Thèmes:
- Aide à la conduite
- Radar
- lidar
Aide à la conduite :
Les systèmes appelés « assistance à la conduite » aident le conducteur à conduire. De manière générale, l'assistance à la conduite sert à accroître la sécurité. Souvent, plusieurs systèmes fonctionnent ensemble pour obtenir l’effet souhaité. Les systèmes suivants peuvent être classés comme aides à la conduite :
- LDW (réchauffement des départs de pays). Fonction : notification lors du franchissement de la démarcation de la voie ;
- TSR (reconnaissance des panneaux de signalisation). Fonction : reconnaître les panneaux de signalisation et en alerter le conducteur ;
- ACC (régulateur de vitesse actif). Fonction : maintient automatiquement la distance avec le véhicule qui précède ;
- BSD (détection des points clignotants). Fonction : notification des véhicules dans l'angle mort (angle mort) ;
- ALC (Contrôle adaptatif de la lumière). Fonction : allumer et éteindre automatiquement les lumières et parfois aussi faire tourner le réflecteur ;
- Systèmes pré-accident. Fonction : freinage automatique pour éviter les collisions ;
- Détection des piétons. Fonction : détection des piétons ;
- Détection pluie/lumière. Fonction : les essuie-glaces s'allument et s'éteignent automatiquement lors de la détection de pluie ;
- HDC (contrôle de descente). Fonction : aide à la descente ;
- Aide au maintien en côte/au démarrage. Fonction : actionner le frein de stationnement à l'arrêt sur une pente et le desserrer en cas de démarrage ;
- Système de vision panoramique. Fonction : système de vision panoramique utilisant diverses caméras ;
- Éclairage adaptatif feux de route/courbes. Fonction : système anti-éblouissement pour le trafic venant en sens inverse ;
- Stationnement automatique. Fonction : système de stationnement automatique ;
- Détection de somnolence du conducteur. Fonction : Détection de la vigilance du conducteur, par exemple s'endormir.
- Système de navigation. Fonction : Naviguez vers la destination spécifiée. Avec une voiture hybride, l'état de charge peut être ajusté sur l'itinéraire spécifié.
Une combinaison des systèmes ci-dessus constitue la base d’une voiture à conduite autonome. Des composants tels que des radars, des caméras vidéo et des capteurs à ultrasons sont une extension des systèmes mentionnés précédemment.
Radar:
Le radar est utilisé depuis plusieurs années pour contrôler automatiquement la vitesse, le freinage et les systèmes de sécurité en réponse à des changements soudains des conditions de circulation. La tâche principale du capteur radar est de détecter des objets puis de déterminer leur vitesse et leur position par rapport au véhicule sur lequel les capteurs sont montés. Pour y parvenir, le capteur radar dispose de quatre antennes qui émettent simultanément des ondes radar avec une fréquence généralement comprise entre 76 et 77 GHz. Ces ondes sont réfléchies par l'objet et sont reçues par les antennes. Les positions des objets peuvent être déterminées en comparant les différences de phase et les amplitudes des échos du signal.
Le tableau ci-dessous présente les différentes applications automobiles pour lesquelles le radar est utilisé.
On distingue trois types de systèmes radar : les radars à courte, moyenne et longue portée.
- Radar à courte portée (SRR)
Stationnement inversé : lors du stationnement automatique, les capteurs à ultrasons sont trop lents pour que l'ordinateur détecte la distance entre deux voitures, c'est pourquoi le SRR est également utilisé ici.
Reconnaissance des piétons : même dans des situations peu claires, le système intervient à l'approche d'un piéton. Si aucune réponse n'est apportée à temps, le véhicule freinera automatiquement.
- Radar à moyenne portée (MRR)
Cross Traffic Alert : lorsque le conducteur sort de l'espace de stationnement en marche arrière dans une situation dégagée, le système avertit de l'approche de véhicules (voir image ci-dessous).
- Radar longue portée (LRR)
Régulateur de vitesse actif (ACC) : avec une portée de 150 à 250 mètres et une détection de la vitesse du véhicule de 30 à 250 km/h, le LRR convient comme système radar pour le régulateur de vitesse actif. La distance par rapport au véhicule qui précède peut être ajustée par le conducteur. Souvent 4 à 8 phases sont possibles. Chaque phase correspond à un nombre de mètres. Le fonctionnement du régulateur de vitesse actif est expliqué ci-dessous.
