FR3140701A1 - Méthodes et systèmes de conduite à l’approche d’un passage piéton - Google Patents

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Imane MAHTOUT
Clement Perrais
Thomas Grau
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Abstract

Système (2) de conduite d'un véhicule (1) comprenant- un premier moyen (3) de détection pour détecter un passage piéton (11);- un deuxième moyen (4) de détection pour détecter un piéton (6);- un calculateur (5) configuré pourestimer un temps d'entrée du véhicule dans une zone (12) de passage piéton et un temps de sortie du véhicule (1) de cette zone (12) de passage piéton ;- estimer une première position du piéton au temps d'entrée du véhicule dans la zone de passage piéton et une deuxième position du piéton au temps de sortie du véhicule de la zone de passage piéton ;- générer, lorsque la première position est dans la zone (12) de passage piéton et la deuxième position est en dehors de la zone (12) de passage piéton, une commande de décélération du véhicule (1) en amont du passage piéton (11). Figure pour l’abrégé : Fig.1

Description

Méthodes et systèmes de conduite à l’approche d’un passage piéton
La présente invention a trait aux méthodes et systèmes de contrôle de l'allure d'un véhicule automobile à l'approche d'un passage piéton.
Une des principales difficultés de la conception des algorithmes de conduite autonome en environnement urbain est de prévoir un comportement du véhicule automobile à l'égard des piétons le plus proche de celui d'une conduite manuelle. On entend ici par piéton toute personne ou usager de la route susceptible de traverser un passage piéton. Un piéton peut être une personne se déplaçant à pied ou à bord d'un véhicule sans habitacle (par exemple, une monoroue, une trottinette, une planche à roulettes, un gyropode, des patins à roulettes ou un fauteuil roulant).
Un inconvénient des solutions existantes est qu'à la détection d'un piéton à l'approche du véhicule automobile d'un passage piéton, il est quasi-systématiquement requis l'arrêt du véhicule automobile indépendamment du comportement du piéton. Il en résulte un même comportement du véhicule automobile le plus souvent inapproprié aux situations rencontrées, y compris notamment les fausses détections (faux positif: freinage jusqu'à arrêt sans cible) ou l'absence de détections du piéton (faux négatif: absence de freinage sur cible). Des arrêts ou des ralentissements injustifiés du véhicule automobile peuvent causer une gêne ou un danger.
Un objet de la présente invention est d'améliorer le comportement d'un véhicule automobile en conduite autonome ou semi-autonome à l'approche d'un passage piéton pour une meilleure expérience des passagers et une meilleure protection des piétons.
A cet effet, il est proposé, en premier lieu, un système de conduite d'un véhicule automobile apte à circuler sur une voie de circulation, ce système comprenant
- un premier moyen de détection apte à détecter un passage piéton traversant la voie de circulation devant le véhicule automobile;
- un deuxième moyen de détection apte à détecter un piéton présent dans une zone de surveillance située devant le véhicule automobile ;
- un calculateur configuré pour
estimer un temps d'entrée du véhicule automobile dans une zone de passage piéton intégrant le passage piéton détecté et un temps de sortie du véhicule automobile de cette zone de passage piéton ;
estimer une première position du piéton détecté au temps d'entrée du véhicule automobile dans la zone de passage piéton et une deuxième position du piéton détecté au temps de sortie du véhicule automobile de la zone de passage piéton ;
- générer, lorsque la première position et la deuxième position estimées sont dans la zone de passage piéton, une commande d'arrêt du véhicule automobile à une distance prédéfinie en amont du passage piéton ;
- générer, lorsque la première position est dans la zone de passage piéton et la deuxième position est en dehors de la zone de passage piéton, une commande de décélération du véhicule automobile en amont du passage piéton.
Diverses caractéristiques supplémentaires peuvent être prévues, seules ou en combinaison :
- le calculateur est, en outre, configuré pour générer, lorsque la première position et la deuxième position sont en dehors de la zone de passage piéton, une commande de maintien de la vitesse du véhicule automobile ;
- la zone de passage piéton comprend une zone de sécurité située sur la voie de circulation en amont du passage piéton par rapport au sens de déplacement du véhicule automobile ;
- la zone de passage piéton comprend au moins une zone d'attente de piétons située sur un trottoir devant ledit passage piéton.
