Comment fonctionne le système de conduite autonome
Le gouvernement allemand a récemment annoncé vouloir favoriser le développement de la technologie et prévoit de créer des infrastructures spécialisées sur les autoroutes. Alexander Dobrindt, ministre allemand des Transports, a annoncé que le tronçon de l'autoroute A9 de Berlin à Munich sera construit de manière à ce que les voitures autonomes puissent circuler confortablement tout au long du parcours.
Glossaire des abréviations
abdos Système antiblocage. Système utilisé dans les automobiles pour empêcher le blocage des roues.
ACC Régulateur de vitesse adaptatif. Un dispositif qui maintient une distance de sécurité appropriée entre les véhicules en mouvement.
AD Conduite automatisée. Le système de conduite automatisée est un terme utilisé par Mercedes.
ADAS Système avancé d'aide à la conduite. Système de support de pilote étendu (comme les solutions Nvidia)
ASSK Régulateur de vitesse intelligent avancé. Régulateur de vitesse adaptatif basé sur radar
MOY Système de contrôle automatique du véhicule. Système automatisé de surveillance et de conduite (par exemple, dans un parking)
DIV Véhicules intelligents sans pilote. Voitures intelligentes sans chauffeur
ECS Composants et systèmes électroniques. Nom général des équipements électroniques
IdO Internet des objets. Internet des objets
SON Systèmes de transports intelligents. Systèmes de transport intelligents
LIDAR Détection et télémétrie de la lumière. Un appareil qui fonctionne comme un radar - il combine un laser et un télescope.
LKAS Système d'assistance au maintien de voie. Aide au maintien de voie
V2I Véhicule-infrastructure. Communication entre véhicule et infrastructure
V2V Véhicule à véhicule. Communication entre véhicules
Le plan comprend, entre autres, la création d'une infrastructure pour soutenir la communication entre les véhicules; à ces fins, une fréquence de 700 MHz sera attribuée.
Ces informations montrent non seulement que l'Allemagne prend au sérieux le développement motorisation sans conducteur. Soit dit en passant, cela fait comprendre aux gens que les véhicules sans pilote ne sont pas seulement des véhicules eux-mêmes, des voitures ultramodernes bourrées de capteurs et de radars, mais aussi des systèmes administratifs, d'infrastructure et de communication complets. Cela n'a aucun sens de conduire une seule voiture.
Beaucoup de données
Le fonctionnement d'un système de gaz nécessite un système de capteurs et de processeurs (1) pour la détection, le traitement des données et la réponse rapide. Tout cela devrait se produire en parallèle à des intervalles de millisecondes. Une autre exigence pour l'équipement est la fiabilité et la haute sensibilité.
Les caméras, par exemple, doivent être à haute résolution afin de reconnaître les détails les plus fins. De plus, tout cela doit être durable, résistant aux diverses conditions, températures, chocs et impacts éventuels.
Une conséquence inévitable de l'introduction voitures sans chauffeur est l'utilisation de la technologie Big Data, c'est-à-dire l'obtention, le filtrage, l'évaluation et le partage d'énormes quantités de données en peu de temps. De plus, les systèmes doivent être sécurisés, résistants aux attaques extérieures et aux interférences pouvant entraîner des accidents majeurs.
Voitures sans chauffeur ils ne rouleront que sur des routes spécialement préparées. Les lignes floues et invisibles sur la route sont hors de question. Les technologies de communication intelligentes – car-to-car et car-to-infrastructure, également appelées V2V et V2I, permettent l'échange d'informations entre les véhicules en mouvement et l'environnement.
C'est en eux que les scientifiques et les concepteurs voient un potentiel important lorsqu'il s'agit de développer des voitures autonomes. V2V utilise la fréquence 5,9 GHz, également utilisée par Wi-Fi, dans la bande 75 MHz avec une portée de 1000 m.La communication V2I est quelque chose de beaucoup plus complexe et n'implique pas seulement une communication directe avec des éléments d'infrastructure routière.
