FR3065933A1 - Systeme de positionnement d’un vehicule autonome sur une voie de circulation - Google Patents

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Abstract

L'invention a pour objet un procédé de conduite autonome d'un véhicule automobile sur la voie de circulation. Le véhicule est initialement maintenu sur une position centrée de la voie. Le procédé décrit les étapes (2, 3, 4) de changement de la consigne de position latérale centrée vers une consigne de position décentrée, sous la condition d'exercice d'un couple par le conducteur (2). La condition de couple inclut des seuils de couple et de temps. Une interface de communication homme-machine permet d'alerter le conducteur de ces étapes de changement de consigne de position. Le procédé comprend en outre une étape de reprise en main (5) de la conduite si le couple est exercé au-delà d'une certaine durée.

Description

Titulaire(s) : PEUGEOT CITROËN AUTOMOBILES SA Société anonyme.
O Demande(s) d’extension :
® Mandataire(s) : PEUGEOT CITROËN AUTOMOBILES SA Société anonyme.
(54) SYSTEME DE POSITIONNEMENT D'UN VEHICULE AUTONOME SUR UNE VOIE DE CIRCULATION.
FR 3 065 933 - A1 (57) L'invention a pour objet un procédé de conduite autonome d'un véhicule automobile sur la voie de circulation. Le véhicule est initialement maintenu sur une position centrée de la voie. Le procédé décrit les étapes (2, 3, 4) de changement de la consigne de position latérale centrée vers une consigne de position décentrée, sous la condition d'exercice d'un couple par le conducteur (2).
La condition de couple inclut des seuils de couple et de temps. Une interface de communication homme-machine permet d'alerter le conducteur de ces étapes de changement de consigne de position. Le procédé comprend en outre une étape de reprise en main (5) de la conduite si le couple est exercé au-delà d'une certaine durée.
Figure FR3065933A1_D0001
Figure FR3065933A1_D0002
SYSTEME DE POSITIONNEMENT D’UN VEHICULE AUTONOME SUR UNE VOIE
DE CIRCULATION
L’invention a trait au domaine de la conduite autonome d’un véhicule automobile sur une voie de circulation, plus particulièrement aux procédés de commande autonome des dynamiques latérales d’un véhicule automobile.
Le document de brevet publié US 5 765 116 divulgue un système d’assistance du conducteur d’un véhicule autonome. Un système de capteurs associé à un processeur permet de déterminer la position du véhicule par rapport aux lignes de marquage de la voie de circulation. Le système d’assistance comprend également un moteur électrique destiné à appliquer un couple sur le mécanisme de direction, que ce soit pour assister ou s’opposer au couple exercé par le conducteur sur le volant.
Ce document de l’état de l’art est intéressant en ce qu’il propose un système d’assistance permettant de maintenir le véhicule à une certaine distance de sécurité par rapport aux lignes de marquage de la voie. Cependant, ce système ne permet pas de programmer un repositionnement latéral du véhicule sur la voie de circulation, tout en maintenant le mode de conduite autonome.
Dans le cadre d’une conduite automatisée de niveau 2 OICA (acronyme de « Organisation Internationale des Constructeurs Automobiles »), le conducteur peut déléguer tout ou partie des tâches opérationnelles de conduite aux commandes autonomes du véhicule, telles que l'accélération, le freinage ou la manipulation du volant. Toutefois, il n’est pas prévu de délai pour signaler au conducteur le moment où le véhicule cesse de commander la direction de façon autonome. Le conducteur reste donc responsable de la conduite.
Dans le cadre d’une conduite automatisée de niveau 3 OICA, le conducteur n’effectue plus les tâches opérationnelles, mais seulement celles de niveau tactique, telles que le changement de vitesse, le dépassement d’un autre véhicule, ou encore le positionnement sur la voie. Le conducteur est autorisé à ne pas tenir le volant pour réaliser d’autres tâches en parallèle. Si cela est nécessaire ou si le conducteur le souhaite, il dispose d’un certain délai pour reprendre en main la direction du véhicule. Ce processus, appelé « Give Back >> et signifiant « Reprise en mains », est signalé par une alerte. Une part de la responsabilité de la conduite incombe au dispositif de conduite autonome.
La conduite en mode autonome implique un positionnement du véhicule au centre de la voie. Si le conducteur souhaite se positionner sur un côté de la voie, par confort lors d’un dépassement d’un autre véhicule ou par préférence personnelle, il exerce un léger couple sur le volant pour se décaler. Le mode de conduite autonome reste activé. Si le couple exercé est supérieur à une certaine limite, le mode de conduite autonome est désactivé.