Il est proposé, en deuxième lieu, une méthode de conduite d'un véhicule automobile apte à circuler sur une voie de circulation, cette méthode comprenant les étapes suivantes
- détection d'un passage piéton traversant la voie de circulation devant le véhicule automobile;
- détection d'un piéton présent dans une zone de surveillance située devant le véhicule automobile ;
- estimation d'un temps d'entrée du véhicule automobile dans une zone de passage piéton intégrant le passage piéton détecté et d'un temps de sortie du véhicule automobile de cette zone de passage piéton ;
- estimation d'une première position du piéton détecté au temps d'entrée du véhicule dans la zone de passage piéton et d'une deuxième position du piéton détecté au temps de sortie du véhicule automobile de la zone de passage piéton ;
- génération, lorsque la première position et la deuxième position estimées sont dans la zone de passage piéton, une commande d'arrêt du véhicule automobile à une distance prédéfinie en amont du passage piéton ;
- génération, lorsque la première position est dans la zone de passage piéton et la deuxième position est en dehors de la zone de passage piéton, d'une commande de décélération du véhicule automobile en amont du passage piéton.
Diverses caractéristiques supplémentaires peuvent être prévues, seules ou en combinaison :
- la méthode présentée ci-dessus comprend, en outre, une étape de génération, lorsque la première position et la deuxième position sont en dehors de la zone de passage piéton, d'une commande de maintien de la vitesse du véhicule automobile ;
- la zone de passage piéton comprend une zone de sécurité située sur la voie de circulation en amont du passage piéton par rapport au sens de déplacement du véhicule automobile ;
- la zone de passage piéton comprend au moins une zone d'attente de piétons située sur un trottoir devant ledit passage piéton.
Il est proposé, en troisième lieu, un véhicule automobile comprenant le système de conduite présenté ci-dessus.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement et de manière concrète à la lecture de la description ci-après de modes de réalisation, laquelle est faite en référence aux dessins annexés dans lesquels :
la figure illustre schématiquement un système pour la perception de l'environnement et la commande d'un véhicule automobile selon divers modes de réalisation ;
la figure illustre schématiquement des étapes d'une méthode de perception de l'environnement et de commande d'un véhicule automobile selon divers modes de réalisation.
En se référant à la , il est affiché un véhicule1automobile intégrant un système2de conduite apte à assister la conduite de ce véhicule1automobile. Cette assistance peut consister à diriger partiellement ou totalement le véhicule1automobile en apportant tout type d'aide à une personne physique conduisant ce véhicule1automobile ou en agissant directement sur des organes de contrôle de la direction, de l'accélération et/ou du freinage du véhicule1automobile.
Le système2de conduite comprend un premier moyen3de détection apte à détecter (étape21sur la ) un passage piéton11traversant la voie10de circulation devant le véhicule1automobile. Dans un mode de réalisation, ce premier moyen3de détection comprend un capteur d'image (notamment, une caméra) frontal apte à acquérir des images de la route à l'avant du véhicule1automobile et un module de traitement d'images apte à détecter dans les images acquises un motif représentatif d'un passage piéton11, notamment sous la forme d'un marquage au sol prédéfini ou d'un panneau de signalisation annonçant la présence d'un passage piéton11.
Le premier moyen3de détection comprend, dans un autre mode de réalisation, un dispositif de navigation pourvu d'une base de données contenant des données de position (ou des coordonnées de géolocalisation) de passages piétons11et/ou de panneaux de signalisation signalant la présence de passages piétons de sorte à pouvoir détecter l'approche du véhicule1automobile du passage piéton11sur sa voie10de circulation.
Dans un autre mode de réalisation, le premier moyen3de détection comprend un module de communication véhiculaire (de type véhicule-avec-tout plus connu sous le nom anglais « Vehicle-to-Everything », Véhicule-à-Véhicule, Infrastructure-à-Véhicule, Véhicule-à-Dispositif, Véhicule-à-Infrastructure, ou Véhicule-à-Réseau par exemple) apte à recevoir des informations signalant la présence du passage piéton11sur le trajet du véhicule1automobile.
