WO2019155134A1 - Procede de determination de la trajectoire d'un vehicule automobile en absence de marquage au sol. - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to the field of driver assistance systems for motor vehicles. It aims in particular a method of determining the trajectory of a motor vehicle in the absence of ground marking.
- HAD Highway Automated Driving
- AHDA Automatic Highway Driving Assist
- an active trajectory support module detecting the lines of markings on the ground using optical means such as a camera or a lidar associated with a digital recognition model.
- ADAS Advanced Driving Assistance System
- road data relating to this point or section (curvature, slope, number of lanes, the speed limit in force, etc.). ..).
- the patent application US 2014/0379164 A1 discloses an active assistance device for maintaining the trajectory of a vehicle traveling on a roadway of a road delimited by marking lines, comprising optical means monitoring the environment located in front of the vehicle, a satellite positioning information receiver capable of locating the position of the vehicle, a digital map of the road network associating at each point of this map road data relating to this position.
- the device is adapted to establish a first trajectory model established from the lines of demarcation of the taxiway detected by the optical means, and a second trajectory model established from the position of the vehicle and data from electronic mapping.
- This device also comprises a verification module measuring the difference between the two models so as to determine a confidence index, and a selection module that opts for the first model when the demarcation lines are detected by the means. optical, and which opts for the second model when these lines are not detected by the optical means and the confidence index is greater than a predetermined level.
- this type of device does not determine the trajectory for the vehicle.
- the satellite geo-positioning information receiver is unable to locate the position of the vehicle.
- the present invention aims to improve the situation.
- the method according to the invention thus makes it possible, without resorting to mapping associated with a satellite geo-positioning information receiver, to determine the trajectory to be followed by the vehicle when the ground marking is absent or not visible.
- This method thus proves particularly useful in certain particular situations where the satellite location information receiver is unable to locate the position of the vehicle, and in particular inside a tunnel or channel. toll.
- said detection distance is between 50 and 200 meters
- said filtering step comprises a substep consisting, for each of said two series, in eliminating the groups of successive points whose longitudinal components have a deviation smaller than a predetermined delta;
- said predetermined delta is between 20 and 80 cm;
- said filtering step comprises a sub-step consisting, for each of the two series, in successively comparing two by two in the longitudinal direction and starting from the level of said vehicle, the lateral spacing of the points of this series vis-à-vis the longitudinal axis of said vehicle, the second point of each pair of compared points being brought laterally at the first point when the lateral spacing of said second point with respect to said longitudinal axis is greater than that of said first point;
- the said maximum longitudinal window is between 5 and 50 meters; said extrapolation of the trajectory of said vehicle is determined from the initial angle of steering of the steering wheel or the initial speed of yaw;
- the profile of each of said demarcation lines is obtained by approximating each by a corresponding third-degree polynomial function in a plane affine space;
- the parameters of each of said polynomial functions are determined from the points of the corresponding series.
- FIG. 1 is a functional diagram of an automated driving assistance system incorporating an active assistance device for maintaining trajectory
- FIG. 2 represents a two-dimensional occupancy grid containing a plurality of points delimiting the free space in front of said vehicle
- FIG. 3 is a flowchart of the method according to the invention for determining the trajectory of a motor vehicle in the absence of ground marking.
- the automated driving assistance system 1 comprises a detection module 10, an actuation module 20, an evaluation module of the driving environmental context 30, a navigation module 40, and a steering unit 50.
- the detection module 10 comprises means for detecting the environment located in front of the vehicle comprising at least one video camera 11 implanted behind the windshield.
- the detection module 10 may include a lidar 12 instead of or in addition to the video camera (s) 11.
- the module 10 further comprises a plurality of sensors measuring certain internal driving parameters such as the instantaneous speed of the vehicle, the steering angle of the steering wheel or the yaw rate.
- the actuation module 20 comprises a plurality of actuators able to act on the steering, the acceleration, the braking and the gearbox to ensure a fully automated driving of the vehicle.
- the environmental driving environment evaluation module 30 is able to determine from the data provided by the detection module 10 the type of road taken (highway, expressway or secondary road), the ground marking when it is present and visible (color, width and spacing of the lines), the level of fluidity of the road traffic and the possible presence of a barrier or a median of separation between the two directions of circulation.
- This module 30 is also able to establish, from the data transmitted by the detection module 10, a two-dimensional occupancy grid (see FIG. 2) containing a plurality of points delimiting the free space in front of said vehicle (or "freespace According to the Anglo-Saxon term commonly used) and corresponding to the free zone in front of the vehicle and inside which the vehicle can maneuver without colliding with the surrounding obstacles.