Cela a pour inconvénient la nécessité pour le conducteur de maintenir ses mains sur le volant et d’exercer continûment un léger couple s’il souhaite rester décalé par rapport au centre de la voie de façon permanente, sans désactiver le mode autonome. Autrement, s’il exerce un couple supérieur à un certain seuil, le mode de conduite autonome est désactivé, et le conducteur doit reprendre les commandes du véhicule. En conséquence, il n’est pas possible de bénéficier de la conduite autonome en cas de repositionnement long du véhicule sur la voie.
L’invention a pour objectif de pallier au moins un inconvénient de l’état de la technique susmentionné. Plus particulièrement, l’invention a pour objectif de proposer un procédé de conduite autonome d’un véhicule automobile qui permette de plus facilement rouler en position décentrée sur une voie de circulation.
L’invention a pour objet un procédé de conduite autonome d’un véhicule automobile sur une voie de circulation, comprenant l’étape suivante : commande de la direction du véhicule de manière à maintenir ledit véhicule suivant une consigne de position centrale sur la voie de circulation ; remarquable en ce qu’il comprend, en outre, l’étape suivante : commande de la direction du véhicule de manière à maintenir ledit véhicule suivant une consigne de position décentrée sur la voie de circulation, à la condition qu’un couple soit exercé par le conducteur sur le volant de manière à déplacer le véhicule depuis une position centrale vers ladite position.
Par position centrale sur la voie on entend une position neutre ou de référence, proche d’une position parfaitement centrale, et conférant suffisamment de place que pour permettre un décalage latéral du véhicule dans au moins une direction.
Selon un mode avantageux de l’invention, la condition du couple comprend l’exercice dudit couple durant une période supérieure ou égale à une valeur t2.
Selon un mode avantageux de l’invention, la valeur t2 est comprise entre 3 et 5 secondes, préférentiellement entre 3,5 et 4,5 secondes. Elle est avantageusement de l’ordre de 4 secondes.
Selon un mode avantageux de l’invention, la condition du couple comprend l’exercice dudit couple durant une période inférieure ou égale à une valeur t3.
Selon un mode avantageux de l’invention, la valeur t3 est comprise entre 5 et 7 secondes, préférentiellement entre 5,5 et 6,5 secondes. Elle est avantageusement de l’ordre de 6 secondes.
Selon un mode avantageux de l’invention, le procédé comprend, en outre, l’étape de désactivation de la direction du véhicule lorsque le couple exercé par le conducteur sur le volant de manière à déplacer le véhicule vers ladite position est maintenu durant une période supérieure ou égale à la valeur t3.
Selon un mode avantageux de l’invention, ledit procédé comprend, en outre, l’étape d’émission d’un signal au conducteur lorsque le couple exercé par le conducteur sur le volant de manière à déplacer le véhicule vers la position décentrée est maintenu durant une période supérieure ou égale à une valeur ti, ledit signal exprimant un passage en cours de la commande de la direction du véhicule suivant la consigne de position centrale à la commande de la direction du véhicule suivant la consigne de position décentrée.
Selon un mode avantageux de l’invention, lorsque le couple exercé par le conducteur sur le volant de manière à déplacer le véhicule vers la position latérale décentrée est durant une période inférieure à la valeur ti, le véhicule entame un retour et une stabilisation autour de la position centrale.
Selon un mode avantageux de l’invention, la valeur ti est inférieure à la valeur t2.
Avantageusement, la valeur ti est comprise entre 1 et 3 secondes, préférentiellement entre 1,5 et 2,5 secondes. Elle est avantageusement de l’ordre de secondes.
Selon un mode avantageux de l’invention, le signal émis au conducteur est un signal visuel exprimant le côté latéral du décentrement et/ou le caractère imminent d’un changement de consigne de position, par un effet de clignotement et/ou au moyen d’un curseur.
L’invention a également pour objet un véhicule automobile comprenant une direction à commande électrique, un système de conduite autonome avec une interface homme-machine et un calculateur relié à ladite interface et à ladite direction, remarquable en ce que le calculateur est configuré pour exécuter le procédé décrit précédemment selon l’invention.
Les mesures de l’invention sont intéressantes en ce qu’elles permettent de continuer de bénéficier du mode de conduite autonome sur une position latérale différente de celle réglée par défaut dans le système qui correspond généralement à une position latérale centrale de la voie de circulation.
Cette caractéristique permet donc une conduite adaptée à différentes situations, notamment lorsque le conducteur souhaite se décaler en cas de manoeuvre de dépassement longue ou de préférence personnelle de conduite. La logique temporelle du procédé permet de proposer au conducteur de verrouiller la nouvelle position du véhicule, tout en laissant la possibilité de désactiver le mode de conduite autonome et de reprendre le contrôle de la conduite.
Le procédé prévoit également des alertes envoyées au conducteur afin de communiquer les différentes étapes du procédé et de signaler de façon optionnelle le changement imminent de la commande de la direction.
Ce procédé peut être implémenté dans le cadre d’une conduite autonome de niveaux 2 et 3 selon la réglementation OICA.