Le système2de conduite du véhicule1automobile comprend, en outre, un deuxième moyen4de détection apte à détecter (étape22sur la ) un piéton6présent dans une zone7de surveillance située devant le véhicule1automobile. La détection d'un piéton6est, dans un mode de réalisation, basée sur des techniques de reconnaissance de formes définies par des descripteurs (allure générale d'un piéton) et/ou des méthodes de classification basées sur des techniques d'apprentissage automatique (plus connues sous les noms anglais de « machine learning » ou « deep learning »). La zone7de surveillance couvre au moins partiellement un trottoir ou deux trottoirs de part et d'autre de la voie10de circulation du véhicule1automobile.
Dans un mode de réalisation, le deuxième moyen4de détection comprend un ou plusieurs capteurs d'images (notamment, des caméras dans le domaine visible et/ou infrarouge.) frontaux dont la combinaison des champs de vision couvre la zone7de surveillance devant le véhicule1automobile. Pour couvrir une zone7de surveillance plus large, une caméra frontale en combinaison avec des caméras disposées aux coins avant du véhicule1automobile peuvent être envisagés. Dans un mode de réalisation, le deuxième moyen4de détection est le même que le premier moyen3de détection. En variante ou en combinaison, le deuxième moyen4de détection comprend un radar ou un lidar configuré pour détecter un obstacle de type piéton et en déterminer la vitesse et/ou la direction de déplacement.
A la détection d'un passage piéton11et d'un piéton6, un calculateur5du système2de conduite est configuré pour estimer (étape23sur la )
- le temps d'entrée du véhicule1automobile dans une zone12de passage piéton intégrant le passage piéton11détecté et le temps de sortie du véhicule1automobile de cette zone12de passage piéton11(autrement dit, les moments auxquels le véhicule1automobile rentre et ressort de la zone12de passage piéton);
- la position (ou une localisation) du piéton6détecté au temps d'entrée du véhicule dans la zone12de passage piéton et la position de ce piéton6au temps de sortie du véhicule1automobile de la zone12de passage piéton.
La zone12de passage piéton est une zone de pertinence autour du passage piéton11positionnée de façon prédéfinie par rapport à celui-ci. Outre le passage piéton11, la zone12de passage piéton comprend, de préférence, au moins une zone d'attente de piétons (une zone tampon de sécurité) située sur un trottoir devant le passage piéton11. La zone12de passage piéton peut comprendre deux zones d'attente de piétons situées aux extrémités opposées du passage piéton11. Dans un autre mode de réalisation, la zone12de passage piéton comprend une zone de sécurité située sur la voie10de circulation en amont du passage piéton11par rapport au sens de déplacement du véhicule1automobile. Cette zone de sécurité constitue une zone d'arrêt ou de freinage du véhicule1automobile en amont du passage piéton11. L'étendue de la zone de sécurité est, dans un mode de réalisation, associée à une limitation de vitesse applicable au niveau du passage piéton11ou à la vitesse actuelle du véhicule1automobile.
Une estimation du temps d'entrée et/ou de sortie du véhicule1automobile dans/de la zone12de passage de piéton peut être obtenue en utilisant l'accélération actuelle du véhicule1automobile, la vitesse actuelle du véhicule1automobile et la distance séparant le véhicule1automobile du début et de la fin de la zone12de passage piéton.
Une estimation de la position du piéton6aux moments d'entrée et de sortie du véhicule1automobile dans/de la zone12de passage piéton peut être obtenue en utilisant une vitesse moyenne de déplacement du piéton6et une direction de déplacement de ce piéton6, lesquelles peuvent être estimées à partir d'une pluralité d'observations successives du piéton6. Dans un mode de réalisation, le calculateur5suit la cinématique ou l'évolution des localisations du piéton6dans la zone7de surveillance.
Le calculateur5est, en outre, configuré pour vérifier (étape24sur la ) la position du piéton6par rapport à la zone12de passage piéton au temps d'entrée du véhicule1automobile dans la zone12de passage piéton et/ou au temps de sortie du véhicule1automobile de la zone12de passage piéton et génère (étape25sur la ), en conséquence, la commande appropriée. Cette commande peut être notifiée au conducteur et/ou soumise à un actionneur agencé pour mettre en œuvre cette commande.
