FR3159680A1 - Dispositif de conduite d’un véhicule circulant dans un tunnel - Google Patents
Dispositif de conduite d’un véhicule circulant dans un tunnelInfo
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Abstract
Dispositif de conduite d’un véhicule circulant dans un tunnel
Dispositif de conduite (2) d’un véhicule (1) circulant dans un tunnel, comportant : - des capteurs (13, 14),
- au moins un boîtier de commande (4), permettant au moins trois modes de conduite : (i) manuel (M), (ii) téléopéré (T),
(iii) automatique (A) limité à des zones d’opération automatique (24), délimitées chacune par au moins une balise de signalisation de début (25) et de fin de zone d’opération automatique (26), au moins un bouton d’activation (9) permettant d’activer une fonction de conduite à distance étant connecté au boîtier de commande, le véhicule étant maintenu dans le mode manuel lorsque la fonction de conduite à distance n’est pas activée,
le mode automatique étant enclenché après validation par un opérateur, lorsque la fonction de conduite à distance est activée et le véhicule dans une zone d’opération automatique et automatiquement désenclenché à la détection d’une balise de signalisation de fin de zone.
Figure pour l’abrégé : Fig. 1
Description
La présente invention concerne un dispositif de conduite d’un véhicule permettant de faire se déplacer un véhicule possédant un système de direction non purement hydraulique dans un tunnel selon plusieurs modes de contrôle différenciés.
Lors du creusement d’un tunnel, et plus généralement lors de travaux réalisés au sein d’un tunnel, une grande quantité de matériels et matériaux doit être déplacée d’une localisation à une autre. Actuellement, des véhicules souterrains, et en particulier des trains conduits par des opérateurs, transportent ces éléments. Néanmoins, ces trajets sont répétitifs et monotones pour les conducteurs.
La demande WO 2020/181396 décrit un système de téléopération de véhicules dans des tunnels en cours de creusement. Ce système repose sur une interface de téléopération par laquelle un opérateur à distance peut appréhender la situation du véhicule et de son environnement grâce à des relevés de mesures effectuées par des capteurs disposés sur le véhicule et émettre des commandes en conséquence. Ce système permet également l’optimisation du trajet suivi par le véhicule. Ce système, comme d’autres systèmes de conduite automatisée en tunnel ne prend pas en compte la présence possible de personnel dans la zone de conduite et les risques associés.
Automatiser au moins en partie les transports au sein d’un tunnel, y compris lorsque des personnels sont susceptibles de s’y trouver, permet d’accroître la sécurité des opérateurs. Par ailleurs, l’automatisation peut permettre d’améliorer la productivité et l’état des véhicules de transport en améliorant la cohérence des opérations mises en œuvre.
Il existe donc un besoin pour faciliter l’automatisation de la circulation de véhicule souterrain dans un tunnel, notamment pour le transport de matériaux ou de personnes.
Il existe en particulier un besoin pour un dispositif de conduite avec des modes de contrôle différenciés permettant d’automatiser la conduite du transport de marchandises ou de personnes lorsque les conditions y sont favorables et de revenir soit à la téléopération soit à la conduite manuelle lorsque ces conditions ne sont plus réunies.
L’invention vise à répondre à ce besoin et elle a ainsi pour objet un dispositif de conduite d’un véhicule circulant dans un tunnel, le véhicule possédant au moins un poste de commande au moins en partie électronique, le dispositif de conduite comportant :
- au moins un boîtier de commande agencé pour être connecté au poste de commande du véhicule et comportant une unité de télécommunications,
- une pluralité de capteurs disposés sur le véhicule et connectés au boîtier de commande,
le boîtier de commande étant configuré pour permettre au moins trois modes de conduite du véhicule, à savoir :
(i) un premier mode manuel dans lequel le véhicule est conduit manuellement par un opérateur installé dans le véhicule, notamment dans une cabine du véhicule,
(ii) un deuxième mode téléopéré dans lequel le véhicule est conduit par un opérateur installé à distance, notamment dans un poste de contrôle situé en surface ou dans le tunnel,
(iii) un troisième mode automatique dans lequel le véhicule est conduit automatiquement sans intervention d’un opérateur, le mode automatique étant limité à une ou plusieurs zones d’opération automatique au sein du tunnel, chaque zone d’opération automatique étant délimitée par au moins une balise de signalisation de début de zone d’opération automatique et au moins une balise de signalisation de fin de zone d’opération automatique, disposées dans le tunnel,
le dispositif de conduite étant configuré pour détecter au moyen des capteurs les balises de signalisation de début et de fin de zone d’opération automatique,
au moins un bouton d’activation permettant d’activer une fonction de conduite à distance étant connecté au boîtier de commande, le véhicule étant maintenu dans le premier mode manuel lorsque la fonction de conduite à distance n’est pas activée,
le troisième mode automatique étant enclenché après validation par un opérateur situé dans le poste de contrôle, lorsque la fonction de conduite à distance est activée et le véhicule dans une zone d’opération automatique, et automatiquement désenclenché à la détection d’une balise de signalisation de fin de zone d’opération automatique ou à la désactivation de la fonction de conduite à distance.