D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l’aide de la description et des dessins parmi lesquels :
- La figure 1 illustre le positionnement du véhicule sur la voie de circulation ;
- La figure 2 est un diagramme représentant les différentes étapes du procédé ;
- La figure 3 est une vue de l’interface de communication selon une version ;
- La figure 4 est une vue de l’interface de communication selon une autre version ;
- La figure 5 représente la logique fonctionnelle de la phase de reprise en main.
La figure 1 illustre le positionnement du véhicule 10 sur la voie. Les commandes autonomes du véhicule agissent de façon à stabiliser le véhicule au centre de la voie. Le véhicule peut toutefois être décalé suite à l’application sur le volant d’un couple supérieur à un certain seuil. La position du véhicule doit toutefois rester dans une bande de sécurité, dont les limites sont situées à une distance donnée des bords de la voie de circulation. Cette distance est préférentiellement comprise entre 70 et 80cm.
La figure 2 est un diagramme représentant les étapes du procédé de l’invention ainsi que leur logique temporelle. Lorsque le conducteur applique sur le volant un couple dépassant un seuil prédéfini, le véhicule 10 entre en mouvement et est décalé de sa position courante. Si ce couple est appliqué durant une période inférieure à une valeur ti, il s’agit d’un décalage ponctuel, suivi d’un retour vers le centre de la voie, sous les commandes autonomes du véhicule 10. Cette étape est désignée sous le nom de « override ponctuel >> 2, le terme « override >> signifiant que le pilotage du véhicule par le conducteur est temporairement prioritaire par rapport au pilotage autonome.
Si ce couple est maintenu durant une période supérieure à ti, le conducteur est alerté d’un changement imminent de la consigne d’une position latérale centrée vers une position latérale décentrée. Cette étape est désignée sous le nom de « état transitoire >> 3. Dans un mode de mise en oeuvre préféré de l’invention, ti est égale à 2 secondes.
Lorsque le temps d’action des mains au volant est supérieur à une durée t2, égale à 4 secondes dans un mode de mise en oeuvre préféré de l’invention, le verrouillage 4 de la position courante du véhicule est activé. La commande de direction latérale agit selon une consigne de position latérale décentrée. Ce verrouillage de la nouvelle position est exprimé sur l’interface de communication homme-machine (IHM).
En revanche, si le couple est maintenu au-delà d’une durée t3, égale à 6 secondes dans un mode de mise en oeuvre préféré de l’invention, le mode de conduite autonome est désactivé, et une phase de reprise en main 5 est lancée. Le conducteur reprend la commande manuelle des fonctions de direction du véhicule à la fin de cette phase de reprise 5.
La figure 3 est une vue de l’interface de communication homme-machine (IHM) selon une version de « jauge en chargement >> ou encore de curseur. Cette jauge est représentée par trois barres de dimensions égales, disposées horizontalement en bas de l’écran. Le véhicule est initialement positionné au centre de la voie 1 et est sous le contrôle de commandes autonomes. Cet état 1 est exprimé par un signal visuel sur l’interface, qui correspond ici à une barre centrale entièrement remplie.
Lorsque le couple exercé au volant est supérieur à un seuil de couple, la barre centrale, précédemment remplie, est « déchargée >>. Son état est semblable au reste des barres de la jauge. Cette représentation visuelle matérialise le fait que le véhicule est écarté de sa position centrale, et qu’il effectue une manoeuvre de dépassement temporaire, dite « override ponctuel >> 2.
Lorsque le véhicule entre en état transitoire 3 suite à lOverride ponctuel, l’interface signale le changement imminent de la consigne de position latérale. Ce message est visuellement illustré par une barre latérale qui se remplit progressivement entre 2 et 4s (en l’occurrence à moitié remplie), du côté de la voie où le véhicule est décalé.
Le changement définitif de la consigne de position latérale 4 est illustré par le chargement complet de la barre correspondant à la position réelle du véhicule par rapport au centre de la voie. La conduite autonome opère selon cette nouvelle position verrouillée.
La figure 4 est une vue de l’interface de communication homme-machine selon une version de « véhicule fantôme >>. Pour une sécurité maximale, le conducteur supervise le système de façon continue grâce à une interface de communication interactive : le tableau de bord permet d’afficher des informations issues des capteurs externes, facilitant la prise de décision. L’interface homme-machine permet de communiquer au conducteur différentes alertes graduées, liées aux transitions du système de conduite autonome ainsi qu’à l’environnement externe de conduite, pour garantir sa réactivité et programmer une intervention manuelle si nécessaire.
A l’état initial 1, le véhicule est représenté au centre de la voie. Les bords de celle-ci sont illustrés par des bandes latérales.