Le calculateur5génère, lorsque la position estimée du piéton6est dans la zone12de passage piéton au temps d'entrée du véhicule1automobile dans la zone12de passage piéton et au temps de sortie du véhicule1automobile de la zone12de passage piéton, une commande d'arrêt (ou une commande de freinage jusqu’à arrêt) du véhicule1automobile à une distance prédéfinie en amont du passage piéton11. Cette commande vise à éviter une collision probable entre le véhicule1automobile et le piéton6. Une telle commande permet, avantageusement, d'anticiper l'arrêt du véhicule1automobile en amont du passage piéton11pour permettre le passage du piéton6détecté en dehors de la zone12de passage piéton.
Le calculateur5génère, lorsque la position estimée du piéton6est dans la zone12de passage piéton au temps d'entrée du véhicule1automobile dans la zone12de passage piéton et en dehors de la zone12de passage piéton au temps de sortie du véhicule1automobile de la zone12de passage piéton, une commande de décélération du véhicule1automobile en amont du passage piéton. Une telle déclaration (sans avoir à marquer complètement l’arrêt) permet au piéton6de franchir le passage piéton11avant que le véhicule1automobile ne soit sur le passage piéton11. Le piéton6peut être dans la zone12de passage piéton au moment de sa détection et en sortir avant que le véhicule1automobile n'y rentre.
Le calculateur5génère, lorsque la position estimée du piéton6est en dehors de la zone12de passage piéton au temps d'entrée du véhicule1automobile dans la zone12de passage piéton et au temps de sortie du véhicule1automobile de la zone12de passage piéton, une commande de maintien de la vitesse du véhicule1automobile (évitant, notamment, toute accélération). En l’absence de risque de collision entre le véhicule1automobile et le piéton6(par exemple, un piéton6s'éloignant du passage piéton11ou immobile en dehors de la zone12de passage piéton), aucune décélération n’est demandée par le calculateur5, les positions estimées du piéton6n'étant pas prises en compte pour adapter le comportement du véhicule1automobile. Dans ce cas, le véhicule1automobile peut s'engager sur le passage piéton11sans déceler ou marquer l'arrêt, évitant ainsi des éventuels freinages intempestifs.
Dans un mode de réalisation, le calculateur5est configuré pour générer, lorsque la position estimée du piéton6est en dehors de la zone12de passage piéton au temps d'entrée du véhicule1automobile dans la zone12de passage piéton et dans la zone12de passage piéton au temps de sortie du véhicule1automobile de la zone12de passage piéton, une commande de maintien de la vitesse du véhicule1automobile. Cela peut être le cas d’un piéton6envisageant de traverser la route après le passage du véhicule1automobile.
Dans le cas d'un comportement indéfini d'un piéton6(par exemple, une estimation impossible ou incohérente des positions du piéton6), le calculateur5est configuré pour générer une alerte à destination du conducteur pour susciter sa vigilance et/ou une commande de décélération.
Dès la détection d'un passage piéton11sur le trajet du véhicule1automobile, le calculateur5estime, tel que présenté ci-dessus, les positions de chaque piéton6détecté dans la zone7de surveillance. Le véhicule1automobile marque l'arrêt en amont du passage piéton11ou décélère dès que, respectivement, au moins une commande d'arrêt ou de décélération est générée par le calculateur5en lien avec l'un quelconque des piétons détectés.
Avantageusement, les modes de réalisation décrits ci-dessus permettent
- de mieux adapter le comportement du véhicule1automobile à l'égard du comportement des piétons6dans des situations de vie réelle;
- d'éviter, d'une part, des décélérations inutiles (piéton6immobile n'ayant pas l'intention de traverser) et, d'autre part, tout risque de collision (piéton6traversant ou s'apprêtant à traverser devant le véhicule1automobile). Il en résulte une meilleure expérience utilisateur pour le conducteur, tout en étant sécuritaire pour les piétons.

