs de l’invention ci-après, en référence aux figures 1 à 15 annexées, sur lesquelles : illustre de façon schématique un environnement dans lequel évolue un véhicule autonome, selon un exemple de réalisation particulier de la présente invention ; illustre schématiquement un processus de contrôle de la vitesse du véhicule autonome de la , selon un exemple de réalisation particulier de la présente invention ; illustre schématiquement une zone de collision déterminée et des trajectoires pour le véhicule autonome de la , selon un premier exemple de réalisation particulier de la présente invention ; illustre schématiquement une trajectoire du véhicule autonome de la associée à des zones de collision déterminées, selon un deuxième exemple de réalisation particulier de la présente invention ; illustre schématiquement une trajectoire du véhicule autonome de la vis-à-vis d’un objet mobile croisant le chemin suivi par le véhicule autonome de la lorsque le véhicule autonome passe avant l’objet mobile le long du chemin, selon un exemple de réalisation particulier de la présente invention ; illustre schématiquement un processus de détermination de la trajectoire de la , selon un exemple de réalisation particulier de la présente invention ; illustre schématiquement un premier profil de vitesse du véhicule autonome de la lorsque le véhicule autonome passe avant l’objet mobile le long du chemin suivi par le véhicule autonome, selon un exemple de réalisation particulier de la présente invention ; illustre schématiquement la trajectoire du véhicule autonome selon le premier profil de vitesse de la , selon un exemple de réalisation particulier de la présente invention ; illustre schématiquement un deuxième profil de vitesse du véhicule autonome de la lorsque le véhicule autonome passe avant l’objet mobile le long du chemin suivi par le véhicule autonome, selon un exemple de réalisation particulier de la présente invention ; illustre schématiquement la trajectoire du véhicule autonome selon le deuxième profil de vitesse de la , selon un exemple de réalisation particulier de la présente invention ; illustre schématiquement un troisième profil de vitesse du véhicule autonome de la lorsque le véhicule autonome passe avant l’objet mobile le long du chemin suivi par le véhicule autonome, selon un exemple de réalisation particulier de la présente invention ; illustre schématiquement la trajectoire du véhicule autonome selon le troisième profil de vitesse de la , selon un exemple de réalisation particulier de la présente invention ; illustre schématiquement un processus de détermination de la trajectoire de la , 10 ou 12, selon un exemple de réalisation particulier de la présente invention ; illustre schématiquement un dispositif configuré pour le contrôle de vitesse du véhicule autonome de la , selon un exemple de réalisation particulier de la présente invention ; illustre schématiquement un organigramme des différentes étapes d’un procédé de contrôle de vitesse du véhicule autonome de la , selon un exemple de réalisation particulier de la présente invention. Procédé de contrôle de vitesse d’un véhicule autonome (10), un chemin (101) déterminé à suivre par ledit véhicule autonome (10) étant associé audit véhicule autonome (10), ledit procédé comprenant les étapes suivantes : - détermination (151) d’une zone de collision (30) entre ledit véhicule autonome (10) et un objet mobile (11) le long d’une première partie dudit chemin déterminé (101) en fonction de premières données dynamiques courantes dudit véhicule autonome (10) et de deuxièmes données représentatives d’une trajectoire dudit objet mobile (11), ladite zone de collision (30) étant définie par au moins une position spatiale le long de ladite première partie dudit chemin (101) et par au moins un instant temporel associé à ladite au moins une position spatiale ; - détermination (152) d’une première trajectoire pour ledit véhicule autonome (10) en appliquant une première valeur d’accélération à ladite première partie dudit chemin déterminé, ladite première valeur d’accélération correspondant à une valeur maximale d’accélération dudit véhicule autonome (10) ; - comparaison (153) entre ladite première trajectoire et ladite zone de collision (30) pour vérifier que ledit véhicule autonome (10) évite ledit objet mobile en passant avant ledit objet mobile (11) le long de ladite première partie dudit chemin déterminée (101) selon ladite première trajectoire ; - détermination (154) d’une deuxième trajectoire pour ledit véhicule autonome (10) en appliquant au moins une deuxième valeur d’accélération audit chemin déterminé, ladite au moins une deuxième valeur d’accélération étant fonction d’un résultat de ladite comparaison, ladite au moins une deuxième valeur d’accélération étant déterminée de manière à ce que ledit véhicule autonome évite ladite zone de collision ; - contrôle (155) de vitesse dudit véhicule autonome (10) en fonction de ladite au moins une deuxième valeur d’accélération. Procédé selon la revendication 1, pour lequel ladite au moins une deuxième valeur d’accélération est comprise entre une valeur d’accélération courante dudit véhicule autonome (10) et ladite première valeur d’accélération lorsque le résultat de ladite comparaison indique que ledit véhicule autonome (10) évite ledit objet mobile en passant avant ledit objet mobile (11), d’un point de vue temporel, le long de ladite première partie dudit chemin déterminée (101) selon ladite première trajectoire, ladite deuxième trajectoire correspondant à une trajectoire selon laquelle ledit véhicule autonome (10) passe avant ledit objet mobile (11), d’un point de vue temporel, le long de ladite première partie dudit chemin déterminée (101). Procédé selon la revendication 1, pour lequel ladite au moins une deuxième valeur d’accélération est inférieure à ladite valeur d’accélération courante dudit véhicule autonome (10) lorsque le résultat de ladite comparaison indique que ledit véhicule autonome (10) n’évite pas ledit objet mobile (11) en passant avant ledit objet mobile (11), d’un point de vue temporel, le long de ladite première partie dudit chemin déterminée (101) selon ladite première trajectoire, ladite deuxième trajectoire correspondant à une trajectoire selon laquelle ledit véhicule autonome (10) passe après ledit objet mobile (11), d’un point de vue temporel, le long de ladite première partie dudit chemin déterminée. Procédé selon la revendication 3, pour lequel au moins deux deuxièmes valeurs d’accélération sont associées à ladite deuxième trajectoire, ladite deuxième trajectoire comprenant une première partie selon laquelle une deuxième valeur d’accélération parmi lesdites au moins deux deuxièmes valeurs d’accélération est négative et une deuxième partie consécutive à ladite deuxième partie selon laquelle une autre deuxième valeur d’accélération parmi lesdites au moins deux deuxièmes valeurs d’accélération est nulle ou positive. Procédé selon l’une des revendications 1 à 4, pour lequel ledit chemin déterminé (101) est discrétisé en un ensemble de points déterminés, une information représentative d’une vitesse maximale étant associée à chaque point dudit ensemble de points, ladite deuxième trajectoire étant déterminée en outre en fonction desdites vitesses maximales associées audit ensemble de points déterminés. Procédé selon l’une des revendications 1 à 5, pour lequel lesdites deuxièmes données représentatives d’une trajectoire de l’objet mobile (11) sont reçues par ledit véhicule autonome (10) selon une liaison sans fil. Programme d’ordinateur comportant des instructions pour la mise en œuvre du procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, lorsque ces instructions sont exécutées par un processeur. Dispositif (14) de contrôle de vitesse d’un véhicule autonome, ledit dispositif (14) comprenant une mémoire (141) associée à au moins un processeur (140) configuré pour la mise en œuvre des étapes du procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 6. Système de contrôle de vitesse d’un véhicule autonome, ledit système comprenant le dispositif (14) selon la revendication 8 et des moyens de régulation de vitesse. Véhicule (10) comprenant le dispositif (14) selon la revendication 8 ou le système selon la revendication 9.