- a two-dimensional occupancy grid see FIG. 2 containing a plurality of points delimiting the free space in front of said vehicle (or "freespace According to the Anglo-Saxon term commonly used) and corresponding to the free zone in front of the vehicle and inside which the vehicle can maneuver without colliding with the surrounding obstacles.
- This two-dimensional occupancy grid is provided with a Cartesian reference (X, Y) centered on the vehicle, and comprising a plurality of points each corresponding to the position of the obstacle closest to the vehicle detected by the camera 11 on a vehicle. predetermined angular sector.
- each point will correspond to an angular sector of 1.4 °.
- the navigation module 40 comprises a satellite geo-positioning information receiver 41 able to determine the position of the vehicle, a digital map 42 and a route calculation system 43.
- the satellite geo-positioning information receiver 41 is a receiver using the GPS (Global Positioning System) system which captures the radio signals transmitted by at least three satellites of the GPS system and can, by calculating the propagation times of these signals between the satellites and him, know its distance from them and, by trilateration, determine the position of the vehicle placed in visibility of the satellites.
- GPS Global Positioning System
- the satellite geo-positioning receiver 41 may use another satellite geo-positioning system (GNSS), such as for example the GLONASS system, the BEIDOU system or the GALILEO system.
- GNSS satellite geo-positioning system
- the digital cartography 42 references all the roads constituting the road network in the form of more or less spaced points and interconnected, associating for each of its points additional data ADAS (for Advanced Driving Assistance System) relating to the classification. the road, its geometry (curvature, slope, etc.), the number of lanes or the current speed limit.
- ADAS Advanced Driving Assistance System
- This map 42 is stored in a local memory of the hard disk or flash type, or on a remote server. All the information it contains may be updated by means of communication or reading means of a data medium.
- the route calculation module 43 comprises a calculator able to determine a route on the road network from a starting point defined by the user or corresponding to the current position of the vehicle, and to a destination point selected by the user. 'user.
- the control unit 50 which manages the autonomous driving of the vehicle comprises at least one computer associated with storage means comprising non-volatile memory type EEPROM or FLASH and RAM.
- storage means comprising non-volatile memory type EEPROM or FLASH and RAM.
- control of the lateral displacement of the vehicle is controlled by an active assistance module for maintaining trajectory 51 integrated in this control unit.
- the non-volatile memory of the control unit 50 stores a determination process on a distance of anticipation of the trajectory of a motor vehicle in the absence of ground marking.
- the first step 100 of this process consists in establishing, from the data coming from the means of detecting the environment at the front of the vehicle (that is to say in this case, the camera 11) and over a distance detection of for example between 50 and 200 meters, a two-dimensional occupancy grid containing a plurality of points delimiting the free space in front of said vehicle.
- This occupation grid is represented in a plane affine space provided with a Cartesian coordinate system centered on the vehicle and whose longitudinal axis coincides with that of the vehicle.
- FIG. 2 illustrates an example of such a occupancy grid made over a detection distance of 100 meters.
- the active trajectory-assisting assistance module 51 then performs an extrapolation of the vehicle trajectory over the detection distance (step 200).
- the extrapolated trajectory may simply correspond to the axis of the vehicle, that is to say to the longitudinal axis of the reference of the occupancy grid.
- the process then separates the points of the occupancy grid into two series of points respectively containing the points situated on either side of the extrapolated trajectory (step 300).
- Filtering is then performed on each of the two sets of points of the occupancy grid to remove or adjust the position of those not corresponding to a limit of the taxiway (step 400).
- This filtering step is performed in two successive sub-steps 410 and 420.
- the first sub-step of filtering 410 consists, for each of the two series, in eliminating the groups of successive points whose longitudinal components have a deviation smaller than a predetermined delta of, for example, between 20 and 80 cm, these groups of points being able to example correspond to the bottom of the free space at the front or rear of a vehicle.
- the second filter sub-step 420 consists, for each of the two series, in successively comparing two by two in the longitudinal direction and starting from the level of the vehicle (that is to say from the axis lateral Y of the mark of the grid), the lateral spacing of the points of this series vis-à-vis the longitudinal axis X of the vehicle and the mark.
- this second point vis-à-vis the longitudinal axis X is greater than that of the first point, then this second point will be brought laterally to this longitudinal axis X at the first point.
- the position of the point 2 (respectively 3) will not be modified because the latter is located closer to the longitudinal axis X than the point 1 (respectively 2).
- Point 4 initially located farther from the longitudinal axis X than point 3, will in turn be brought laterally to the same ordinate as this point 3 as indicated by the arrow.