Claims (9)

  1. Système (2) de conduite d'un véhicule (1) automobile apte à circuler sur une voie (10) de circulation, ce système (2) comprenant
    - un premier moyen (3) de détection apte à détecter un passage piéton (11) traversant la voie (10) de circulation devant le véhicule (1) automobile;
    - un deuxième moyen (4) de détection apte à détecter un piéton (6) présent dans une zone (7) de surveillance située devant le véhicule (1) automobile ;
    - un calculateur (5) configuré pour
    estimer un temps d'entrée du véhicule (1) automobile dans une zone (12) de passage piéton intégrant le passage piéton (11) détecté et un temps de sortie du véhicule (1) automobile de cette zone (12) de passage piéton (11) ;
    estimer une première position du piéton (6) détecté au temps d'entrée du véhicule (1) automobile dans la zone (12) de passage piéton et une deuxième position du piéton (6) détecté au temps de sortie du véhicule (1) automobile de la zone (12) de passage piéton ;
    - générer, lorsque la première position et la deuxième position estimées sont dans la zone (12) de passage piéton, une commande d'arrêt du véhicule (1) automobile à une distance prédéfinie en amont du passage piéton (11) ;
    - générer, lorsque la première position est dans la zone (12) de passage piéton et la deuxième position est en dehors de la zone (12) de passage piéton, une commande de décélération du véhicule (1) automobile en amont du passage piéton (11).
  2. Système (2) de conduite selon la revendication précédente,caractérisé en ce quele calculateur (5) est, en outre, configuré pour générer, lorsque la première position et la deuxième position sont en dehors de la zone (12) de passage piéton, une commande de maintien de la vitesse du véhicule (1) automobile.
  3. Système (2) de conduite selon la revendication 1 ou 2,caractérisé en ce quela zone (12) de passage piéton comprend une zone de sécurité située sur la voie (10) de circulation en amont du passage piéton (11) par rapport au sens de déplacement du véhicule (1) automobile.
  4. Système (2) de conduite selon l'une quelconque des revendications précédentes,caractérisé en ce quela zone (12) de passage piéton comprend au moins une zone d'attente de piétons située sur un trottoir devant ledit passage piéton (11).
  5. Méthode de conduite d'un véhicule (1) automobile apte à circuler sur une voie (10) de circulation, cette méthode comprenant les étapes suivantes
    - détection (21) d'un passage piéton (11) traversant la voie (10) de circulation devant le véhicule (1) automobile;
    - détection (22) d'un piéton (6) présent dans une zone (7) de surveillance située devant le véhicule (1) automobile ;
    - estimation (23) d'un temps d'entrée du véhicule (1) automobile dans une zone (12) de passage piéton intégrant le passage piéton (11) détecté et d'un temps de sortie du véhicule (1) automobile de cette zone (12) de passage piéton (11) ;
    - estimation (23) d'une première position du piéton (6) détecté au temps d'entrée du véhicule dans la zone (12) de passage piéton et d'une deuxième position du piéton (6) détecté au temps de sortie du véhicule (1) automobile de la zone (12) de passage piéton ;
    - génération (25), lorsque la première position et la deuxième position estimées sont dans la zone (12) de passage piéton, une commande d'arrêt du véhicule (1) automobile à une distance prédéfinie en amont du passage piéton (11) ;
    - génération (25), lorsque la première position est dans la zone (12) de passage piéton et la deuxième position est en dehors de la zone (12) de passage piéton, d'une commande de décélération du véhicule (1) automobile en amont du passage piéton (11).
  6. Méthode de conduite selon la revendication précédente,caractérisé e en cequ’elle comprend, en outre, une étape de génération, lorsque la première position et la deuxième position sont en dehors de la zone (12) de passage piéton, d'une commande de maintien de la vitesse du véhicule (1) automobile.
  7. Méthode de conduite selon la revendication 5 ou 6,caractérisé e en ce quela zone (12) de passage piéton comprend une zone de sécurité située sur la voie (10) de circulation en amont du passage piéton (11) par rapport au sens de déplacement du véhicule (1) automobile.
  8. Méthode de conduite selon l'une quelconque des revendications 5 à 7,caractérisé e en ce quela zone (12) de passage piéton comprend au moins une zone d'attente de piétons située sur un trottoir devant ledit passage piéton (11).
  9. Véhicule (1) automobile comprenant le système (2) de conduite de l'une quelconque des revendications 1 à 4.
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