INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Le principe général de l’invention repose sur l’utilisation d’un modèle de prédiction spatio-temporelle du changement de la qualité de service dans un réseau de communication V2X.
En particulier, l’invention permet aux applications de communication V2X embarquées dans des équipements utilisateurs (par exemple : véhicules autonomes, téléphone intelligent, montre connectée etc.) d’être informées d’un changement de QoS à venir et d’y réagir en amont.
Ainsi, la prédiction spatio-temporelle de QoS, par exemple le long d'un itinéraire spécifique et/ou dans un laps de temps spécifique, permet d'ajuster le comportement des équipements utilisateurs connectés au réseau V2X au niveau applicatif (par exemple : changement au niveau de l’automatisation du véhicule, modification de la vitesse du véhicule, transfert au conducteur, affichage d’une notification d’alerte, etc.). Il est ainsi possible de garantir la sécurité des utilisateurs du réseau de communication V2X, ainsi que la qualité de l’expérience utilisateur.
Pour cela, la prédiction de QoS permet de fournir des notifications précoces sur les changements de QoS prédits aux consommateurs intéressés. Cela permet à une application V2X (par exemple : télé-opération de véhicule, info-divertissement…) grâce à un module d’adaptation aux variations de QoS, de réagir avant que le changement de QoS prévu ne prenne effet. Ces notifications préalables, lorsque les prédictions sont suffisamment fiables, sont alors envoyées avec un délai de préavis avant que la nouvelle QoS prédite ne soit ressentie. Cette période de préavis dépend de l'application spécifique et du cas d'utilisation, mais elle doit être suffisamment longue pour donner à l'application le temps de s'adapter à la future QoS.
On présente désormais en lien avec la un exemple d’un environnement d’un réseau de communication de type « Véhicule-vers-Tout » selon un mode de réalisation de l’invention.
Ce réseau de communication V2X, ou réseau V2X, comprend différents équipements utilisateurs : des véhicules V (V 1 , V 1’ , V 2 , V 3 ou V 4 ) connectés au réseau V2X, des infrastructures routières I, des téléphones intelligents ou montres connectées de piétons ou cyclistes P… et des équipements réseau comme par exemple des infrastructures de réseau mobile N (station de base ou sous-système opérationnel OSS.
Les véhicules connectés sont par exemple des véhicules autonomes, comme des voitures ou camions autonomes, ou tout type de véhicule, comme par exemple des bateaux, ou des avions. Les véhicules connectés peuvent également être des véhicules non autonomes, mais pouvant tout de même se connecter au réseau V2X et échanger des données avec d’autres équipements utilisateurs ou avec un serveur de gestion d’application V2X dans un réseau étendu.
Ainsi, on désigne par la suite par « équipements utilisateurs » d’un réseau de communication V2X, tout équipement pouvant se connecter au réseau V2X et échanger des données (par exemple : voiture autonome, téléphone intelligent, navigateur de vélo, infrastructures routières etc.). Les équipements utilisateurs comprennent en particulier un module de communication configuré pour émettre et recevoir des données. En particulier, via le module de communication, un équipement utilisateur est apte à transmettre sa position à d’autres équipements ou à une station de base, et recevoir des notifications, notamment de la station de base.
Les infrastructures routières I peuvent être des feux de signalisation, des lampadaires, des panneaux de signalisation ou d’affichage, etc.
Ce réseau de communication V2X permet différents types de communication particuliers, comme par exemple la communication V2V (Véhicule-à-Véhicule), V2I (Véhicule-à-Infrastructure), V2N (Véhicule-à-Réseau) ou V2P (Véhicule-à-Piéton). Pour cela, une infrastructure d’antennes relais, ou stations de base N, permet, via le déploiement de réseau mobile, par exemple 5G, de relayer ces communications.