- the points 15 to 21 are initially each closer to or equal distance from the longitudinal axis X than the corresponding previous point will not be moved.
- the number of successive points brought laterally is limited to a maximum longitudinal window f, for example between
- this maximum longitudinal window F extends over 40 meters, which has no impact on the first series of points because the longitudinal distance ei between points 4 and 9 is less than this distance.
- point 13 and the following points 14, 15 will not be brought laterally to point 6 and points 7 to 12 updated because the longitudinal distance e 2 between points 7 to 13 is greater than this maximum longitudinal window F.
- point 15 will also be modified for the same reason (the latter being closer to the longitudinal axis X than this point 14).
- the active trajectory-sustaining assistance module 51 establishes, over the detection distance, the profiles of two virtual demarcation lines delimiting the taxiway of the vehicle from the two series of points (step 500).
- the profile of the two demarcation lines is obtained by approximating them each by a corresponding third-degree polynomial function in a plane affine space provided with a Cartesian coordinate system (X, Y) centered on the vehicle:
- X and Y correspond respectively to the longitudinal and lateral components of a point belonging to this demarcation line
- the process finally determines the trajectory that the vehicle will actually follow a predetermined distance of anticipation greater than or equal to the detection distance (step 600), by making for example, so that the vehicle remains permanently centered on this lane.
- This anticipation distance will for example be between 100 and 200 m.
- this anticipation distance may also vary as a function of the speed of the vehicle and correspond, for example, to the distance traveled by this vehicle during a predefined period advantageously between 2 and 4 seconds and preferably equal to 3 seconds. .
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Abstract
L'invention concerne un procédé de détermination de la trajectoire d'un véhicule automobile en absence de marquage au sol, comprenant les étapes d'établissement sur une distance de détection d'une grille d'occupation contenant une pluralité de points délimitant l'espace libre au devant dudit véhicule (100), de réalisation d'une extrapolation de la trajectoire dudit véhicule sur ladite distance de détection (200), de séparation des points de ladite grille en deux séries contenant respectivement les points situés de part et d'autre de la trajectoire extrapolée (300), de filtrage des deux séries de points afin de supprimer ou d'ajuster la position de ceux ne correspondant pas à une limite de la voie de circulation (400), d'établissement des profils des deux lignes de démarcation virtuelles délimitant la voie de circulation à partir des deux dites séries (500), et de détermination de la trajectoire dudit véhicule sur une distance d'anticipation supérieure ou égale à ladite distance de détection à partir des profils des dites lignes (600).
Description
PROCEDE DE DETERMINATION DE LA TRAJECTOIRE D'UN VEHICULE AUTOMOBILE EN ABSENCE DE MARQUAGE AU SOL.
Domaine de l'invention
La présente invention concerne le domaine des systèmes d'assistance à la conduite pour véhicules automobiles. Elle vise en particulier un procédé de détermination de la trajectoire d'un véhicule automobile en absence de marquage au sol.
Arrière-plan de l'invention
Les systèmes d'assistance à la conduite sont désormais largement répandus dans les véhicules automobiles récents et connaissent un développement rapide.
Depuis peu, on commence à voir apparaître des systèmes d'assistance à la conduite totalement autonomes contrôlant simultanément le déplacement longitudinal et le déplacement latéral du véhicule.
Tel est notamment le cas des systèmes d'assistance à la conduite sur autoroute communément désignés sous les acronymes HAD (pour « Highway Automated Driving ») ou AHDA (pour « Automatic Highway Driving Assist ») et aptes à délester entièrement le conducteur dans des situations de trafic fluide (vitesse proche de la limite réglementaire) sur des routes à chaussées séparées.
Ces derniers comportent notamment un module d'assistance active de maintien de trajectoire détectant les lignes de marquages au sol à l'aide de moyens optique tels qu'une caméra ou un lidar associés à un modèle numérique de reconnaissance.
Bien que ces modules d'assistance active de maintien de trajectoire deviennent de plus en plus performants de sorte à détecter les lignes de marquages au sol dans des contextes difficiles, il en demeure néanmoins que ces derniers peuvent éprouver des difficultés pour assurer un guidage latéral convenable dans certaines situations particulières et notamment lorsque ces lignes sont sales, partiellement effacées, recouvertes par d'autres véhicules situés en amont (par
exemple, en cas d'embouteillage), ou bien encore lorsque la voie présente une courbure trop importante (par exemple, au niveau d'un rond-point).