Il s'agit d'une intégration et d'une adaptation complète du véhicule au trafic et d'une interaction avec l'ensemble du système de gestion du trafic. Typiquement, un véhicule sans pilote est équipé de caméras, de radars et de capteurs spéciaux avec lesquels il « perçoit » et « ressent » le monde extérieur (2).
Des cartes détaillées sont chargées dans sa mémoire, plus précises que la navigation automobile traditionnelle. Les systèmes de navigation GPS dans les véhicules sans conducteur doivent être extrêmement précis. La précision à une dizaine de centimètres est importante. Ainsi, la machine colle à la ceinture.
1. Construire une voiture autonome
Le monde des capteurs et des cartes ultra-précises
Pour le fait que la voiture elle-même colle à la route, le système de capteurs est responsable. Il y a aussi généralement deux radars supplémentaires sur les côtés du pare-chocs avant pour détecter d'autres véhicules s'approchant des deux côtés à une intersection. Quatre ou plusieurs autres capteurs sont installés aux coins du corps pour surveiller les éventuels obstacles.
2. Ce que voit et ressent une voiture autonome
La caméra frontale avec un angle de vision de 90 degrés reconnaît les couleurs, elle lit donc les feux de circulation et les panneaux de signalisation. Les capteurs de distance dans les voitures vous aideront à maintenir une distance appropriée par rapport aux autres véhicules sur la route.
De plus, grâce au radar, la voiture gardera ses distances avec les autres véhicules. S'il ne détecte pas d'autres véhicules dans un rayon de 30m, il pourra augmenter sa vitesse.
D'autres capteurs aideront à éliminer le soi-disant. Angles morts le long du parcours et détection d'objets à une distance comparable à la longueur de deux terrains de football dans chaque direction. Les technologies de sécurité seront particulièrement utiles dans les rues et les intersections très fréquentées. Pour mieux protéger la voiture des collisions, sa vitesse de pointe sera limitée à 40 km/h.
W voiture sans chauffeur Le cœur de Google et l'élément le plus important de la conception est un laser Velodyne à 64 faisceaux monté sur le toit du véhicule. L'appareil tourne très rapidement, de sorte que le véhicule "voit" une image à 360 degrés autour de lui.
Chaque seconde, 1,3 million de points sont enregistrés avec leur distance et leur direction de déplacement. Cela crée un modèle 3D du monde, que le système compare avec des cartes haute résolution. En conséquence, des itinéraires sont créés à l'aide desquels la voiture contourne les obstacles et suit les règles de la route.
De plus, le système reçoit des informations de quatre radars situés à l'avant et à l'arrière de la voiture, qui déterminent la position d'autres véhicules et objets pouvant apparaître de manière inattendue sur la route. Une caméra située à côté du rétroviseur capte les feux et les panneaux de signalisation et surveille en permanence la position du véhicule.
Son travail est complété par un système inertiel qui prend en charge le suivi de position partout où le signal GPS ne parvient pas - dans les tunnels, entre les immeubles de grande hauteur ou dans les parkings. Utilisé pour conduire une voiture : les images collectées lors de la création d'une base de données présentée sous la forme de Google Street View sont des photographies détaillées des rues des villes de 48 pays à travers le monde.
Bien sûr, cela ne suffit pas pour une conduite sûre et l'itinéraire emprunté par les voitures Google (principalement dans les États de Californie et du Nevada, où la conduite est autorisée sous certaines conditions). voitures sans chauffeur) sont enregistrés avec précision à l'avance lors de voyages spéciaux. Google Cars fonctionne avec quatre couches de données visuelles.
Deux d'entre eux sont des modèles ultra-précis du terrain sur lequel évolue le véhicule. Le troisième contient une feuille de route détaillée. La quatrième est la donnée de comparaison des éléments fixes du paysage avec ceux en mouvement (3). De plus, il existe des algorithmes qui découlent de la psychologie du trafic, par exemple, signaler à une petite entrée que vous souhaitez traverser une intersection.