Dans un exemple, un véhicule autonome V 1 peut établir une communication avec un autre véhicule V 1’ qui est connecté au réseau V2X. Ce second véhicule V 1’ peut être également un véhicule autonome ou non. Le véhicule autonome V 1 peut communiquer avec le véhicule connecté V 1’ devant lui, par exemple demandant un transfert des données de la caméra embarquée dans V 1’ pour voir s’il peut effectuer une manœuvre de dépassement. Il est ainsi possible d’améliorer la perception du véhicule autonome V 1 en bénéficiant de données collectées (par exemple via une caméra) par un ou plusieurs autres véhicules connectés au réseau V2X.
Dans un autre exemple, un véhicule connecté V 2 (autonome ou non) peut établir une communication avec une infrastructure routière I, par exemple un feu de signalisation, qui avertit alors le véhicule V 2 d’un changement de couleur de feu.
Dans un autre exemple, un véhicule connecté V 4 peut communiquer avec une infrastructure du réseau mobile, ou station de base N, soit pour l’accès au réseau de communication V2X pour une communication avec les autres équipements du réseau, soit pour l’accès avec un réseau étendu WAN (pour « Wide Area Network » en anglais) pour une communication avec un serveur de gestion d’application V2X par exemple pour la connexion au service V2X de conduite autonome, ou un autre service V2X. Ce serveur de gestion d’application V2X SERV_V2X est par exemple situé dans le réseau de l’opérateur et gère alors une ou plusieurs applications V2X différentes.
Dans un autre exemple, un véhicule connecté V 3 peut établir une communication avec un piéton, ou cycliste, via une communication de type V2P. Cette technologie se différencie des trois autres présentées par le fait qu’elle établit un lien entre un être vivant (le piéton) et un objet (le véhicule). La communication entre un véhicule connecté et un piéton (ou cycliste), se fait par exemple via une montre connectée, ou téléphone intelligent etc.
Les différentes applications V2X ont chacune des exigences spécifiques en matière de qualité de service qui dépend des performances du réseau mobile. Ces exigences peuvent être exprimées en termes d’indicateur clé de performance ou KPI (en anglais « Key Perfomance Indicator ) tels que : couverture, débit minimal requis, taux de perte de paquets acceptable, latence maximale admissible des paquets, etc. Les KPI sont principalement organisés en six classes :
Selon un mode de réalisation, l'application a reçu une deuxième autorisation temporaire pour mettre en oeuvre une transaction NFC.
Selon un mode de réalisation, l'élément sécurisé fournit la deuxième autorisation temporaire concernant l'application à un logiciel d'interface de filtrage faisant partie desdits logiciels d'interface, l'élément sécurisé ayant obtenu cette autorisation temporaire auprès d'un serveur extérieur.
Selon un mode de réalisation, si l'élément sécurisé n'a pas donné ladite première autorisation temporaire aux logiciels interface, alors pendant l'étape (c) les logiciels d'interface ne transmettent pas les premières données à l'application.
la représente, de façon très schématique et sous forme de blocs, la mise en oeuvre d'une transaction NFC ;
la représente, de façon très schématique et sous forme de blocs, un mode de réalisation d'un terminal mobile pouvant mettre en oeuvre un mode de mise en oeuvre d'une transaction NFC ;
la représente un schéma bloc illustrant un mode de mise en oeuvre d'une transaction NFC ;
la représente un schéma bloc illustrant un autre mode de mise en oeuvre d'une transaction NFC ;
la représente un schéma bloc illustrant un autre mode de mise en oeuvre d'une transaction NFC ; et
Pour localiser l’identifiant 3, il faut d’abord l’identifier pour vérifier qu’il est autorisé à déverrouiller/verrouiller le véhicule automobile 2 et/ou à le démarrer. L’émetteur-récepteur secondaire 21 et l’émetteur-récepteur quaternaire 31 sont utilisés pour cette vérification d’identité. Un code d’identification unique Id est utilisé pour l’identification. Soit le code d’identification unique Id utilisé est celui de l’identifiant 3 (référencé Id.1 sur les figures 1 à 4), soit c’est celui du véhicule automobile 2 (référencé Id.2 sur les figures 1 à 4). L’émetteur-récepteur primaire 20 et l’émetteur-récepteur tertiaire 30 sont quant à eux utilisés pour la localisation elle-même.