- au moins un boîtier de commande agencé pour être connecté au poste de commande du véhicule et comportant une unité de télécommunications,
- une pluralité de capteurs disposés sur le véhicule et connectés au boîtier de commande,
le boîtier de commande étant configuré pour permettre au moins trois modes de conduite du véhicule, à savoir :
(i) un premier mode manuel dans lequel le véhicule est conduit manuellement par un opérateur installé dans le véhicule, notamment dans une cabine du véhicule,
(ii) un deuxième mode téléopéré dans lequel le véhicule est conduit par un opérateur installé à distance, notamment dans un poste de contrôle situé en surface ou dans le tunnel,
(iii) un troisième mode automatique dans lequel le véhicule est conduit automatiquement sans intervention d’un opérateur, le mode automatique étant limité à une ou plusieurs zones d’opération automatique au sein du tunnel, chaque zone d’opération automatique étant délimitée par au moins une balise de signalisation de début de zone d’opération automatique et au moins une balise de signalisation de fin de zone d’opération automatique, disposées dans le tunnel,
le dispositif de conduite étant configuré pour détecter au moyen des capteurs les balises de signalisation de début et de fin de zone d’opération automatique,
au moins un bouton d’activation permettant d’activer une fonction de conduite à distance étant connecté au boîtier de commande, le véhicule étant maintenu dans le premier mode manuel lorsque la fonction de conduite à distance n’est pas activée,
le troisième mode automatique étant enclenché après validation par un opérateur situé dans le poste de contrôle, lorsque la fonction de conduite à distance est activée et le véhicule dans une zone d’opération automatique, et automatiquement désenclenché à la détection d’une balise de signalisation de fin de zone d’opération automatique ou à la désactivation de la fonction de conduite à distance.
Ce dispositif de conduite permet une conduite en autonomie différenciée du véhicule s’adaptant à son environnement local.
Le boîtier de commande peut avoir un paramètreZbinaire de présence en zone d’opération automatique. Le paramètreZpeut prendre une valeur 0, valeur par défaut, indiquant que le véhicule ne se trouve pas dans une zone d’opération automatique, ou une valeur 1, indiquant que le véhicule se trouve dans une zone d’opération automatique.
La valeur du paramètreZpeut être gardée en mémoire par le boîtier de commande.
Le boîtier de commande peut être configuré pour, à la détection d’une balise de signalisation de début de zone automatique, mettre le paramètre Z à 1.
Le boîtier de commande peut être configuré pour, à la détection d’une balise de signalisation de fin de zone automatique, mettre le paramètre Z à 0.
Le boîtier de commande peut déterminer par la valeur du paramètre Z si le véhicule se trouve ou non dans une zone d’opération automatique.
Le boîtier de commande peut être configuré pour, à la détection d’une balise de signalisation de début de zone automatique, émettre un message d’information requérant la validation par un opérateur situé dans le poste de contrôle, de l’enclenchement du troisième mode automatique.
Le boîtier de commande peut être configuré pour, à la détection d’une balise de signalisation de fin de zone d’opération automatique ou à la désactivation de la fonction de conduite à distance, immobiliser le véhicule, désenclencher le troisième mode automatique et émettre un message d’information.
Par « poste de commande au moins en partie électronique », on entend un poste de commande contrôlant un système de direction électro-hydraulique ou électrique. Le système de direction n’est pas purement hydraulique. Le poste de commande contrôle également d’autres fonctions, comme les fonctions de traction, de freinage ou d’éclairage natives du véhicule par exemple. Le poste de commande peut comprendre une interface électronique facilitant la connexion avec le boîtier de commande.
Le poste de commande peut comprendre une interface utilisateur ou tableau de bord, permettant à un opérateur depuis une cabine du véhicule d’opérer le véhicule.
Le véhicule peut comporter deux postes de commande, situé à deux extrémités du véhicule, de sorte que le véhicule n’ait pas à opérer un demi-tour dans le tunnel. En variante, le véhicule peut ne comporter qu’un poste de commande.
Par « capteur », on entend tout appareil permettant de capter les informations relatives à l’environnement du véhicule, notamment la présence d’objets ou de personnes, et de déceler la présence de balises dans le tunnel. Le capteur peut être choisi parmi : une caméra, un appareil photo, un récepteur, notamment radio, par exemple de type Lora, Wifi, Bluetooth, un microphone, un LiDAR, un GPS, une caméra thermique, un sonar ; cette liste n’étant pas limitative.
Le véhicule est configuré pour circuler dans un tunnel. Le véhicule peut être un véhicule de transport de matériaux, de matériels et/ou de personnes dans un tunnel. Il peut s’agir d’un engin de chantier roulant. Dans un mode de réalisation, le véhicule est un train. Par « train », on entend que le véhicule comporte au moins une voiture conductrice et zéro, une ou plusieurs voitures tractées par la voiture conductrice, les voitures du train étant reliées entre elles à la suite les unes des autres de manière articulée. En variante, il peut s’agir d’un camion. Le véhicule peut être autre qu’une voiture autonome.
Le véhicule peut ne pas être configuré pour circuler sur des rails, mais sur une surface dépourvue de rails, par exemple avec des pneus. En variante, il peut circuler sur rails.
Le tunnel peut être un tunnel destiné à la circulation de personnes et/ou de marchandises, tel que par exemple un tunnel routier, ferroviaire ou de transport public tel que métro ou RER, ou en variante un tunnel minier. Dans un mode de réalisation, le tunnel peut être autre qu’un tunnel minier. Il peut s’agir par exemple d’un tunnel de transport de fluide ou de gaz, comme un émissaire.
Le tunnel peut être en construction, notamment en cours de creusement. Le tunnel peut ne pas être vide. Il peut contenir un ou plusieurs équipements dédiés à la construction du tunnel, notamment un tunnelier, et/ou dédiés à la réalisation de rameaux, et/ou de tous types de travaux au sein du tunnel en construction. Le tunnel peut contenir une ou plusieurs personnes en charge de la réalisation de ces travaux.
Le tunnel peut disposer d’un espace de circulation pour les véhicules, notamment central ou latéral, et d’un ou deux trottoirs latéraux. Le ou les trottoirs latéraux peuvent être séparés de l’espace de circulation des véhicules par une ou des barrières et/ou balustrades. En variante, le tunnel peut ne pas disposer de trottoirs latéraux.
