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1. (FR3067150) AFFICHAGE LOCAL PERSONNALISE CONCERNANT DES VOIES ROUTIERES A CIRCULATION CONDITIONNELLE
Note: Texte fondé sur des processus automatiques de reconnaissance optique de caractères. Seule la version PDF a une valeur juridique
La présente invention concerne des systèmes de gestion d’un réseau de circulation routier dans lequel certaines voies de circulation sont à circulation conditionnelle. Les voies à circulation conditionnelle englobent notamment les voies réversibles à savoir affectées à l’un ou l’autre des sens de circulation, les voies à filtrage partiel ou total, à savoir par exemple les voies qui n'autorisent que des véhicules à certains faibles taux de pollution, et les voies à vitesse maximale autorisée conditionnelle.
Par exemple, pour une voie de circulation réversible donnée, celle-ci sera affectée à un premier sens de circulation le matin et affecté au sens de circulation inverse l'après-midi et le soir. Selon un autre exemple, une voie de circulation réversible peut être affectée en fonction des relevés statistiques de circulation et des taux de congestion sur les différentes artères et tronçons du réseau routier. Selon un autre exemple, certaines voies peuvent être réservées ponctuellement aux véhicules de covoiturage et aux taxis en fonction des conditions de circulation. Selon un autre exemple, un taux de pollution élevée peut conduire à restreindre l'accès à certains axes de la voirie pour certains types de véhicules.
Certains axes routiers ou artères urbaines, qui sont critiques pour la fluidité de la circulation urbaine ou périurbaine, peuvent comprendre une ou plusieurs voies réversibles. Un tel système de voies réversibles peut être typiquement utilisé sur des ponts, des tunnels, ou des boulevards à voies multiples, ou encore des autoroutes urbaines ou périurbaines.
Ceci s'accompagne généralement d'une adaptation de la signalisation horizontale et verticale pour permettre aux conducteurs qui empruntent les voies de savoir sans ambigüité dans quel sens est affectée telle ou telle autre voie de circulation. Il s'avère aussi utile que les piétons, les cyclistes et en général les autres usagers de la voirie soient informés du sens de circulation des voies réversibles.
Pour la signalisation classique, il peut s'agir par exemple de croix rouges et ou de flèches vertes qui sont affichées au-dessus des voies de circulation, comme par exemple dans le document CN 103 790 118.
Dans certains cas, des appareils de voirie déplacent une bordure physique de séparation disposée entre les voies montante et descendante (aller et retour). Dans d'autres cas, il s'agit de dispositifs lumineux qui indiquent dans quel sens de circulation est affectée chaque voie, les dispositifs lumineux étant pilotés par un automate de commande. Les dispositifs existants nécessitent une infrastructure conséquente et manquent de souplesse. L’inventeur a identifié un besoin de proposer des solutions plus souples, adaptables et dynamiques pour permettre la gestion des voies de circulation réversibles et les informations associées mises à disposition des conducteurs. On verra que l’invention s’adresse aussi plus généralement à toutes les voies à circulation conditionnelle. À cet effet, il est proposé, selon un aspect de la présente invention, un système pour gérer un réseau de circulation routier dans lequel certaines voies de circulation sont à circulation conditionnelle, c'est-à-dire soit réversibles, à savoir affectées à l’un ou l’autre des sens de circulation, soit des voies à filtrage partiel ou total, soit des voies à vitesse maximale conditionnelle, le système comprenant un équipement de gestion centralisée avec au moins un serveur central configuré pour décider du sens de circulation des voies réversibles et/ou des restrictions de filtrage sur les voies à filtrage et/ou des vitesses maximales, en fonction de critères prédéterminés et/ou des conditions de circulation courantes et taux de congestion courant, et/ou de conditions environnementales. L’équipement de gestion centralisée est configuré pour diffuser des informations relatives au sens de circulation des voies réversibles et/ou aux restrictions de filtrage sur les voies à filtrage et/ou aux vitesses maximales, à destination de l’infrastructure de signalisation routière et à destination d’une pluralité d'entités mobiles, parmi lesquelles une pluralité de véhicules présents sur le réseau.