Lorsqu’une manoeuvre dOverride ponctuel 2 est effectuée, l’image initiale du véhicule est décalée sur la voie dans le sens du déplacement réel du véhicule, résultant du couple exercé sur le volant et dépassant une valeur seuil. Une image transparente et semblable au véhicule apparaît simultanément, à l’endroit où le véhicule se situait avant le début de la manoeuvre dOverride ponctuel. Cette image est dite « image fantôme », et est fixe. Elle est susceptible de disparaître si le conducteur cesse d’exercer le couple selon les conditions prévues par le procédé (figure 2) et que le véhicule se stabilise autour de sa position centrale initiale.
Lorsque le véhicule entre en état transitoire 3, l’interface signale le changement imminent de la consigne de position latérale, par le clignotement de l’image fantôme, le véhicule étant toujours représenté par une image opaque et fixe. Ce message visuel prépare sa disparition de l’écran, et correspond à la transition de la valeur de consigne d’une position centrale à une position décentrée.
Lorsque le changement de consigne est réalisé 4, l’image fantôme disparaît, et le véhicule est représenté par une image opaque, sa localisation sur l’écran correspondant à la position réelle du véhicule par rapport au centre de la voie. La conduite autonome opère selon cette nouvelle position verrouillée.
La figure 5 représente la logique fonctionnelle de la phase de reprise en main, selon un mode de mise en oeuvre compatible avec le procédé de l’invention. Tant que la manoeuvre sur le volant ne dépasse pas une période t3 (2, 3, 4), l’interface signale visuellement au conducteur que la conduite autonome est activée par un message écrit « You are on control » signifiant « Vous êtes aux commandes ». Lorsque la manœuvre sur le volant dure au-delà d’une période t3, une phase de reprise en main 5 est lancée, et est signalée par un mécanisme d’alerte sur l’interface, sous forme d’un compte à rebours et d’un message écrit « Take control >> signifiant « Prenez les commandes >>. Ce mode de mise en œuvre est possible grâce à la compatibilité des logiques temporelles de chacune des phases d’override et de reprise en main. Ainsi, un besoin d’override long, lié par exemple à un flux de motos entre deux voies, n’est pas immédiatement interprété comme une demande de reprise en main. Le procédé de l’invention peut donc être implémenté dans le cadre du niveau 3 de la réglementation OICA.

Claims (10)

  1. Revendications
    1. Procédé de conduite autonome d’un véhicule automobile (10) sur une voie de circulation, comprenant l’étape suivante :
    - commande (1) de la direction du véhicule de manière à maintenir ledit véhicule suivant une consigne de position centrale sur la voie de circulation ;
    caractérisé en ce que le procédé comprend, en outre, l’étape suivante :
    - commande (4) de la direction du véhicule de manière à maintenir ledit véhicule suivant une consigne de position décentrée sur la voie de circulation, à la condition qu’un couple soit exercé par le conducteur sur le volant de manière à déplacer (2) le véhicule vers ladite position.
  2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la condition du couple comprend l’exercice dudit couple durant une période supérieure ou égale à une valeur t2.
  3. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la valeur t2 est comprise entre 3 et 5 secondes, préférentiellement entre 3,5 et 4,5 secondes.
  4. 4. Procédé selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la condition du couple comprend l’exercice dudit couple durant une période inférieure ou égale à une valeur t3.
  5. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la valeur t3 est comprise entre 5 et 7 secondes, préférentiellement entre 5,5 et 6,5 secondes.
  6. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit procédé comprend, en outre, l’étape (5) suivante :
    - désactivation de la direction du véhicule lorsque le couple exercé par le conducteur sur le volant de manière à déplacer le véhicule vers ladite position est maintenu durant une période supérieure ou égale à la valeur Î3-
  7. 7. Procédé selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ledit procédé comprend, en outre, l’étape (3) suivante :
    - émission d’un signal au conducteur lorsque le couple exercé par le conducteur sur le volant de manière à déplacer le véhicule vers la position décentrée est maintenu durant une période supérieure ou égale à une valeur ti, ledit signal exprimant un passage en cours de la commande de la direction du véhicule suivant la consigne de position centrale à la commande de la direction du véhicule suivant la consigne de position décentrée.
  8. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la valeur ti est comprise entre 1 et 3 secondes, préférentiellement entre 1,5 et 2,5 secondes.
  9. 9. Procédé selon l'une des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que le signal émis au conducteur est un signal visuel exprimant le côté latéral du décentrement et/ou le caractère imminent d’un changement de consigne de position, par un effet de clignotement et/ou au moyen d’un curseur.
  10. 10. Véhicule automobile (1) comprenant une direction à commande électrique, un système de conduite autonome avec une interface homme-machine et un calculateur relié à ladite interface et à ladite direction, caractérisé en ce que le calculateur est configuré pour exécuter le procédé selon l’une des revendications 1 à 9.
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