On connaît également d'autres types de modules d'assistance active de maintien de trajectoire basés sur l'utilisation d'un récepteur d'information de géo-positionnement par satellite et d'une cartographie numérique référençant l'ensemble des routes constituant le réseau routier et dont chacun des points ou tronçons de cette cartographie est associé à des données de route ADAS (pour Advanced Driving Assistance System) relatives à ce point ou tronçon (courbure, pente, nombre de voies, la limitation de vitesse en vigueur, etc...).
Pour assurer un guidage latéral sûr du véhicule, ces derniers nécessitent l'utilisation d'une solution de géo-positionnement très précise dont le coût demeure prohibitif, ainsi que d'une cartographie haute définition (c'est-à-dire présentant une densité de points élevée) non encore disponible pour la grande majorité des réseaux routiers existants.
La demande de brevet US 2014/0379164 Al divulgue un dispositif d'assistance active de maintien de trajectoire d'un véhicule roulant sur une voie de circulation d'une route délimitée par des lignes de marquage, comportant des moyens optiques surveillant l'environnement situé en avant du véhicule, un récepteur d'information de géo-positionnement par satellite apte à localiser la position du véhicule, une cartographie numérique du réseau routier associant à chaque point de cette cartographie des données de route relatives à cette position.
Le dispositif est apte à établir un premier modèle de trajectoire établi à partir des lignes de démarcation de la voie de circulation détectées par les moyens optiques, ainsi qu'un second modèle de trajectoire établi à partir de la position du véhicule et des données issues de la cartographie électronique.
Ce dispositif comprend également un module de vérification mesurant l'écart entre les deux modèles de sorte à déterminer un indice de confiance, ainsi qu'un module de sélection qui opte pour le premier modèle lorsque les lignes de démarcation sont détectées par les moyens
optiques, et qui opte pour le second modèle lorsque ces lignes ne sont pas détectées par les moyens optiques et que l'indice de confiance est supérieur à un niveau prédéterminé.
Toutefois, lorsque ces lignes ne sont pas détectées par les moyens optiques et que l'indice de confiance est inférieur au niveau prédéterminé, ce type de dispositif ne permet pas de déterminer de trajectoire pour le véhicule.
En outre, dans certaines situations particulières comme par exemple à l'intérieur d'un tunnel ou d'un chenal de péage), le récepteur d'information de géo-positionnement par satellite s'avère incapable de localiser la position du véhicule.
Objet et résumé de l'invention
La présente invention vise à améliorer la situation.
Elle propose à cet effet un procédé de détermination de la trajectoire d'un véhicule automobile en absence de marquage au sol, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes :
- établissement, à partir des données provenant de moyens de détection de l'environnement au devant du véhicule et sur une distance de détection, d'une grille d'occupation bidimensionnelle contenant une pluralité de points délimitant l'espace libre au devant dudit véhicule ;
- réalisation d'une extrapolation de la trajectoire dudit véhicule sur ladite distance de détection ;
- séparation des points de ladite grille d'occupation en deux séries de points contenant respectivement les points situés de part et d'autre de la trajectoire extrapolée ;
- filtrage des deux séries de points de ladite grille d'occupation afin de supprimer ou d'ajuster la position de ceux ne correspondant pas à une limite de la voie de circulation ;
- établissement, sur ladite distance de détection, des profils des deux lignes de démarcation virtuelles délimitant la voie de circulation à partir des deux dites séries de points ; et
- détermination de la trajectoire dudit véhicule sur une distance d'anticipation supérieure ou égale à ladite distance de détection à partir des profils des dites lignes de démarcation.
Le procédé selon l'invention permet ainsi, sans faire appel à une cartographie associée à récepteur d'information de géo-positionnement par satellite, de déterminer la trajectoire que doit suivre le véhicule lorsque le marquage au sol est absent ou non visible.
Ce procédé s'avère ainsi particulièrement utile dans certaines situations particulières où le récepteur d'information de géo- positionnement par satellite s'avère incapable de localiser la position du véhicule, et notamment à l'intérieur d'un tunnel ou d'un chenal de péage.