Le système est remarquable en ce qu’il est prévu un dispositif d’affichage relié à chaque entité mobile, le dispositif d’affichage étant configuré pour afficher, à destination des utilisateurs, des consignes et/ou contraintes relatives aux voies de circulation à proximité respective de chaque entité mobile.
Par « entités mobiles », il faut comprendre au sens large des véhicules et des piétons qui se déplacent sur la voirie, les véhicules pouvant être des automobiles conventionnelles, ou tout autre type d'engin c'est-à-dire des deux-roues, des trois-roues, des mono-roues (gyropodes par exemple), des camions, des bus etc. Par « utilisateurs », il faut comprendre les conducteurs de ces engins et les piétons.
Grâce aux dispositions énoncées plus haut, le ou les conducteur(s) (ou les piétons) dispose(nt) en permanence des informations à propos du sens de circulation des voies et notamment des voies réversibles, même si la signalisation horizontale et verticale de l'infrastructure n'est pas visible. Ainsi, même si certains panneaux de signalisation sont masqués par d'autres véhicules ou par une bande de brouillard, ou bien encore si certains panneaux de signalisation sont hors service, le conducteur peut quand même disposer d'informations sur le sens de circulation des voies et notamment des voies réversibles. On note que, lorsque le véhicule avance, la signalisation routière est nécessairement discontinue alors que la mise à disposition de l'information à bord du véhicule est permanente et permet aux conducteurs de disposer de l'information tout le temps. Par ailleurs, le type d'affichage proposé présente une souplesse très importante par rapport à l'affichage sur l'infrastructure routière, le type d'affichage en question peut supporter des changements fréquents et décidés en quasi temps réel. L'affichage à bord des entités mobiles complémente la signalisation d'infrastructure et on peut imaginer qu'elle la remplacera à terme.
De plus, plus généralement concernant les voies à circulation conditionnelle, les consignes de filtrage, de restrictions de circulation spécifiques à chaque voie et qui peuvent évoluer de façon dynamique, peuvent être affichées directement à bord du véhicule à destination des conducteurs.
On peut ainsi tout à fait envisager, grâce à l’invention, de se dispenser totalement de signalisation routière verticale ou horizontale. En effet, l’ensemble des informations relatives à la signalisation peut aisément être disponible sur les dispositifs d’affichage dont chaque entité mobile est munie (véhicule ou piétons).
Dans le présent document, on va s'intéresser en particulier aux véhicules avec conducteur ; toutefois il faut comprendre que l'invention peut s'appliquer aussi pour les piétons et les véhicules à délégation totale ou partielle de conduite (véhicules autonomes).
Dans divers modes de réalisation de l’invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l’une et/ou à l’autre des dispositions suivantes, prises isolément ou en combinaison.
Selon un mode de réalisation, le dispositif d’affichage affiche, pour les voies réversibles à proximité de chaque entité mobile, le sens de circulation desdites voies réversibles, ledit sens de circulation desdites voies réversibles étant affiché en fonction des informations reçues en provenance de l’équipement de gestion centralisée. Moyennant quoi, le conducteur dispose, à bord du véhicule, d'une information permanente et non ambigüe du sens de circulation des voies sur l'axe routier sur lequel il se déplace.
Selon un mode de réalisation, le dispositif d’affichage peut être installé à bord des véhicules équipés et se présenter comme un écran affichage en planche de bord ou dans un secteur d'affichage d’un combiné d'instrument. Ainsi, on a une mise à disposition permanente et conventionnelle du sens de circulation courant des voies réversibles. Ce genre d'écran procure une très bonne lisibilité des informations.
Selon un mode de réalisation, le dispositif d’affichage peut être installé à bord des véhicules équipés et se présenter comme un affichage tête haute sur le pare-brise (souvent désigné par HUD « Head Up Display » en anglais). Moyennant quoi le conducteur dispose de ces informations tout en regardant la route.
Selon un mode de réalisation, le dispositif d’affichage est configuré pour afficher, dans un véhicule donné, des consignes et/ou contraintes relatives à la voie empruntée par le véhicule donné et aux voies de circulation adjacentes à la voie de circulation empruntée et qui sont affectées au même sens de circulation que le sens de déplacement dudit véhicule. Moyennant quoi on ne fournit que des informations réellement utiles pour le conducteur et on évite de fournir des informations relatives au sens opposé qui ne sont pas pertinentes contextuellement.