L’émetteur-récepteur primaire 20 du véhicule automobile 2 est un émetteur-récepteur UWB (en anglais « Ultra Wide Bande »), autrement appelé émetteur-récepteur primaire UWB 20. Il est configuré pour échanger via une communication UWB avec l’émetteur-récepteur tertiaire 30 de l’identifiant 3 des trames de localisation Fx pour mesurer une distance d entre l’identifiant 3 et le véhicule 2 (fonction f1(20, 30, Fx, d, UWB)). Ainsi, les trames de localisation Fx sont échangées selon un protocole de communication UWB. On rappelle que l’UWB fonctionne dans une gamme de fréquences comprises entre 3.2GHz et 8.3GHz avec une largeur de bande de 500MHz. Différentes techniques de mesure de distance d étant connues de l’homme du métier, elles ne sont pas décrites ici.
L’émetteur-récepteur secondaire 21 du véhicule automobile 2 est un émetteur-récepteur RF (« Radio Fréquence »), autrement appelé émetteur-récepteur secondaire RF 21. Il est configuré pour échanger via une communication RF avec l’émetteur-récepteur quaternaire 31 de l’identifiant 3 des trames de diffusion Adv. Les trames de diffusion Adv comprennent le code d’identification unique Id. Ainsi, les trames de diffusion Adv sont échangées selon un protocole de communication RF. Dans un mode de réalisation non limitatif, l’émetteur-récepteur secondaire 21 est un émetteur-récepteur BLE (en anglais « Bluetooth Low Energy »), autrement appelé émetteur-récepteur secondaire BLE 21. Ainsi, les trames de diffusion Adv sont échangées selon un protocole de communication BLE. Ce mode de réalisation non limitatif est pris comme exemple non limitatif dans la suite de la description.
On rappelle qu’un émetteur-récepteur RF fonctionne dans une plage de fréquences comprise entre 30Mhz et 300GHz, et un émetteur-récepteur BLE fonctionne à 2.4GHz.
L’émetteur-récepteur tertiaire 30 de l’identifiant 3 est un émetteur-récepteur UWB, autrement appelé émetteur-récepteur tertiaire UWB 31. Il est ainsi configuré pour échanger via une communication UWB avec l’émetteur-récepteur primaire 20 du véhicule automobile 2 des trames de localisation Fx pour mesurer une distance entre l’identifiant 3 et le véhicule 2 (fonction f1’(30, 20, Fx, d, UWB)). On notera qu’un émetteur-récepteur UWB peut détecter des attaques relais provenant d’un tiers malintentionné qui voudrait accéder au véhicule automobile 2.
L’émetteur-récepteur quaternaire 31 de l’identifiant 3 est un émetteur-récepteur RF, autrement appelé émetteur-récepteur quaternaire RF 31. Il est configuré pour échanger via une communication RF des trames de diffusion Adv avec l’émetteur-récepteur secondaire 21 du véhicule automobile 2. Dans un mode de réalisation non limitatif, l’émetteur-récepteur secondaire 21 est un émetteur-récepteur BLE autrement appelé émetteur-récepteur secondaire BLE 21. Ce mode de réalisation non limitatif est pris comme exemple non limitatif dans la suite de la description.
L’unité de contrôle électronique 22 du véhicule automobile 2 et configurée pour : - pour authentifier via une connexion RF ledit identifiant 3 à partir du code d’identification unique Id (fonction f3(22, 3, RF)), et - pour réaliser via connexion UWB la localisation dudit identifiant 3 (fonction f4(22, 3, UWB)) à partir de mesures de distance d.
Dans un mode de réalisation non limitatif, la connexion RF est une connexion BLE.
Le système de localisation 1 est décrit ci-après selon trois modes de réalisation non limitatifs illustrés respectivement sur les figures 2, 3, et 4. Comme on va le voir ci-après, l’échange des trames de diffusion Adv s’effectue soit de l’identifiant 3 vers le véhicule automobile 2, soit du véhicule automobile 2 vers l’identifiant 3.
Le premier mode de réalisation est décrit ci-après.