Selon des caractéristiques préférées du procédé selon l'invention, prises seules ou en combinaison :
- ladite distance de détection est comprise entre 50 et 200 mètres ;
- ladite étape de filtrage comporte une sous-étape consistant, pour chacune des deux dites séries, à supprimer les groupes de points successifs dont les composantes longitudinales présentent un écart inférieur à un delta prédéterminé ;
- ledit delta prédéterminé est compris entre 20 et 80 cm ;
- ladite étape de filtrage comporte une sous-étape consistant, pour chacune des deux séries, à comparer successivement deux à deux dans le sens longitudinal et en partant du niveau dudit véhicule, l'écartement latéral des points de cette série vis-à-vis de l'axe longitudinal dudit véhicule, le second point de chaque couple de points comparés étant ramené latéralement au niveau du premier point lorsque l'écartement latéral dudit second point vis-à-vis dudit axe longitudinal est supérieur à celui dudit premier point ;
- le nombre de points successifs ramenés latéralement est limité à une fenêtre longitudinale maximale ;
- la dite fenêtre longitudinale maximale est comprise entre 5 et 50 mètres ;
- ladite extrapolation de la trajectoire dudit véhicule est déterminée à partir de l'angle initial de braquage du volant ou de la vitesse initiale de lacet ;
- le profil de chacune des dites lignes de démarcation est obtenu en les approximant chacune par une fonction polynomiale au troisième degré correspondante dans un espace affine plan ; et/ou
- les paramètres de chacune des dites fonctions polynomiales sont déterminés à partir des points de la série correspondante.
Brève description des dessins
L'exposé de l'invention sera maintenant poursuivi par la description détaillée d'un exemple de réalisation, donnée ci-après à titre illustratif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés, sur lesquels :
- la figure 1 est un diagramme fonctionnel d'un système d'assistance automatisée à la conduite intégrant un dispositif d'assistance active de maintien de trajectoire ; et
- la figure 2 représente une grille d'occupation bidimensionnelle contenant une pluralité de points délimitant l'espace libre au devant dudit véhicule ; et
- la figure 3 est un organigramme du procédé selon l'invention de détermination de la trajectoire d'un véhicule automobile en absence de marquage au sol .
Description détaillée
En référence à la figure 1, le système d'assistance automatisée à la conduite 1 comporte un module de détection 10, un module d'actionnement 20, un module d'évaluation du contexte environnemental de conduite 30, un module de navigation 40, ainsi qu'une unité de pilotage 50.
Le module de détection 10 comporte des moyens de détection de l'environnement situé en avant du véhicule comprenant au moins une caméra vidéo 11 implantée derrière le pare-brise.
En variante, le module de détection 10 peut comporter un lidar 12 en remplacement ou en plus de la ou des caméras vidéo 11.
Le module 10 comprend en outre une pluralité de capteurs mesurant certains paramètres internes de conduite tels que la vitesse instantanée du véhicule, l'angle de braquage du volant ou encore la vitesse de lacet.
Le module d'actionnement 20 comporte une pluralité d'actionneurs aptes à agir sur la direction, l'accélération, le freinage et la boîte de vitesse pour assurer une conduite entièrement automatisée du véhicule.
Le module d'évaluation du contexte environnemental de conduite 30 est apte à déterminer à partir des données fournies par le module de détection 10 le type de route empruntée (autoroute, voie rapide ou bien route secondaire), le marquage au sol lorsqu'il est présent et visible (couleur, largeur et espacement des lignes), le niveau de fluidité du trafic routier et la présence éventuelle d'une barrière ou d'un terre-plein central de séparation entre les deux sens de circulation.
Ce module 30 est également apte à établir, à partir des données transmises par le module de détection 10, une grille d'occupation bidimensionnelle (voir figure 2) contenant une pluralité de points délimitant l'espace libre au devant dudit véhicule (ou « freespace » selon le terme anglo-saxon communément utilisé) et correspondant à la zone libre située au devant du véhicule et à l'intérieur de laquelle ce véhicule peut manœuvrer sans entrer en collision avec les obstacles environnants.
Cette grille d'occupation bidimentionnelle est dotée d'un repère cartésien (X,Y) centré sur le véhicule, et comprenant une pluralité de points correspondant chacun à la position de l'obstacle le plus proche du véhicule détecté par la caméra 11 sur un secteur angulaire prédéterminée.
Par exemple, si l'on souhaite obtenir une grille d'occupation contenant 100 points pour une caméra présentant un angle de détection de 140°, chaque point correspondra à un secteur angulaire de 1,4°.
Le module de navigation 40 comprend un récepteur d'information de géo-positionnement par satellite 41 apte à déterminer la position du
véhicule, une cartographie numérique 42 et un système de calcul d'itinéraire 43.
Le récepteur d'information de géo-positionnement par satellite 41 est un récepteur utilisant le système GPS (Global Positioning System) qui capte les signaux radio transmis par au moins trois satellites du système GPS et peut, en calculant les temps de propagation de ces signaux entre les satellites et lui, connaître sa distance par rapport à ceux-ci et, par trilatération, déterminer la position du véhicule placé en visibilité des satellites.