Selon un mode de réalisation, le dispositif d’affichage peut être formé comme des lunettes à réalité augmentée, portées par un conducteur, un cycliste, un piéton, ou un autre usager de la voirie. Cette solution convient en particulier pour les piétons, les professionnels de la voirie et les intervenants sur voirie, etc.
Selon un mode de réalisation, la décision à propos des sens de circulation des voies réversibles est prise en fonction des densités de circulation mesurées et relevées en temps réel, de préférence au moins par les véhicules présents sur le réseau routier, et/ou par d’autres véhicules et/ou par des caméras de surveillance du trafic. La collecte d'informations en temps réel permet au serveur de calcul de formuler des décisions en quasi temps réel en fonction des taux de congestion, de la survenance éventuelle d’accidents, de la présence de travaux de voirie, des interdictions temporaires de circuler sur certains axes, etc.
Selon un mode de réalisation, le dispositif d'affichage combine des images prises vers l'avant du véhicule avec superposition d'indications de sens de circulation pour chacune de l'ensemble des voies de circulation du segment routier parcouru, y compris des voies réversibles, l'ensemble des voies de circulation du segment routier parcouru étant soit détecté par l'analyse d'images, soit mis à disposition par une cartographie locale et/ou un serveur distant, le sens de circulation des voies réversibles étant affiché en fonction des informations reçues en provenance de l’équipement de gestion centralisée. Moyennant quoi, on obtient un affichage en réalité augmentée très intuitif et explicite pour le conducteur.
Selon un mode de réalisation, le dispositif d'affichage affiche, pour chaque véhicule considéré, le sens de circulation courant concernant une ou plusieurs voie(s) réversible(s) pouvant exister sur le segment routier parcouru par le véhicule considéré. Le calculateur embarqué filtre des informations reçues pour n’afficher que les informations pertinentes.
Selon un mode de réalisation, le dispositif d'affichage affiche en outre, pour chaque véhicule considéré, le sens de circulation courant concernant une ou plusieurs voie(s) réversible(s) pouvant exister sur les segments routiers adjacents au prochain carrefour/intersection/échangeur à venir. Moyennant quoi le conducteur peut être préparé à des changements de direction au prochain carrefour, les informations sur les segments suivants lui sont effectivement présentées.
Selon un mode de réalisation, le dispositif d'affichage affiche, sur une carte de navigation, le sens de circulation courant concernant une ou plusieurs voie(s) réversible(s) pouvant exister sur le segment routier parcouru par le véhicule considéré et sur les segments routiers adjacents au prochain carrefour/intersection/échangeur à venir. On dispose ainsi d’un affichage clair et sans ambigüité sur une carte intuitive et explicite.
Selon un mode de réalisation, il est prévu un avertissement dans le cas où le véhicule s'apprête à s’engager à contresens dans une voie réversible. Ceci contribue à augmenter le niveau de sécurité de la circulation routière.
Il est aussi proposé ici un procédé de gestion d’un réseau de circulation routier dans lequel certaines voies de circulation sont à circulation conditionnelle, c'est-à-dire soit réversibles, à savoir affectées à l’un ou l’autre des sens de circulation, soit des voies à filtrage partiel ou total, soit des voies à vitesse maximale conditionnelle, ledit réseau de circulation routier intégrant un système tel que mentionné précédemment, ledit procédé comprenant les étapes suivantes :
• acquisition des données statistiques sur les taux de congestion et les vitesses moyennes sur les segments du réseau par tranche horaire et par jour de la semaine,
• collecte, en temps réel, des densités de circulation mesurées, de préférence au moins par les véhicules présents sur le réseau routier, et/ou par d’autres véhicules et/ou par des caméras de surveillance du trafic,
• détermination, par le serveur central, des sens de circulation des voies réversibles,
• diffusion, par l’équipement de gestion centralisée, des informations relatives au sens de circulation des voies réversibles et/ou des restrictions de filtrage sur les voies à filtrage et/ou des vitesses maximales autorisées,
• affichage, par les dispositifs d’affichage, à destination des utilisateurs, des consignes et/ou contraintes relatives aux voies de circulation à proximité respective de chaque entité mobile, véhicules ou piétons. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante donnée à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins joints, sur lesquels : - la figure 1 représente un axe routier à plusieurs voies de circulation,
- la figure 2 représente de manière schématique la mise à disposition d'informations à propos des sens de circulation à un conducteur de véhicule,
- la figure 3 représente un schéma général du système,
- la figure 4 représente une illustration de lunettes à réalité augmentée,
- la figure 5 illustre une carte de navigation informée,
- les figures 6A à 6C représentent des exemples d'affichage tête haute,
- la figure 7 illustre un exemple d'affichage à réalité augmentée,
- La figure 8 illustre les étapes de procédé mis en œuvre.
Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires. Pour des raisons de clarté de l'exposé, certains détails ne sont pas représentés à l'échelle.
Dans les exemples illustrés, on a représenté un régime de circulation à droite de la route. Bien entendu, l’invention s’applique aussi au régime de circulation à gauche de la route, il suffit d’adapter la logique en symétrie droite-gauche.
La figure 1 représente un axe routier 20 qui comprend quatre voies de circulation, 21 à 24. L'axe routier 20 fait partie d'un réseau de circulation routier 100 étendu et complexe, non représenté sur la figure 1.
La première voie 21 est affectée en permanence au sens de circulation noté S1. La quatrième voie 24 est affectée en permanence au sens de circulation noté S2.
Les deux voies 22, 23 du milieu sont des voies de type « voie réversible » S3, c'est-à-dire qu’elles sont affectées à l’un ou l’autre des sens de circulation S1 ou S2.
On peut avoir typiquement les configurations suivantes :
• Configuration A : la deuxième voie 22 dans le sens S1, et la troisième voie 23 dans le sens S2,
• Configuration B : les deux voies 22, 23 dans le sens S1,
• Configuration C : les deux voies 22, 23 dans le sens S2.
Toutes les combinaisons de succession d'une configuration à l'autre sont possibles.
Dans l'exemple illustré, il n'y a pas de terre-plein central ni de bordure physique à déplacer entre les voies affectées au sens S1 et les voies affectées au sens S2. S'agissant des axes routiers, il peut aussi y avoir la configuration où toutes les voies sont affectées à un même sens de circulation, par exemple S1, puis un peu plus tard toutes les voies sont affectées au sens de circulation inverse S2 (réversibilité totale).
En considérant qu'un véhicule 9 se déplace sur l'axe routier 20 selon la direction S1, alors que cet axe routier se trouve en configuration C, la figure 2 illustre de manière schématique l'affichage 50 présenté au conducteur ; plus précisément, dans les éléments affichés, il y a une flèche verte 61 sur la droite et trois flèches rouges 62 sur la gauche qui représentent ensemble les quatre voies de circulation 21-24 dont une seule est disponible à l'instant t pour le parcours du véhicule 9.
Comme illustré à la figure 3, le système comprend un équipement de gestion centralisée 2 avec au moins un serveur central 4 configuré pour décider du sens de circulation des voies réversibles et/ou des restrictions de filtrage sur les voies à filtrage et/ou des vitesses maximales autorisées.
En alternative au serveur central 4, ce dernier pourrait être remplacé pour une solution de nuage informatique (« Cloud » en langue anglaise).
La décision du sens de circulation des voies réversibles est prise en fonction d'un ou plusieurs des éléments suivants :
• de critères prédéterminés,
• et/ou des conditions de circulation courantes et taux de congestion courant du trafic routier,
• et/ou de conditions environnementales (pluie, neige, verglas, inondation...).
Les critères prédéterminés sont issus des relevés antérieurs et des données statistiques sur les taux de congestion et les vitesses moyennes sur les segments du réseau par tranche horaire et par jour de la semaine.
Les conditions de circulation courantes sont des informations actualisées qui sont remontées notamment par des caméras agencées sur l'infrastructure et qui surveillent le trafic routier. Les véhicules qui roulent contribuent aussi à remonter les conditions de circulation courante ; en effet ils signalent leur vitesse moyenne sur chacun des segments où ils se trouvent.
Les conditions environnementales englobent les conditions météorologiques, mais également les niveaux de pollution constatée, etc.
