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Les yeux et les oreilles des voitures autonomes

C'était déjà en 2008, une Chevrolet Tahoe équipée de LiDAR, de radars et de cameras lors du Consumer Electronics Show de Las Vegas.

C'était déjà en 2008, une Chevrolet Tahoe équipée de LiDAR, de radars et de cameras lors du Consumer Electronics Show de Las Vegas. - Paul Morris / GETTY IMAGES NORTH AMERICA / AFP

Caméra, laser, odomètre, gyroscope… Sont autant de technologies clés des véhicules autonomes, que constructeurs et équipementiers peaufinent actuellement afin de réussir à présenter des véhicules complètement autonomes dans quelques années.

Qu’est-ce qu’un conducteur ? Ce sont surtout des yeux, des oreilles qui captent les signaux d’une situation sur la route; et un cerveau capable de les analyser pour prendre les décisions adéquates. Comment, dès lors, s’en passer ? la solution : créer des capteurs. "L’intelligence du véhicule autonome se déroule grâce à la perception qu’il a de son environnement. Cette perception dépend de capteurs qui fonctionnent de mieux en mieux, avec de plus en plus de niveau de précision", témoignait ainsi Christophe Sapet, cofondateur de la start-up lyonnaise à l’origine de la navette sans chauffeur Navya Arma, le 1er octobre dernier sur BFM Business.

Détecter les obstacles

Dans un véhicule autonome, les sens et la réflexion du conducteur humain sont remplacés par des caméras, des lasers… "Les capteurs se décomposent en deux catégories : ceux proprioceptifs, qui fournissent des informations sur l’état du véhicule (gyroscope, odomètre…) et ceux extéroceptif (caméra, laser) pour détecter et caractériser l’environnement, la route, les obstacles en temps réel que ce soit un cycliste, une moto, un piéton ou d’autres obstacles en mouvement ou fixes", détaille Ahmed Chaibet, enseignant chercheur au pôle systèmes et énergies embarqués pour les transports de l’école d’ingénieurs Estaca.

Les constructeurs et les institutions gouvernementales ont commencé à travailler sur ces capteurs au cours des années 1980, d’abord aux Etats-Unis et au Japon, puis en France au début des années 1990, précise-t-il. L’objectif de départ étant d’améliorer le confort des usagers de la route, de favoriser l’éco-conduite, de réduire le stress et les accidents en fluidifiant le trafic. C’est ainsi qu’ont vu le jour les régulateurs de vitesse. Combinés entre-eux, ces capteurs contribuent aujourd'hui à améliorer la sûreté et la sécurité des usagers.

Au fil de leurs évolutions, ces capteurs poussent aussi vers un modèle de conduite 100% autonome. Parmi eux figurent des lasers spécifiques, appelés LiDAR – pour « Light Detection And Ranging ». Un tel laser sert à calculer la distance entre la voiture et les objets qui l’entourent. Il mesure les distances, détecte les obstacles. Les informations ainsi recueillies sont recoupées par l’ordinateur de bord et comparées aux informations captées par des radars, qui calculent également la distance entre le véhicule et des obstacles. Cet ordinateur reçoit aussi des données venant de caméras. Ces dernières reconstituent en 3D l’environnement extérieur de la voiture par stéréovision. Elles servent à détecter des obstacles mais aussi à se garer, à détecter le tracé de la route, les feux et les panneaux de signalisation.

Partenariats entre constructeurs et équipementiers

Une voiture autonome est également dotée de télémètres à ultrasons pour le stationnement, d’un système anti-franchissement de ligne pour le maintien d’une trajectoire correcte, de centrale inertielle et d’odomètres afin de connaître la vitesse et la distance parcourue.

Tous ces nouveaux capteurs sont progressivement développés par les constructeurs en partenariats avec les équipementiers tels Valeo, Continental ou Bosch. "L’enjeu, désormais, est de parvenir à réduire les défauts de fonctionnement de ces capteurs et leur impact sur le fonctionnement de la voiture", lance Ahmed Chaibet. Cela revient à développer des automates embarqués capables d’analyser la qualité de fonctionnement des capteurs et d’en faire un retour visuel sur le tableau de bord afin d’alerter les occupants de la voiture et de leur permettre de réagir. Un point crucial si les constructeurs (Nissan, Toyota, Volvo, etc), veulent tenir leurs promesses de présenter au public des voitures 100% autonomes d’ici à 2020. 

Adeline Raynal