Selon le premier mode de réalisation illustré sur la , l’identifiant 3 est un Smartphone. Il est ainsi autrement appelé Smartphone 3. Dans ce cas, l’échange des trames de diffusion Adv s’effectue du véhicule automobile 2 vers l’identifiant 3.
Dans ce cas, ledit émetteur-récepteur quaternaire 31 dudit Smartphone 3 est configuré pour scruter (fonction f20(31, Adv(Id)) et recevoir (fonction f21(31, 21, Adv(Id)) les trames de diffusion Adv, tandis que ledit émetteur-récepteur secondaire 21 dudit véhicule 2 est configuré pour diffuser les trames de diffusion Adv (fonction f22(21, m1, Adv(Id)). Il est dans ce cas dans un mode de diffusion m1. La scrutation correspond à un mode actif par opposition à un mode veille.
Dans un mode de réalisation non limitatif, la scrutation des trames de diffusion Adv est permanente, à savoir le Smartphone 3 est ainsi en écoute permanente. On notera que les Smartphones comprennent de grosses batteries. Ils sont toujours allumés sauf lorsque leur batterie n’est plus chargée ou lorsqu’ils sont éteints. Le Smarpthone 3 peut ainsi être en réception permanente sans risque que sa batterie 34 ne se décharge trop vite. On notera que les batteries des Smartphones sont rechargées très souvent. Le Smarpthone 3 peut être ainsi en écoute et réception permanente.
Les trames de diffusion Adv sont ainsi envoyées par l’émetteur-récepteur secondaire 21 dudit véhicule 2 selon une fréquence de diffusion f1, correspondante à une période de diffusion 1/f1. On notera que la reprise des trames Adv s'enclenche lors de la perte de la connexion BLE. Il y a une perte de connexion BLE lorsque l’identifiant 3 sort de la portée d’émission-réception RF de l’émetteur-récepteur secondaire 21 du véhicule automobile 2. On notera que la portée d’émission-réception RF correspond à une distance d0 comprise entre 10 et 50 mètres.
Dans un mode de réalisation non limitatif, la période de diffusion 1/f1 = (p0/v0), avec p0 la portée d’émission-réception RF de l’émetteur-récepteur secondaire 21 du véhicule automobile 2, autrement appelée portée d’émission-réception RF du véhicule automobile 2 ou portée d’émission-réception p0, et v0 une vitesse théorique maximum, autrement appelée vitesse maximum v0, de l’utilisateur porteur du Smartphone 3. Ainsi, dans un exemple non limitatif, si la portée d’émission-réception p0 est de 15 mètres et la vitesse maximum v0 de l’utilisateur porteur Smartphone 3 est de 2mètres/secondes, alors la période de diffusion 1/f1 = à 7.5 secondes.
On notera qu’entre deux diffusions de trames de diffusion Adv, l’émetteur-récepteur secondaire 21 du véhicule automobile 2 se met en mode veille ce qui réduit sa consommation électrique.
Avec v t le vecteur de vitesse du trafic sur chaque segment de la route, P c le vecteur de choix des classes (congestionnée, fluide, etc.) sur chaque segment de la route, T s le vecteur de temps d’arrêt sur chaque segment de la route (égale à 0 en cas de non-arrêt), T imp est le temps de parcours issu de la contrainte physique obtenu soit par l’algorithme de plus court chemin soit par des données de trajets réalisés, et T model est le temps de parcours issu du profil de vitesse déterminé. D’une itération à l’autre, on peut notamment faire varier les niveaux de congestion et les temps d’arrêt au niveau d’au moins un brin routier afin de s’approcher du temps de parcours imposé. Ce problème peut être résolu soit avec une méthode d’optimisation adaptée soit avec un algorithme simple et itératif, par exemple au moyen d’algorithmes génétiques, ou tous algorithmes analogues. Une méthode non limitative de résolution se base sur les algorithmes génétiques qui permettent d’obtenir une solution approchée de ce problème complexe en un temps de calcul raisonnable.
Selon un mode de réalisation de l’invention, à chaque itération de la détermination du profil de vitesse du trajet, on peut déterminer un profil de vitesse d’un brin routier en construisant un profil de vitesse du brin routier au moyen d’une approche stochastique ou au moyen de fonctions paramétriques.