En variante, le récepteur de géo-positionnement par satellite 41 peut utiliser un autre système de géo-positionnement par satellite (GNSS), tel que par exemple le système GLONASS, le système BEIDOU ou encore le système GALILEO.
La cartographie numérique 42 référence l'ensemble des routes constituant le réseau routier sous la forme de points plus ou moins espacés et reliés entre eux, en associant pour chacun de ses points des données complémentaires ADAS (pour Advanced Driving Assistance System) relatives à la classification de la route, à sa géométrie (courbure, pente, etc.), au nombre de voies qu'elle comporte ou bien encore à la limitation de vitesse en vigueur.
Cette cartographie 42 est stockée dans une mémoire locale de type disque dur ou flash, ou bien sur un serveur distant. L'ensemble des informations qu'il contient peut-être mis à jour par des moyens de communication ou des moyens de lecture d'un support de données.
Le module de calcul d'itinéraire 43 comporte un calculateur apte à déterminer un itinéraire sur le réseau routier depuis un point de départ défini par l'utilisateur ou correspondant à la position actuelle du véhicule, et jusqu'à un point de destination sélectionné par l'utilisateur.
L'unité de pilotage 50 qui gère la conduite autonome du véhicule, comporte au moins un calculateur associé à des moyens de stockage comprenant de la mémoire non volatile de type EEPROM ou FLASH et de la mémoire vive.
Lorsque le contexte évalué par le module d'évaluation du contexte environnemental de conduite 40 s'y prête (par exemple, en cas de trafic dense ou d'embouteillage lorsque le véhicule circule sur une route à chaussées séparées), l'unité de pilotage 50 est apte à commander le module d'actionnement 20 pour assurer une conduite entièrement autonome du véhicule.
En particulier, le contrôle du déplacement latéral du véhicule est piloté par un module d'assistance active de maintien de trajectoire 51 intégré à cette unité de pilotage.
Selon l'invention, la mémoire non volatile de l'unité de pilotage 50 stocke un processus de détermination sur une distance d'anticipation de la trajectoire d'un véhicule automobile en absence de marquage au sol .
On va maintenant décrire en détails et à l'appui de l'organigramme de la figure 3, les différentes étapes de ce processus qui est mis en œuvre de manière périodique (suivant une période prédéterminée comprise de préférence entre 20 et 100 millisecondes et avantageusement égal à 40 millisecondes) lorsque le mode d'assistance à la conduite entièrement autonome est activé, en l'absence de marquages au sol et de données de géo-positionnement par satellite (par exemple lorsque le véhicule pénètre à l'intérieur d'un tunnel ou d'un chenal de péage).
La première étape 100 de ce processus consiste à établir, à partir des données provenant des moyens de détection de l'environnement au devant du véhicule (c'est-à-dire en l'espèce, de la caméra 11) et sur une distance de détection comprise par exemple entre 50 et 200 mètres, une grille d'occupation bidimensionnelle contenant une pluralité de points délimitant l'espace libre au devant dudit véhicule.
Cette grille d'occupation est représentée dans un espace affine plan muni d'un repère cartésien centré sur le véhicule et dont l'axe longitudinal est confondu avec celui du véhicule.
La figure 2 illustre un exemple d'une telle grille d'occupation réalisée sur une distance de détection de 100 mètres.
Le module d'assistance active de maintien de trajectoire 51 réalise ensuite une extrapolation de la trajectoire du véhicule sur la distance de détection (étape 200).
De manière avantageuse et tel qu'illustré sur l'exemple de la figure 2, cette trajectoire extrapolée est en arc de cercle dont la courbure (et donc le rayon de ce cercle) est déterminée à partir de l'angle de braquage initial du volant (i.e. : l'angle de braquage du volant à l'origine du repère, c'est-à-dire à X = 0) ou de la vitesse initiale de lacet (i.e. : la vitesse de lacet à l'origine du repère, c'est-à-dire à X=0) et en supposant que la cinématique du véhicule épouse un modèle numérique simple de type bicyclette.
En variante et afin de faciliter les calculs, la trajectoire extrapolée pourra correspondre simplement à l'axe du véhicule, c'est-à-dire à l'axe longitudinal du repère de la grille d'occupation.
Le processus sépare ensuite les points de la grille d'occupation en deux séries de points contenant respectivement les points situés de part et d'autre de la trajectoire extrapolée (étape 300).
Sur l'exemple de la figure 2, les points situés à gauche de la trajectoire extrapolée Te correspondront ainsi à la première série, tandis que ceux situés à sa droite correspondront à la seconde série.