L’espace de circulation pour les véhicules peut présenter une ou plusieurs voies de circulation, notamment deux voies de circulation, une dans chaque sens de circulation. En variante, l’espace de circulation pour les véhicules peut ne présenter qu’une unique voie de circulation. La voie de circulation peut être empruntée dans les deux sens.
Le tunnel peut être parcouru, à pied ou véhiculé, par des personnes, notamment des opérateurs, constructeurs et autres personnes, se déplaçant notamment sur les trottoirs latéraux.
Le tunnel peut disposer d’une ou plusieurs entrées de service. Le chargement et le déchargement du véhicule peut s’effectuer au niveau d’une entrée de service. Les entrées de services peuvent être les extrémités du tunnel ou des entrées latérales, autres que les extrémités du tunnel.
Le dispositif de conduite peut comporter un seul boîtier de commande, connecté à tous les postes de commande du véhicule. En variante, le dispositif de conduite peut comporter deux boîtiers de commande, chacun connecté à une poste de commande du véhicule. Les deux boîtiers de commande peuvent être disposés à chaque extrémité du véhicule.
L’unité de télécommunications du boîtier de commande peut être une unité Radio-Wifi.
De préférence, autant de boutons d’activation permettant d’activer la fonction de conduite à distance sont connectés au boîtier de commande qu’il y a de postes de commande dans le véhicule.
Le ou les boutons d’activation peuvent être des boutons physiques. Ils peuvent être intégrés chacun dans un poste de commande du véhicule, notamment sur un tableau de bord d’un poste de commande. En variante, le ou les boutons d’activation peuvent être intégrés chacun à une interface utilisateur d’un poste de commande du véhicule.
Dans un mode de réalisation, les boutons d’activation ne sont accessibles que depuis le véhicule, notamment une cabine du véhicule, où se trouve un poste commande. La fonction de conduite à distance doit alors être activée par un opérateur depuis le véhicule ayant accès à un bouton d’activation. Un opérateur peut par exemple conduire le véhicule sur une partie du tunnel en mode manuel, puis activer la fonction de conduite à distance grâce à un bouton d’activation et quitter le véhicule.
Quand la fonction de conduite à distance n’est pas activée, le véhicule ne peut être conduit que selon le premier mode manuel. Quand la fonction de conduite à distance est activée, le véhicule peut être conduit selon le deuxième mode téléopéré ou selon le troisième mode automatique.
Par « zone d’opération automatique », on entend une portion du tunnel où les conditions de sécurité sont réunies pour permettre une conduite automatique du véhicule. Le tunnel peut contenir plusieurs zones d’opération automatique séparées par des zones où le véhicule doit être conduit de préférence manuellement ou téléopéré, pour des raisons de sécurité. Le chargement et le déchargement du véhicule s’effectuent notamment en dehors des zones d’opération automatique.
Lorsqu’un véhicule fonctionnant selon le troisième mode automatique circule dans une zone d’opération automatique, la zone d’opération automatique peut être qualifiée d’« active ». Lorsqu’aucun véhicule fonctionnant selon le troisième mode automatique ne circule dans la zone d’opération automatique, elle peut être dite « inactive ».
Un ou plusieurs signaux disposés dans le tunnel peuvent indiquer si une zone d’opération automatique est active ou inactive. Le ou les signaux peuvent être situés à chaque extrémité d’une zone d’opération automatique. Le ou les signaux peuvent être des signaux visuels, comme des gyrophares, des clignotants ou des feux de signalisation, et/ou des signaux sonores. Ces signaux permettent d’améliorer la sécurité des usagers du tunnel. Dans les cas où le tunnel ne dispose pas de barrières et/ou balustrades de séparation entre le ou les trottoirs et l’espace de circulation des véhicules, les usagers peuvent ne pas être autorisés à circuler dans une zone d’opération automatique active.
Le véhicule peut communiquer grâce au dispositif de conduite avec les usagers du tunnel et/ou avec d’autres véhicules présents dans le tunnel. Le dispositif de conduite peut comprendre des avertisseurs sonores, comme un klaxon ou une sirène, et/ou lumineux, comme des clignotants, des feux ou gyrophares. Ces avertisseurs peuvent témoigner du mode de conduite dans lequel le véhicule se trouve. Ils peuvent en particulier être enclenchés lorsque le véhicule fonctionne selon le troisième mode automatique.
Le tunnel peut comporter un ou plusieurs radars ou barrières lumineuses, permettant de détecter le passage d’individus. Ces radars et/ou barrières lumineuses peuvent être activés quand la zone d’opération automatique est active, de manière à éviter le passage d’usagers ou à envoyer l’information appropriée au véhicule.
Dans le deuxième mode téléopéré, le véhicule est conduit par un opérateur à distance. Dans un mode de réalisation, l’opérateur se situe dans un poste de contrôle. Un opérateur peut téléopérer depuis le poste de contrôle un ou plusieurs véhicules munis du dispositif de conduite selon l’invention, par exemple un, deux, trois ou quatre véhicules munis du dispositif de conduite selon l’invention.
Le poste de contrôle peut être situé en surface. En variante, le poste de contrôle peut être souterrain. Le poste de contrôle peut également se situer dans une station mobile souterraine.
Une communication quasi permanente voire permanente peut être établie entre le dispositif de conduite du véhicule et le poste de contrôle, fixe ou station mobile, de façon à permettre la téléopération du véhicule depuis le poste de contrôle.
Le poste de contrôle peut disposer d’une interface de commande, notamment matérialisée sous la forme d’un ou plusieurs écrans. L’interface de commande peut permettre de communiquer des ordres au boîtier de commande du dispositif de conduite du véhicule ainsi que de visualiser des informations concernant le véhicule et son environnement. L’interface de commande peut afficher le mode de conduite dans lequel se trouve le véhicule à un instant donné.