Peut-être que dans un système routier entièrement automatisé du futur, sans personnes à faire comprendre quelque chose, il se révélera redondant et les véhicules se déplaceront selon des règles pré-adoptées et des algorithmes strictement décrits.
3. Comment la voiture automatique de Google voit son environnement
Niveaux d'automatisation
Le niveau d'automatisation des véhicules est évalué selon trois critères fondamentaux. Le premier concerne la capacité du système à reprendre le contrôle du véhicule, tant en marche avant qu'en manœuvre. Le deuxième critère concerne la personne à bord du véhicule et sa capacité à faire autre chose que conduire le véhicule.
Le troisième critère concerne le comportement de la voiture elle-même et sa capacité à "comprendre" ce qui se passe sur la route. L'Association internationale des ingénieurs automobiles (SAE International) classe l'automatisation du transport routier en six niveaux.
Du point de vue automatisation de 0 à 2 le principal facteur responsable de la conduite est le conducteur humain (4). Les solutions les plus avancées à ces niveaux incluent le régulateur de vitesse adaptatif (ACC), développé par Bosch et de plus en plus utilisé dans les véhicules de luxe.
Contrairement au régulateur de vitesse traditionnel, qui oblige le conducteur à surveiller en permanence la distance avec le véhicule qui le précède, il effectue également une quantité minimale de travail pour le conducteur. Un certain nombre de capteurs, radars et leur interface entre eux et avec d'autres systèmes du véhicule (y compris la conduite, le freinage) obligent une voiture équipée d'un régulateur de vitesse adaptatif à maintenir non seulement une vitesse définie, mais également une distance de sécurité par rapport au véhicule qui précède.
4. Niveaux d'automatisation dans les voitures selon SAE et NHTSA
Le système freinera le véhicule au besoin et ralentir seulpour éviter une collision avec l'arrière du véhicule qui vous précède. Lorsque les conditions routières se stabilisent, le véhicule accélère à nouveau jusqu'à la vitesse réglée.
L'appareil est très utile sur l'autoroute et offre un niveau de sécurité beaucoup plus élevé que le régulateur de vitesse traditionnel, qui peut être très dangereux s'il est mal utilisé. Une autre solution avancée utilisée à ce niveau est LDW (Lane Departure Warning, Lane Assist), un système actif conçu pour améliorer la sécurité de conduite en vous avertissant si vous quittez involontairement votre voie.
Il est basé sur l'analyse d'images - une caméra connectée à un ordinateur surveille les panneaux de limitation de voie et, en coopération avec divers capteurs, avertit le conducteur (par exemple, par vibration du siège) d'un changement de voie, sans allumer le clignotant.
Aux niveaux d'automatisation supérieurs, de 3 à 5, davantage de solutions sont progressivement introduites. Le niveau 3 est appelé « automatisation conditionnelle ». Le véhicule acquiert alors des connaissances, c'est-à-dire collecte des données sur l'environnement.
Le temps de réaction attendu du conducteur humain dans cette variante est porté à plusieurs secondes, alors qu'à des niveaux inférieurs, il n'était que d'une seconde. Le système embarqué contrôle le véhicule lui-même et seulement si nécessaire informe la personne de l'intervention nécessaire.
Ce dernier, cependant, peut faire autre chose, comme lire ou regarder un film, n'étant prêt à conduire que lorsque cela est nécessaire. Aux niveaux 4 et 5, le temps de réaction humain estimé passe à plusieurs minutes à mesure que la voiture acquiert la capacité de réagir de manière autonome tout au long de la route.
Ensuite, une personne peut complètement cesser de s'intéresser à la conduite et, par exemple, s'endormir. La classification SAE présentée est également une sorte de modèle d'automatisation des véhicules. Pas le seul. L'Agence américaine de sécurité routière (NHTSA) utilise une division en cinq niveaux, de entièrement humain - 0 à entièrement automatisé - 4.