Un filtrage est ensuite effectué sur chacune des deux séries de points de la grille d'occupation afin de supprimer ou d'ajuster la position de ceux ne correspondant pas à une limite de la voie de circulation (étape 400).
Cette étape de filtrage est effectuée en deux sous-étapes successives 410 et 420.
La première sous-étape de filtrage 410 consiste, pour chacune des deux séries, à supprimer les groupes de points successifs dont les composantes longitudinales présentent un écart inférieur à un delta prédéterminé compris par exemple entre 20 et 80 cm, ces groupes de points pouvant par exemple correspondre au fond de l'espace libre, au devant ou à l'arrière d'un véhicule.
Ainsi, si on prend pour exemple la première série de la grille d'occupation de la figure 2, les points 10 à 14 seront supprimés.
La seconde sous-étape de filtrage 420 consiste, pour chacune des deux séries, à comparer successivement deux à deux dans le sens longitudinal et en partant du niveau du véhicule (c'est-à-dire de l'axe
latéral Y du repère de la grille), l'écartement latéral des points de cette série vis-à-vis de l'axe longitudinal X du véhicule et du repère.
Pour chaque couple de points comparés, si l'écartement latéral du second point vis-à-vis de l'axe longitudinal X est inférieur ou égal à celui du premier point, alors la position de ce second point ne sera pas modifiée.
Au contraire, si l'écartement latéral de ce second point vis-à-vis de l'axe longitudinal X est supérieur à celui du premier point, alors ce second point sera ramené latéralement vers cet axe longitudinal X au niveau du premier point.
Il est à noter qu'à chaque nouvelle comparaison de couple de points, c'est la position actualisée du premier point suite à la comparaison précédente qui sera prise en compte.
Ainsi, si on prend pour exemple la première série de la grille d'occupation de la figure 2, la position du point 2 (respectivement 3) ne sera pas modifiée car ce dernier se situe plus près de l'axe longitudinal X que le point 1 (respectivement 2).
Le point 4, se trouvant initialement plus éloigné de l'axe longitudinal X que le point 3, sera quant à lui ramené latéralement à la même ordonnée que ce point 3 comme indiqué par la flèche.
Il en sera de même pour le point 5 (respectivement 6, 7, 8 et 9) se trouvant initialement plus éloigné de l'axe longitudinal X que le point
4 actualisé (respectivement 5, 6, 7 et 8).
Enfin, les points 15 à 21 se trouvant initialement chacun plus proche ou à égale distance de l'axe longitudinal X que le point précédent correspondant ne seront pas déplacés.
De manière avantageuse et afin de limiter l'amplitude des pertes de données, le nombre de points successifs ramenés latéralement est limité à une fenêtre longitudinale maximale f comprise par exemple entre
5 et 50 mètres.
Dans l'exemple de la figure 2, cette fenêtre longitudinale maximale F s'étend sur 40 mètres ce qui n'a pas d'impact sur la première série de points car l'écart longitudinal ei entre les points 4 et 9 est inférieur à cette distance.
Par contre, sur la seconde série de points, le point 13 et les suivants 14, 15 ne seront pas ramenés latéralement au niveau du point 6 et des points 7 à 12 actualisés car l'écart longitudinal e2 entre les points 7 à 13 est supérieur à cette fenêtre longitudinale maximale F.
La position latérale du point 13 demeurant inchangée, celle du point 14 le restera également car ce dernier se situe plus près de l'axe longitudinal X que ce point 13.
Celle du point 15 ne sera non plus modifiée pour la même raison (ce dernier se situant plus près de l'axe longitudinal X que ce point 14).
Une fois l'étape de filtrage terminée, le module d'assistance active de maintien de trajectoire 51 établit sur la distance de détection, les profils de deux lignes de démarcation virtuelles délimitant la voie de circulation du véhicule à partir des deux séries de points (étape 500).