Le poste de contrôle peut comprendre plusieurs écrans. Dans un mode de réalisation où la pluralité de capteurs du dispositif de conduite comprend une ou plusieurs caméras, l’image en direct de chaque caméra peut être retransmise par un écran dans le poste de contrôle. Cela permet notamment à l’opérateur de mieux appréhender l’environnement du véhicule.
Le positionnement du véhicule au sein du tunnel peut être affiché sur un écran.
Le poste de contrôle peut disposer d’un serveur.
L’unité de télécommunications, notamment Radio-Wifi, du boîtier de commande peut permettre de transmettre et de recevoir des données du poste de contrôle. Ces données peuvent comprendre des informations parmi : toutes les informations présentes sur le tableau de bord originel du véhicule, par exemple sa vitesse, mais aussi le mode de conduite du véhicule, sa position, ainsi que toutes les informations acquises par la pluralité de capteurs, cette liste n’étant pas limitative.
Le boîtier de commande peut être configuré pour émettre un message d’information lorsque la fonction de conduite à distance est activée et/ou désactivée ou lorsqu’un changement de mode de conduite s’effectue automatiquement.
Le boîtier de commande peut être configuré pour transmettre des messages au poste de contrôle. Ces messages peuvent requérir l’action de l’opérateur. Ces messages permettent de tenir au courant le ou les opérateurs présents dans la salle de contrôle.
Les balises de signalisation peuvent être des balises visuelles, comme des panneaux de signalisation. En variante, les balises de signalisation peuvent être des transmetteurs d’ondes, notamment radio, par exemple Lora, Wifi, Bluetooth, cette liste n’étant pas limitative.
Le dispositif de conduite peut comporter un ou plusieurs types de capteurs configurés pour détecter la présence d’une balise de signalisation. La ou les balises de signalisation peuvent être configurées pour pouvoir être détectées par les capteurs.
La pluralité de capteurs peut comprendre uniquement des capteurs de même type. En variante, la pluralité de capteurs peut comprendre des capteurs de type différent.
Les balises de signalisation disposées dans le tunnel peuvent être toutes de même type. En variante, des balises de signalisation de différents types peuvent délimiter le début et la fin d’au moins une même zone d’opération automatique dans le tunnel. Dans un mode de réalisation, au moins deux zones d’opération automatique dans le tunnel peuvent être délimitées par des balises de signalisation de types différents.
La pluralité de capteurs peut comprendre une ou plusieurs caméras et les balises de signalisation de début et de fin de zone d’opération automatique peuvent comprendre un ou plusieurs panneaux de signalisation.
Le dispositif de conduite peut comporter plusieurs caméras, par exemple deux. Une caméra peut être située à chaque extrémité avant et arrière du véhicule.
Les images acquises et/ou le flux vidéo acquis par la ou les caméras peuvent être analysés par au moins un logiciel d’analyse d’image, notamment un logiciel de détection automatique.
Les logiciels d’analyse d’image peuvent être basés sur des algorithmes inspirés des méthodes conventionnelles de traitement d’image et/ou sur des algorithmes d’intelligence artificielle, faisant de préférence appel à des réseaux de neurones, en particulier à des réseaux de neurones convolutifs (CNN).
Le ou les logiciels peuvent être directement intégrés aux caméras. En variante, ils peuvent être intégrés au boîtier de commande. L’utilisation de logiciels d’analyse d’image et en particulier de détection automatique contribue à faciliter la détection des balises de signalisation par les capteurs du dispositif de conduite et à assurer ainsi une bonne reconnaissance des limites des zones d’opération automatique au sein du tunnel.
Dans un mode de réalisation, le boîtier de commande comprend une unité de traitement des informations acquises par les capteurs, par exemple des images acquises par la ou les caméras. L’unité de traitement peut faire appel à différents logiciels, par exemples des logiciels d’analyse d’image ou des logiciels d’analyse audio.
Les balises de signalisation de début et de fin de zone d’opération automatique peuvent comprendre un ou plusieurs transmetteurs Radio, notamment Bluetooth, et la pluralité de capteurs peut comprendre un ou plusieurs récepteurs radio, notamment Bluetooth, configurés pour recevoir les signaux émis par le ou les transmetteurs.
Les récepteurs et transmetteurs radio, notamment Bluetooth sont avantageusement moins sensibles à la poussière, qui peut être abondante dans un tunnel en construction, que les balises purement visuelles. Ils peuvent ainsi permettre de garantir une bonne reconnaissance de la zone d’opération.
Le dispositif de conduite peut comprendre plusieurs récepteurs radio, par exemple deux. Un récepteur radio peut être disposé à chaque extrémité avant et arrière du véhicule.
Un transmetteur radio peut être disposé aux extrémités de chaque zone d’opération automatique.
En complément des transmetteurs radio agissant comme des balises de signalisation de début et de fin de zone d’opération automatique, d’autres transmetteurs radio, notamment Bluetooth, peuvent être régulièrement disposés le long du tunnel, par exemple tous les 50 mètres. La présence de ces transmetteurs peut aider à estimer la position du véhicule au sein de la zone d’opération.
Le dispositif de conduite peut comprendre un ou plusieurs capteurs de distance.
La présence de capteurs de distance permet de mieux guider le véhicule au sein du tunnel. Les capteurs de distance peuvent être connectés au boîtier de commande.
Le boîtier de commande peut transmettre à l’interface du poste de commande les informations du ou des capteurs de distance.
Le boîtier de commande peut être configuré pour émettre un message d’alerte lorsque les distances de sécurité autour du véhicule ne sont pas respectées. Le boîtier de commande peut être encore configuré pour transmettre ce message d’alerte au poste de contrôle.
Les avertisseurs sonores et/ou lumineux précédemment décrits peuvent être enclenchés quand les distances de sécurité autour du véhicule ne sont pas respectées.