La détermination du sens de circulation des voies réversibles est faite afin d’optimiser la fluidité de la circulation routière au niveau de l’ensemble d’une ville, métropole, conurbation. Des algorithmes d’optimisation multicritères sont utilisés pour les calculs de décision. L’équipement de gestion centralisée 2 permet de mettre en communication le serveur central 4 et l’ensemble des véhicules et entités mobiles impliqués. L’équipement de mise en communication comprend des portions de réseau de communication sans fil, par exemple un réseau cellulaire, et utilise des portions du réseau internet filaire.
Les informations diffusées vers les entités mobiles comprennent les informations relatives au sens de circulation des voies réversibles.
Chacun des segments de voie est identifié par un identifiant unique (code TMC), et les différentes bases de données cartographiques partagent le même système d’identification des axes, voies et segments.
Au niveau de chaque entité mobile (piéton ou véhicule), il faut filtrer l’ensemble des informations reçues pour ne conserver que les informations qui concernent la zone autour de la position géographique de l’entité mobile. A cet effet, l’entité mobile comprend une fonction de localisation géographique (par GPS, bornage réseau cellulaire, ou autre). Cette fonction de localisation géographique n’a pas besoin d’être précise pour la fonction filtrage des informations en réception. Les informations qui ne concernent pas une zone géographique de quelques kilomètres autour de la position courante de l'entité mobile doivent être filtrées et éliminées. La taille de la zone d'intérêt peut dépendre de l'emplacement courant (campagne, zone urbaine, centre-ville) et de la vitesse de déplacement de l’entité mobile.
Le sous-ensemble des informations qui passent ce premier filtrage va être travaillé et utilisé plus précisément comme il sera décrit plus loin. Les autres informations sont ignorées.
Comme illustré en figure 3, les véhicules 9 comprennent des récepteurs GPS et des écrans d’affichages 51. Il est prévu à bord de chaque véhicule 9 une ou plusieurs unités de commande électronique connues en soi, qui peuvent être typiquement un calculateur de navigation associé à un écran ou au combiné d’instruments du véhicule 9. L’équipement de gestion centralisée 2 permet la diffusion des informations relatives au sens de circulation des voies réversibles à destination de l’infrastructure de signalisation routière, horizontale et verticale. L’équipement de gestion centralisée 2 permet aussi la diffusion des informations relatives aux restrictions de filtrage sur les voies à filtrage et/ou aux vitesses maximales vers l’infrastructure de signalisation routière, horizontale et verticale.
La mise à disposition des informations pertinentes pour les utilisateurs peut être faite selon plusieurs niveaux, comme précisé ci-dessous.
Affichage Niveau 1
Selon ce premier niveau, l'information est diffusée pour une cartographie informative, avec ou sans navigation, sans nécessité de connaissance précise de la position courante. Dans ces conditions, une cartographie affiche le sens de circulation des voies réversibles de cartes sans forcément positionner l’entité mobile sur la carte.
Affichage Niveau 2
Dans le cas d'un positionnement plus précis et d'un système navigation, l'application de cartographie 53 affiche, outre la carte et les sens de circulation, la position courante et l’itinéraire à court terme prévu pour le véhicule 9, comme illustré en figure 5.
De manière complémentaire ou alternative, il est prévu de reconnaître le sens de circulation courant de l'entité mobile ou du véhicule 9 qui se déplace et par conséquent d'adapter l'affichage à cette information de sens de déplacement connu.
Ainsi, en complément d'une information cartographique sur écran, il peut être prévu un système d'affichage tête haute (désigné par HUD, « Head Up Display » en anglais) ; un tel affichage est illustré à la figure 2 ainsi qu'aux figures 6A, 6B, 6C. Des indications lumineuses pixélisées sont affichées sur le pare-brise.
Des informations semblables ou similaires peuvent être également affichées sur un équipement de type lunettes électroniques 5 comme illustré à la figure 4. Ces lunettes électroniques 5 peuvent indifféremment être portées par des conducteurs de véhicules ou bien par des piétons.