Le procédé peut comporter une étape facultative d’affichage du profil de vitesse pour le trajet acquis. Lors de cette étape facultative, on peut afficher le profil de vitesse sur une carte routière. Cet affichage peut prendre la forme d’une note ou d’un code couleur. Le cas échéant, une note ou une couleur peut être associée à chaque liaison du réseau routier. Cet affichage peut être réalisé à bord d’un véhicule : sur le tableau de bord, sur un dispositif portatif autonome, tel qu'un appareil de géolocalisation (de type GPS), un téléphone portable (de type téléphone intelligent). Il est également possible d'afficher le profil de vitesse sur un site internet. De plus, le profil de vitesse prédit peut être partagé avec les pouvoirs publics (par exemple gestionnaire de la voirie) et les entreprises de travaux publics. Ainsi, les pouvoirs publics et les entreprises de travaux publics peuvent optimiser l’infrastructure routière, pour en améliorer la sécurité ou les émissions polluantes.
La présente invention concerne également un procédé de prédiction d’une quantité d’au moins un polluant chimique et/ou sonore émis par un véhicule au sein d’un réseau routier lors d’un déplacement entre un point de départ et un point d’arrivée. Pour ce procédé de prédiction d’une quantité d’au moins un polluant émis, on met en œuvre les étapes suivantes :
on prédit au moins un profil de vitesse de véhicule sur le trajet acquis entre le point de départ et le point d’arrivée au moyen du procédé de prédiction d’au moins un profil de vitesse selon une quelconque des variantes ou des combinaisons de variantes décrites précédemment ; et on applique un modèle microscopique d’émissions polluantes, chimiques et/ou sonores, au profil de vitesse prédit pour prédire une quantité d’au moins un polluant chimique et/ou sonore émis sur le trajet acquis, le modèle d’émissions polluantes étant un modèle qui relie la vitesse du véhicule à une quantité de polluants chimiques et/ou sonores émis par le véhicule.
Ainsi, il est possible de déterminer les émissions polluantes chimiques et/ou sonores à l’échelle d’un déplacement, même dans le cas où aucune donnée de trajet réalisé n’est disponible pour ce quartier ou cette ville.
Ces étapes peuvent être mises en œuvre par des moyens informatiques.
De manière avantageuse, le procédé peut comporter une étape facultative d’affichage des quantités des polluants chimiques et/ou sonores émis par le véhicule pour un déplacement entre le point de départ et le point d’arrivée. Lors de cette étape facultative, on peut afficher les quantités de polluants émis sur une carte routière. Cet affichage peut prendre la forme d’une note ou d’un code couleur. Le cas échéant, une note ou une couleur peut être associée à chaque liaison du réseau routier. Cet affichage peut être réalisé à bord d’un véhicule : sur le tableau de bord, sur un dispositif portatif autonome, tel qu'un appareil de géolocalisation (de type GPS), un téléphone portable (de type téléphone intelligent). Il est également possible d'afficher les émissions polluantes sur un site internet. De plus, les émissions polluantes prédites peuvent être partagées avec les pouvoirs publics (par exemple gestionnaire de la voirie) et les entreprises de travaux publics. Ainsi, les pouvoirs publics et les entreprises de travaux publics peuvent optimiser l’infrastructure routière, pour en améliorer les émissions polluantes.
De plus, la présente invention concerne un procédé de prédiction de la consommation énergétique (par exemple consommation de carburant ou consommation d’énergie électrique) d’un véhicule, pour un déplacement entre un point de départ et un point d’arrivée au sein d’un réseau routier. Pour ce procédé de prédiction de la consommation d’un véhicule, on met en œuvre les étapes suivantes :
on prédit au moins un profil de vitesse de véhicule pour un déplacement entre le point de départ et le point d’arrivée au moyen du procédé de prédiction d’au moins un profil de vitesse selon une quelconque des variantes ou des combinaisons de variantes décrites précédemment ; et on applique un modèle de consommation du véhicule, au profil de vitesse prédit pour prédire la consommation du véhicule pour le déplacement entre le point de départ et le point d’arrivée, le modèle de consommation du véhicule étant un modèle qui relie la vitesse du véhicule à sa consommation.