Le dispositif de conduite peut comprendre un ou plusieurs systèmes de détection d’obstacles, notamment des scanners LiDAR.
Par « système de détection d’obstacles », on entend un module comprenant soit un capteur capable de repérer directement la présence d’un obstacle, soit un capteur acquérant des informations, qui est associé à une unité de traitement capable d’analyser ces informations pour détecter la présence d’un obstacle.
Ces systèmes de détection d’obstacles permettent de détecter d’éventuels objets ou individus qui se dresseraient sur le chemin ou dans l’environnement proche du véhicule. Ils peuvent éventuellement déterminer la distance d’un obstacle par rapport au véhicule. Leur présence permet d’améliorer la sécurité au sein du tunnel.
Le ou les obstacles peuvent être des objets statiques ou en mouvement, mais aussi des êtres animés, en particulier des êtres humains. Le système de détection d’obstacles peut être capable de distinguer la nature de l’obstacle, par exemple s’il s’agit d’un être animé, notamment une personne, ou d’un objet.
Le ou les systèmes de détection d’obstacles peuvent comprendre un ou plusieurs scanners LiDAR. LiDAR est l’acronyme de l’expression en langue anglaise «Laser imaging detection and ranging». Il s’agit de capteurs capables grâce à des faisceaux lasers invisibles de déterminer la distance d’un objet.
En variante ou additionnellement, le ou les systèmes de détection d’obstacles peuvent comprendre une ou plusieurs caméras.
Le dispositif de conduite peut comprendre plusieurs systèmes de détection d’obstacles, par exemple deux. Un système de détection d’obstacles peut être disposé à chaque extrémité du véhicule.
Le ou les systèmes de détection d’obstacles peuvent être connectés au boîtier de commande.
Le boîtier de commande peut être configuré pour émettre un message d’alerte ou un message d’arrêt lorsqu’un obstacle est détecté par au moins un système de détection d’obstacles sur une voie de circulation du véhicule. Additionnellement ou alternativement, le boîtier de commande peut être configuré pour transmettre ce message au poste de contrôle, où il peut être affiché sur l’interface de commande, et/ou à au moins un poste de commande du véhicule, où il peut être affiché sur l’interface utilisateur.
Lorsqu’un obstacle est détecté, les avertisseurs sonores et/ou lumineux du dispositif de conduite précédemment décrits peuvent être enclenchés. Dans le cas où l’obstacle est un être animé, cela permet d’attirer son attention sur l’arrivée du véhicule.
Le boîtier de commande peut être configuré pour, lorsque le dispositif de conduite fonctionne selon le troisième mode automatique, immobiliser le véhicule, désenclencher le troisième mode automatique et émettre un message d’arrêt en cas de détection d’un obstacle sur une voie de circulation du véhicule par au moins un système de détection d’obstacles.
Par « une voie de circulation du véhicule », on entend toute trajectoire possible du véhicule au sein du tunnel. La voie de circulation du véhicule peut correspondre à une voie de circulation du tunnel comme précédemment décrite.
Lorsque le véhicule se trouve dans une zone d’opération automatique, et qu’il se trouve dans le second mode téléopéré, un opérateur peut enclencher ou réenclencher le mode automatique.
Le boîtier de commande peut être configuré pour, lorsque le dispositif de conduite fonctionne selon le troisième mode automatique, réduire automatiquement une vitesse initiale du véhicule à une vitesse de contrôle, notamment à une vitesse d’environ 4 km/h, en cas de détection d’au moins un obstacle à proximité d’une voie de circulation du véhicule par au moins un système de détection d’obstacles.
Par « à proximité d’une voie de circulation du véhicule », on entend que l’obstacle n’empêche pas le passage du véhicule mais qu’il nécessite une attention accrue.
Par « vitesse initiale », on entend la vitesse à laquelle circulait le véhicule avant la détection d’au moins un obstacle.
Les systèmes de détection d’obstacles, notamment les caméras et/ou scanners LiDAR, présents dans les tunnels peuvent être affectés par la poussière, la boue et autres projections dues aux travaux.
Les capteurs des scanners LiDAR peuvent détecter un niveau de salissure empêchant leur bon fonctionnement. Les scanners LiDAR peuvent émettre une requête d’entretien. L’émission de requête d’entretien par les scanners LiDAR contribue à la sécurité positive du dispositif de conduite.
Le dispositif de conduite peut être configuré pour détecter au moyen des capteurs une ou plusieurs balises de limitation de vitesse disposées dans le tunnel,
le boîtier de commande étant configuré pour, lorsque le dispositif de conduite fonctionne selon le troisième mode automatique, réduire automatiquement une vitesse initiale du véhicule à une vitesse de contrôle, notamment à une vitesse d’environ 4 km/h, à la détection d’au moins une balise de limitation de vitesse.
le boîtier de commande étant configuré pour, lorsque le dispositif de conduite fonctionne selon le troisième mode automatique, réduire automatiquement une vitesse initiale du véhicule à une vitesse de contrôle, notamment à une vitesse d’environ 4 km/h, à la détection d’au moins une balise de limitation de vitesse.
Le dispositif de conduite peut être configuré pour détecter au moyen des capteurs une ou plusieurs balises de fin de limitation de vitesse disposées dans le tunnel, une balise de fin de limitation de vitesse faisant suite à au moins une balise de limitation de vitesse, le boîtier de commande étant configuré pour, lorsque le dispositif de conduite fonctionne selon le troisième mode automatique, faire revenir automatiquement le véhicule à sa vitesse initiale à la détection d’au moins une balise de fin de limitation de vitesse.
Les balises de limitation de vitesse peuvent être placées en amont de zones plus dangereuses, comme des zones de travaux. Les balises de limitation de vitesse peuvent reprendre l’ensemble des caractéristiques des balises de signalisation précédemment décrites.