La séquence aux figures 6A, 6B, 6C illustre un changement de sens intervenant sur la deuxième voie en partant de la droite. Au début de la séquence temporelle, cette voie est à contresens et est affectée d’une flèche rouge (cf. figure 6A) ; puis, pendant le temps nécessaire à la purge de la circulation en sens opposé, on affiche par exemple une croix rouge (figure 6B). Puis l'affichage indique que cette voie devient disponible pour la circulation dans le sens de l’entité mobile, c'est-à-dire qu’une flèche verte est affichée (figure 6C).
Autrement dit, si la connaissance de la voie de circulation empruntée sur l'axe emprunté est connue et la direction connue, alors on peut plus avant personnaliser la mise à disposition des informations.
Affichage Niveau 3
Selon cette variante, on utilise des images vidéo prises par une caméra dirigée vers l'avant du véhicule, et après analyse des images, on y superpose des informations au premier plan qui indiquent le sens de circulation de chacune des voies identifiées dans les images.
On appelle cette solution une solution de réalité augmentée comme illustré à la figure 7.
La reconnaissance du nombre de voies sur le segment routier juste devant le véhicule 9 peut être faite de plusieurs façons en utilisant ou pas une cartographie fine et la connaissance précise de la position géographique courante. L'analyse des images vidéo prises par une ou plusieurs caméras orientées vers l'avant du véhicule 9 permet également d'extraire le nombre de voies disponibles sur le segment routier parcouru.
Une solution peut consister en une fusion des informations en provenance de la cartographie fine et des images captées par la caméra.
Les véhicules 9 sont équipés d'une fonction de localisation GPS précise.
La superposition des images captées par la caméra avec superposition des flèches indicatives de sens de circulation 61,62 des voies fournies des indications est très intuitive pour le conducteur, ce qui soulage sa charge mentale au bénéfice de la conduite.
La figure 8 illustre le procédé mis en œuvre dans le système décrit ci-dessus. On collecte en permanence les données de circulation (étape 120) ; l’équipement de gestion centralisée 2, après analyse des données de circulation et prise en compte de critères prédéterminés et/ou de critères environnementaux, décide de l’allocation (ou du filtrage) des voies de circulation et notamment des voies réversibles (étape 140). L'équipement de gestion centralisée 2 diffuse les instructions de circulation relative à chacune des voies de chacun des axes du réseau routier vers l'infrastructure et vers les véhicules (étape 160). Au niveau de chacun des véhicules 9 et/ou de chacune des entités mobiles, un dispositif d'affichage affiche les informations pertinentes pour l'utilisateur et/ou le conducteur, comme déjà explicité ci-dessus.
En complément des voies réversibles, il y a d’autres voies à circulation conditionnelle. En particulier on trouve des voies à filtrage partiel ou total et des voies à vitesse maximale conditionnelle.
Les voies à filtrage partiel ou total sont des voies qui n'autorisent le passage qu’à des véhicules d’un type particulier (par exemple des véhicules électriques ou présentant un certain critère de niveau de pollution) ou à des véhicules à prérogatives particulières (pompiers, police, urgences médicales, etc.) ou à des véhicules à chargement particulier (co-voiturage, personnes handicapées, etc.).
Les voies à vitesse maximale autorisée conditionnelle sont des voies où la vitesse maximale autorisée est conditionnelle, c’est-à-dire cette vitesse dépend contextuellement des conditions météorologiques, des niveaux constatés de pollution, des taux constatés de congestion et d’embouteillages. Dès lors, en complément des informations sur le sens des voies réversibles déjà exposées, d’autres informations peuvent être fournies qui sont illustrées à la référence générique 6 en figure 2.
On peut indiquer par exemple la vitesse maximale conditionnelle (repère 63), la restriction aux véhicules électriques (repère 64), une restriction aux véhicules de covoiturage (repère 65), un accès autorisé uniquement aux véhicules porteurs de la vignette numéro 1 (repère 66).
En fonction complémentaire, il est prévu un avertissement dans le cas où le véhicule s'apprête à s’engager, voire s’engage effectivement à contresens dans une voie réversible. Il peut être prévu un couplage avec la direction assistée électrique du véhicule et le système de suivi de voie du véhicule (LDWS/AFIL) pour fournir, en plus de l’avertissement ci-dessus mentionné, une correction de direction afin de dissuader et/ou d’interdire l’engagement dans la voie réversible à contresens.