Ainsi, il est possible de déterminer la consommation de véhicule à l’échelle d’un déplacement entre un point de départ et un point d’arrivée, même dans le cas où aucune donnée de trajet réalisé n’est disponible pour ce réseau routier.
De manière avantageuse, le procédé peut comporter une étape facultative d’affichage de la consommation pour un déplacement entre le point de départ et le point d’arrivée. Lors de cette étape facultative, on peut afficher la consommation sur une carte routière. Cet affichage peut prendre la forme d’une note ou d’un code couleur. Le cas échéant, une note ou une couleur peut être associée à chaque liaison du réseau routier. Cet affichage peut être réalisé à bord d’un véhicule : sur le tableau de bord, sur un dispositif portatif autonome, tel qu'un appareil de géolocalisation (de type GPS), un téléphone portable (de type téléphone intelligent). Il est également possible d'afficher la consommation du véhicule sur un site internet. De plus, la consommation du véhicule peut être partagée avec les pouvoirs publics (par exemple gestionnaire de la voirie) et les entreprises de travaux publics. Ainsi, les pouvoirs publics et les entreprises de travaux publics peuvent optimiser l’infrastructure routière, l’emplacement des stations-services, des bornes de recharge, etc.
Pour le premier exemple, on compare une approche déterministe et une approche stochastique pour générer des profils de vitesse pour un brin d’un réseau routier. Il s’agit d’un brin de routier, avec un feu de signalisation. Pour le brin routier, on dispose de mesures de la vitesse lors d’un déplacement. De plus, on applique le modèle obtenu par les étapes 1 et 2 du procédé selon l’invention pour prédire un profil de vitesse pour ce brin routier.
Dans un premier temps, on génère des profils de vitesse au moyen d’une approche déterministe au moyen de fonctions paramétriques linéaires. La illustre des profils de vitesse V mesurés MES et prédites PRED (au moyen du modèle obtenu à l’étape 2) en km/h en fonction de la distance D en m par rapport à une extrémité du brin routier. On remarque pour cet exemple, que les profils de vitesse prédits ont une allure similaire aux profils de vitesse mesurés, en ayant toutefois des formes très linéaires, qui ne permettent pas de reproduire les niveaux d’accélération des vitesses mesurées.
Ainsi, dans un exemple non limitatif, si la portée d’émission-réception p0 est de 15 mètres et la vitesse théorique maximum v0 de l’utilisateur porteur de la clef est de 2mètres/secondes, alors la période de diffusion 1/f1 sera sensiblement inférieure à 7.5 secondes.
On notera que si la fréquence de diffusion f1 est égale à la fréquence de diffusion optimum f0, on arrive au cas limite où le déverrouillage du véhicule automobile 2 se fait lorsque l’utilisateur se trouve au ras dudit véhicule automobile 2. Il vaut ainsi mieux augmenter un peu la fréquence de diffusion f1 (et donc diminuer la période de diffusion 1/f1) pour ne pas être dans ce cas limite.
On notera qu’il faut également tenir compte du ratio de scrutation r0=20% contre 80% dans l’exemple non limitatif pris. Ainsi, dans un mode de réalisation non limitatif, on augmente la fréquence de diffusion f1 de l’inverse du ratio de scrutation r0, à savoir de l’inverse de 20% dans l’exemple non limitatif pris, pour tenir compte de ce ratio de scrutation r0. On multiplie ainsi la fréquence f1 par 5. Ainsi, au total, dans un mode de réalisation non limitatif, on augmente de 10% la fréquence de diffusion f1 puis on la multiplie par 5. Cela revient à diminuer la période de diffusion 1/f1 de 10% et à la diviser par 5.
On notera que la clef 3 passe d’un mode actif à un mode veille et vice et versa. Ainsi, quand elle n’émet pas de trames de diffusion Adv, la clef 3 se rendort : elle se met en mode veille. Elle se réveille pour émettre une trame de diffusion Adv.