Le dispositif de conduite du véhicule peut être configuré pour détecter au moyen des capteurs d’autres types de balises. A la détection d’une de ces balises, le boîtier de commande peut altérer la conduite du véhicule, par exemple réduire sa vitesse initiale ou provoquer un changement de mode de conduite.
Le dispositif de conduite peut être configuré pour détecter au moyen des capteurs une ou plusieurs balises de signalisation de danger disposées dans le tunnel,
le boîtier de commande étant configuré pour, lorsque le dispositif de conduite fonctionne selon le troisième mode automatique, immobiliser le véhicule, désenclencher le troisième mode automatique et émettre un message d’arrêt requérant l’action d’un opérateur situé dans le poste de contrôle à la détection d’au moins une balise de de signalisation danger.
le boîtier de commande étant configuré pour, lorsque le dispositif de conduite fonctionne selon le troisième mode automatique, immobiliser le véhicule, désenclencher le troisième mode automatique et émettre un message d’arrêt requérant l’action d’un opérateur situé dans le poste de contrôle à la détection d’au moins une balise de de signalisation danger.
Les balises signalisation de danger peuvent être placées en amont de zones particulièrement dangereuses, comme des zones de croisement ou des zones d’importants travaux avec une forte présence de personnel, qui nécessite une conduite sous contrôle d’un opérateur. Les balises de limitation de vitesse peuvent reprendre l’ensemble des caractéristiques des balises de signalisation précédemment décrites.
Le message d’arrêt peut requérir la téléopération du véhicule par un opérateur du poste de contrôle.
Le boîtier de commande peut être configuré pour immobiliser le véhicule et émettre une alerte de sécurité machine à la détection d’un disfonctionnement d’au moins une composante mécanique du dispositif de conduite.
Par « alerte de sécurité machine », on entend une alerte se déclenchant quand un ou plusieurs composants mécaniques du dispositif de conduite ne fonctionnent plus au standard requis. Plusieurs évènements peuvent déclencher l’alerte sécurité machine, par exemple une défaillance du système de freinage.
L'invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d'exemples non limitatifs de mise en œuvre de celle-ci, et à l'examen du dessin annexé sur lequel :
On a illustré à laFIG. 1 un véhicule 1 possédant deux postes de commande 3 au moins en partie électronique. Les postes de commande 3 contrôlent un système de direction non purement hydraulique. Ils contrôlent également les fonctions de freinage, d’éclairage et de traction natives du véhicule.
Le véhicule 1est muni d’un dispositif de conduite 2 selon l’invention.
Le dispositif de conduite 2 comprend un boîtier de commande 4, qui est connecté aux deux postes de commande 3 du véhicule. Le boîtier de commande 4 comporte une unité de télécommunications Radio-Wifi 5.
Le boîtier de commande 4 est configuré pour permettre trois modes de conduite du véhicule 1 : un premier mode manuel, dans lequel le véhicule 1 est conduit manuellement par un opérateur 6 installé dans le véhicule 1, notamment dans une cabine 7 du véhicule, un second mode téléopéré dans lequel le véhicule est conduit par un opérateur installé à distance, et un troisième mode automatique.
Un bouton d’activation 9 permettant d’activer la fonction de conduite à distance est intégré dans une interface utilisateur 8 de chaque poste de commande 3. Ces boutons d’activation 9 ne sont accessibles que depuis une cabine 7 du véhicule 1 par un opérateur 6.
Le véhicule 1 peut prendre la forme d’un train. Il comporte deux voitures conductrices 10 dans lesquelles sont situés les postes de commande 3, une à chaque extrémité, pour que le véhicule n’ait pas à opérer un demi-tour dans un tunnel, et deux voitures 11 tractées par les voitures conductrices 10. Les voitures 10, 11 sont reliées entre elles de manière articulée.
Le véhicule 1 est configuré pour circuler sur une surface dépourvue de rails avec des pneus 12.
Le dispositif de conduite 2 comporte plusieurs capteurs disposés sur le véhicule 1 qui sont connecté au boîtier de commande 4. Ces capteurs comprennent deux caméras 13, chacune disposée à une extrémité du véhicule. Ils comprennent deux receveurs Bluetooth 14, chacun disposé à une extrémité du véhicule 1.
Le dispositif de conduite comporte au moins deux capteurs de distance 15, placés de chaque côté du véhicule, dont un seul est visible sur laFIG. 1 .
Le dispositif de conduite 2 possède deux systèmes de détection d’obstacles 16 qui sont des scanners LiDAR, disposés à chacune des extrémités du véhicule 1.
Le dispositif de conduite 2 comprend des avertisseurs sonores 17, par exemple des klaxons, et des gyrophares 18.
LaFIG. 2 illustre un exemple d’un véhicule 1 muni d’un dispositif de conduite 2 circulant dans un tunnel 19 en cours de creusement dans un terrain 20. Le tunnel 19 n’est pas vide. Il contient des équipements dédiés à la construction du tunnel comme un tunnelier 21 ainsi que du personnel 22 en charge de la réalisation des travaux au sein du tunnel. Le tunnel présente dans cette exemple une unique voie de circulation 23. Il est ici dépourvu de trottoirs latéraux, mais pourrait en variante en être pourvu.
Le tunnel 19 comprend une zone d’opération automatique 24 délimitée par une balise de signalisation de début de zone d’opération automatique 25 et une balise de fin de zone d’opération automatique 26. Ces balises 25, 26 prennent dans cette exemple la forme de panneaux de signalisation. Le véhicule 1 ne peut fonctionner selon le troisième mode automatique que dans la zone d’opération automatique 24. Deux feux de signalisation 27 encadrent la zone d’opération automatique 24 et indiquent si la zone est « active » ou « inactive ».
Le tunnel comprend une balise de signalisation de danger 28, placée en amont d’une zone de croisement 29.