Plus précisément, le profil des deux lignes de démarcation est obtenu en les approximant chacune par une fonction polynomiale au troisième degré correspondante dans un espace affine plan muni d'un repère cartésien (X, Y) centré sur le véhicule :
1 1
Y =— ( dérivée initiale de la courbure ) X +— ( courbure initiale ) X 2 + (cap initial ) X + Y
6 2 où :
- X et Y correspondent respectivement aux composantes longitudinale et latérale d'un point appartenant à cette ligne de démarcation ;
- la dérivée initiale de la courbure correspond à la valeur de la dérivée de la courbure à l'origine du repère, c'est-à-dire au niveau du véhicule à X = 0 ;
- la courbure initiale correspond à la valeur de la dérivée de la courbure à l'origine du repère, c'est-à-dire au niveau du véhicule à X = 0 ;
- le cap (ou angle de lacet) initial correspond à la valeur du cap à l'origine du repère, c'est-à-dire au niveau du véhicule à X=0 ; et
- Yo correspondant à la position latérale initiale de la ligne de démarcation à l'origine du repère, c'est-à-dire au niveau du véhicule à
X=0. Les paramètres de chacune des deux fonctions correspondant aux deux lignes de démarcation (à savoir, la position latérale initiale Yo, le cap initial, la courbure initiale et la dérivée initiale de la courbure) sont déterminés en utilisant la méthode des moindres carrés à partir des points de la série correspondante.
Sur l'exemple de la figure 2, les profils correspondants à ces deux lignes de démarcation sont référencés Li et L2.
A partir des profils de ces deux lignes de démarcation de la voie de circulation, le processus détermine enfin la trajectoire que va réellement suivre le véhicule sur une distance d'anticipation prédéterminée supérieure ou égale à la distance de détection (étape 600), en faisant par exemple en sorte que ce véhicule demeure en permanence centré sur cette voie de circulation.
Cette distance d'anticipation sera par exemple comprise entre 100 et 200 m.
Selon des variantes de réalisation, cette distance d'anticipation peut également varier en fonction de la vitesse du véhicule et correspondre par exemple à la distance parcourue par ce véhicule pendant une durée prédéfinie comprise avantageusement entre 2 et 4 secondes et de préférence égale à 3 secondes.
D'une manière générale, on rappelle que la présente invention ne se limite pas aux formes de réalisation décrites et représentées, mais qu'elle englobe toute variante d'exécution à la portée de l'homme du métier.
Claims
1. Procédé de détermination de la trajectoire d'un véhicule automobile, circulant sur une voie de circulation, en absence de marquage au sol, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes :
- établissement, à partir des données provenant de moyens de détection (11) de l'environnement au devant du véhicule et sur une distance de détection, d'une grille d'occupation bidimensionnelle contenant une pluralité de points délimitant l'espace libre au devant dudit véhicule (100) ;
- réalisation d'une extrapolation de la trajectoire dudit véhicule (Te) sur ladite distance de détection (200) ;
- séparation des points de ladite grille d'occupation en deux séries de points contenant respectivement les points situés de part et d'autre de la trajectoire extrapolée (300) ;
- filtrage des deux séries de points de ladite grille d'occupation afin de supprimer ou d'ajuster la position de ceux ne correspondant pas à une limite de la voie de circulation (400) ;
- établissement, sur ladite distance de détection, des profils
(Li, l_2) des deux lignes de démarcation virtuelles délimitant la voie de circulation à partir des deux dites séries de points (500) ; et
- détermination de la trajectoire dudit véhicule sur une distance d'anticipation supérieure ou égale à ladite distance de détection à partir des profils des dites lignes de démarcation (600).
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite distance de détection est comprise entre 50 et 200 mètres.
3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite étape de filtrage (400) comporte une sous-étape (410) consistant, pour chacune des deux dites séries, à supprimer les groupes de points successifs dont les composantes longitudinales présentent un écart inférieur à un delta prédéterminé.
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit delta prédéterminé est compris entre 20 et 80 cm.
5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite étape de filtrage (400) comporte une sous-étape (420) consistant, pour chacune des deux séries, à comparer successivement deux à deux dans le sens longitudinal et en partant du niveau dudit véhicule, l'écartement latéral des points de cette série vis-à-vis de l'axe longitudinal dudit véhicule, le second point de chaque couple de points comparés étant ramené latéralement au niveau du premier point lorsque l'écartement latéral dudit second point vis-à-vis dudit axe longitudinal est supérieur à celui dudit premier point.
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le nombre de points successifs ramenés latéralement est limité à une fenêtre longitudinale maximale (F).
7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite fenêtre longitudinale maximale (F) est comprise entre 5 et 50 mètres.
8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ladite extrapolation de la trajectoire dudit véhicule (Te) est déterminée à partir de l'angle initial de braquage du volant ou de la vitesse initiale de lacet.
9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le profil de chacune des dites lignes de démarcation (Li, L2) est obtenu en les approximant chacune par une fonction polynomiale au troisième degré correspondante dans un espace affine plan.
10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que les paramètres de chacune des dites fonctions polynomiales sont déterminés à partir des points de la série correspondante.
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| FR3077549B1 (fr) | 2023-04-14 |
| FR3077549A1 (fr) | 2019-08-09 |
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