Des transmetteurs Bluetooth 30 sont disposés régulièrement le long du tunnel, par exemple tous les 50 mètres.
Le dispositif de conduite 2 du véhicule 1 établit une communication quasi permanente voire permanente 34 avec un poste de contrôle 31 située en surface. C’est dans ce poste de contrôle 31 que se trouve l’opérateur 32 qui téléopère le véhicule 1 dans le second mode téléopéré.
Le poste de contrôle 31 dispose d’une interface de commande 33 sous la forme de plusieurs écrans.
L’unité de télécommunications Radio-Wifi 5 du boîtier de commande 4 transmet et reçoit des données du poste de contrôle 31, par exemple le positionnement du véhicule 1 au sein du tunnel 19, sa vitesse, son mode de conduite, ainsi que toutes les informations acquises par la pluralité de capteurs 13, 14, 15 disposés sur le véhicule ; cette liste n’étant pas limitative.
LaFIG. 3 est un schéma expliquant les modes de conduite selon lesquels fonctionnent le véhicule 1 dans un tunnel 35, parmi le premier mode manuel M, le deuxième mode téléopéré T et le troisième mode automatique A, selon les évènements rencontrés. Le schéma se lit de gauche à droite.
Le véhicule 1 muni d’un dispositif de conduite 2 se trouve tout d’abord dans le mode manuel M où il est conduit par un opérateur 6 placé dans une cabine 7 du véhicule. La fonction de conduite à distance est alors désactivée et le véhicule 1 ne peut se trouver que dans le mode manuel M.
Dans une première action a), l’opérateur 6 active la fonction de conduite à distance grâce au bouton d’activation de conduite à distance 9, puis quitte le véhicule. Le boîtier de commande 4 émet un message d’information à l’activation de la fonction de conduite à distance et le transmet au poste de contrôle 31. Ce message requiert l’action de l’opérateur 32 qui commence la téléopération T du véhicule 1.
Puis, le véhicule 1 détecte au moyen des caméras 13 le panneau de signalisation 25 de début de zone d’opération automatique 24. Le boîtier de commande met à 1 le paramètreZ, indiquant que le véhicule se trouve dans un zone d’opération automatique 24. Le boîter de commande émet un message d’information requérant la validation par un opérateur situé dans le poste de contrôle, de l’enclenchement du troisième mode automatique. Le boîtier de commande 4 est configuré pour transmettre ce message au poste de contrôle au 31. L’opérateur 32 valide l’enclenchement du mode automatique et le troisième mode automatique A est alors enclenché.
Le véhicule 1 détecte ensuite au moyen des caméras 13 un panneau de signalisation de danger 28, disposé en amont d’une zone de croisement 29. Le boîtier de commande 4 immobilise le véhicule 1, désenclenche le mode automatique A et émet un message d’arrêt requérant l’action de l’opérateur 32 situé dans le poste de contrôle 31. L’opérateur 32 reprend la téléopération T du véhicule 1. Une fois la zone de croisement 30 dépassée, dans une étape b), l’opérateur 32 réenclenche le mode automatique A, le véhicule se trouvant toujours dans une zone d’opération automatique comme l’atteste la valeur du paramètreZ
Le véhicule 1 détecte ensuite au moyen des caméras 13 un panneau de signalisation de limite de vitesse 37, placé en amont d’une zone de travaux 36 dans laquelle travaille du personnel 22. Le boîtier de commande 4 réduit automatiquement une vitesse initialevdu véhicule 1 à une vitesse de contrôle de l’ordre de 4km/h. Le véhicule est maintenu dans le mode automatique A.
Le véhicule 1 détecte ensuite au moyen des caméras 13 un panneau de signalisation de fin de limite de vitesse 38 en aval de la zone de travaux 36. Le boîtier de commande 4 fait revenir automatiquement le véhicule à sa vitesse initialev.
Le véhicule 1 détecte ensuite au moyen de systèmes de détection d’obstacles 16 un obstacle 39 sur une voie de circulation du véhicule. Le boîtier de commande 4 immobilise le véhicule, désenclenche le mode automatique A et émet un message d’arrêt. Dans une étape c), l’opérateur 32 reprend la téléopération T du véhicule et s’occupe de la gestion du passage entravé par l’obstacle 39.
Dans une étape d), une fois l’obstacle 39 contourné, l’opérateur 32 réenclenche le troisième mode automatique A, le véhicule se trouvant toujours dans une zone d’opération automatique comme l’atteste la valeur du paramètreZ.
Le véhicule 2 détecte ensuite au moyen des caméras 13 un panneau de fin de zone d’opération automatique 26. Le boîtier de commande 4 immobilise le véhicule 1 et émet un message d’information et le mode automatique A étant automatiquement désenclenché. Le boîtier de commande met le paramètreZà 0.
L’opérateur 32 peut recommencer la téléopération T du véhicule depuis le poste de contrôle 31. Alternativement, un opérateur peut monter dans le véhicule 1, désactiver la fonction de conduite à distance grâce au bouton d’activation 9 et conduire le véhicule 1 en mode manuel M.
L’invention n’est pas limitée aux exemples décrits.
Les balises de signalisation présentes dans le tunnel peuvent être de différents types et notamment se présenter sous la forme de transmetteurs radio, dont les signaux peuvent être reçus par des récepteurs radio présents sur le véhicule.
Le véhicule peut ne présenter que des caméras. Il peut ne présenter que des récepteurs radio.
Le véhicule peut ne présenter qu’un seul poste de commande, notamment situé à une extrémité du véhicule.
Claims (11)
- Dispositif de conduite (2) d’un véhicule (1) circulant dans un tunnel (19, 35), le véhicule (1) possédant au moins un poste de commande (3) au moins en partie électronique, le dispositif de conduite (2) comportant :
- au moins un boîtier de commande (4) agencé pour être connecté au poste de commande (3) du véhicule (1) et comportant une unité de télécommunications (5),
- une pluralité de capteurs (13, 14) disposés sur le véhicule (1) et connectés au boîtier de commande (4),
le boîtier de commande (4) étant configuré pour permettre au moins trois modes de conduite du véhicule, à savoir :
(i) un premier mode manuel (M) dans lequel le véhicule (1) est conduit manuellement par un opérateur (6) installé dans le véhicule, notamment dans une cabine (7) du véhicule,
(ii) un deuxième mode téléopéré (T) dans lequel le véhicule est conduit par un opérateur (32) installé à distance, notamment dans un poste de contrôle (31) situé en surface ou dans le tunnel (19, 35),
(iii) un troisième mode automatique (A), dans lequel le véhicule est conduit automatiquement sans intervention d’un opérateur, le mode automatique étant limité à une ou plusieurs zones d’opération automatique (24) au sein du tunnel (19, 35), chaque zone d’opération automatique (24) étant délimitée par au moins une balise de signalisation de début de zone d’opération automatique (25) et au moins une balise de signalisation de fin de zone d’opération automatique (26), disposées dans le tunnel (19, 35),
le dispositif de conduite (2) étant configuré pour détecter au moyen des capteurs (13, 14) les balises de signalisation de début et de fin de zone d’opération automatique (25, 26),
au moins un bouton d’activation (9) permettant d’activer une fonction de conduite à distance étant connecté au boîtier de commande, le véhicule (1) étant maintenu dans le premier mode manuel (M) lorsque la fonction de conduite à distance n’est pas activée,
le troisième mode automatique (A) étant enclenché après validation par un opérateur situé dans le poste de contrôle (31), lorsque la fonction de conduite à distance est activée et le véhicule dans une zone d’opération automatique (25) et automatiquement désenclenché à la détection d’une balise de signalisation de fin de zone d’opération automatique (26) ou à la désactivation de la fonction de conduite à distance. - Dispositif de conduite (2) selon la revendication précédente, la pluralité de capteurs comprenant une ou plusieurs caméras (13) et les balises de signalisation de début et de fin de zone d’opération automatique comprenant un ou plusieurs panneaux de signalisation (25, 26).
- Dispositif de conduite (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes, les balises de signalisation de début et de fin de zone d’opération automatique comprenant un ou plusieurs transmetteurs Radio (30), notamment Bluetooth, et la pluralité de capteurs comprenant un ou plusieurs récepteurs radio (14), notamment Bluetooth, configurés pour recevoir les signaux émis par le ou les transmetteurs (30).
- Dispositif de conduite (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant un ou plusieurs capteurs de distance (15).
- Dispositif de conduite (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant un ou plusieurs systèmes de détection d’obstacles (16), notamment des scanners LiDAR.
- Dispositif de conduite (2) selon la revendication précédente, le boîtier de commande (4) étant configuré pour, lorsque le dispositif de conduite (2) fonctionne selon le troisième mode automatique (A), immobiliser le véhicule, désenclencher le troisième mode automatique (A) et émettre un message d’arrêt en cas de détection d’un obstacle (39) sur une voie de circulation (23) du véhicule (1) par au moins un système de détection d’obstacles (16).
- Dispositif de conduite (2) selon l’une des deux revendications précédentes, le boîtier de commande (4) étant configuré pour, lorsque le dispositif de conduite (2) fonctionne selon le troisième mode automatique (A), réduire automatiquement une vitesse initiale du véhicule (1) à une vitesse de contrôle, notamment à une vitesse d’environ 4 km/h, en cas de détection d’au moins un obstacle (39) à proximité d’une voie de circulation du véhicule, par au moins un système de détection d’obstacles (16).
- Dispositif de conduite (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes, étant configuré pour détecter au moyen des capteurs (13, 14) une ou plusieurs balises de limitation de vitesse (37) disposées dans le tunnel (19, 35),
le boîtier de commande (4) étant configuré pour, lorsque le dispositif de conduite (2) fonctionne selon le troisième mode automatique (A), réduire automatiquement une vitesse initiale du véhicule à une vitesse de contrôle, notamment à une vitesse d’environ 4 km/h, à la détection d’au moins une balise de limitation de vitesse (37). - Dispositif de conduite (2) selon la revendication précédente, étant configuré pour détecter au moyen des capteurs (13, 14) une ou plusieurs balises de fin de limitation de vitesse (38) disposées dans le tunnel (19, 35), une balise de fin de limitation de vitesse (38) faisant suite à au moins une balise de limitation de vitesse (37),
le boîtier de commande (4) étant configuré pour, lorsque le dispositif de conduite (2) fonctionne selon le troisième mode automatique (A), faire revenir automatiquement le véhicule à sa vitesse initiale à la détection d’au moins une balise de fin de limitation de vitesse (38). - Dispositif de conduite (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes, étant configuré pour détecter au moyen des capteurs (13, 14) une ou plusieurs balises de signalisation de danger (28) disposées dans le tunnel (19, 35),
le boîtier de commande (4) étant configuré pour, lorsque le dispositif de conduite (2) fonctionne selon le troisième mode automatique (A), immobiliser le véhicule, désenclencher le troisième mode automatique (A) et émettre un message d’arrêt requérant l’action d’un opérateur (32) situé dans le poste de contrôle (32) à la détection d’au moins une balise de de signalisation danger (28). - Dispositif de conduite (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes, le boîtier de commande (4) étant configuré pour immobiliser le véhicule (1) et émettre une alerte de sécurité machine à la détection d’un disfonctionnement d’au moins une composante mécanique du dispositif de conduite (2).
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2024
- 2024-02-22 FR FR2401732A patent/FR3159680A1/fr active Pending
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