Le Contrôle Automatique de Distance (ADC) est donc capable d'effectuer une intervention de freinage lorsqu'un objet est enregistré. Les images ci-dessous sont celles de l'ACC (Active Cruise Control) d'une Volkswagen Phaeton.
L'installation électrique de l'ACC est illustrée dans les schémas suivants. G550 est le capteur pour le contrôle automatique de la distance. Les fils des broches 4 et 5 font référence à 17 et 18 dans le schéma suivant.
Il est fait référence aux positions 17 et 18 dans le schéma ci-dessous. Il semble qu'il s'agisse de fils de bus CAN (Extended Low) (B665 et B666) connectés à l'unité de commande J533. J383 communique avec J390 (unité de commande de frein assisté) via le bus CAN variateur haut (B533 et B539). Le schéma suivant montre plusieurs connexions à ce dispositif de contrôle.
Le calculateur J539 commande la vanne N374 pour l'ADR (régulation automatique de distance) et la F318 (servo sur le servofrein) pour le freinage. Les fils CAN-high (B383) et CAN-low (B390) du schéma précédent sont également visibles ici.
Lidar :
Le LIDAR (Light Detection And Ranging ou Laser Imaging Detection And Ranging) est une technologie qui détermine la distance à un objet ou à une surface grâce à l'utilisation d'impulsions laser. Le fonctionnement du lidar est similaire à celui du radar : un signal est transmis et sera capturé à nouveau quelque temps plus tard par réflexion. La distance à cet objet est déterminée en mesurant ce temps. La différence entre le lidar et le radar est que le lidar utilise la lumière laser, tandis que le radar utilise des ondes radio. Cela signifie que des objets beaucoup plus petits peuvent être détectés avec le lidar qu'avec un radar. La longueur d'onde des ondes radio est d'environ 1 cm, celle de la lumière laser entre 10 μm (IR) et 250 nm (UV). À cette longueur d'onde, les ondes seront mieux réfléchies par les petits objets.
Un capteur lidar émet un signal infrarouge continu modulé, qui est réfléchi par un objet et reçu par une ou plusieurs photodiodes du capteur. Le signal modulé peut être constitué d'ondes carrées, d'oscillations sinusoïdales ou d'impulsions. Le modulateur transmet le signal reçu au récepteur. Le signal reçu est comparé au signal transmis pour vérifier s'il existe une différence de phase et pour vérifier le temps entre l'émission et la réception. La distance à l'objet est déterminée à partir de ces données.
Les systèmes Lidar fonctionnent à la vitesse de la lumière, qui est plus de 1.000.000 3 XNUMX de fois plus rapide que la vitesse du son. Au lieu d’émettre des ondes sonores, ils transmettent et reçoivent des données provenant de centaines de milliers d’impulsions laser chaque seconde. Un ordinateur de bord enregistre le point de réflexion de chaque laser et traduit ce « nuage de points » mis à jour rapidement en une représentation XNUMXD animée de son environnement.
Non seulement l’objet est affiché sur un écran, mais l’ordinateur estime également les mouvements que l’objet peut effectuer. Un véhicule peut avancer et reculer rapidement, mais pas latéralement. Cependant, une personne peut se déplacer dans n’importe quelle direction, mais à une vitesse relativement lente. Le système lidar prend toujours un instantané de la situation dans laquelle se trouve la voiture. L'assistance à la conduite effectue plus d'une centaine de choix chaque minute pour garantir une conduite en toute sécurité.
La composition d’un capteur lidar est la suivante :
- Source lumineuse : il peut s'agir d'un laser, d'une LED ou d'une diode VCSEL qui émet de la lumière par impulsions ;
- Scanner et optique : ces pièces guident la lumière vers l'extérieur via un miroir ou une lentille. La lentille concentre la lumière réfléchie vers un photodétecteur ;
- Photodétecteur et électronique ; la lumière est collectée dans un photodétecteur, par exemple une photodiode. L'électronique traite les données d'image de manière numérique ;
- Système de position et de navigation : les systèmes lidar mobiles nécessitent un système GPS pour déterminer la position et l'orientation exactes du capteur.
Conduite autonome avec Lidar :
- Google combine lidar et radar ;
- Intel s'appuie entièrement sur la technologie des caméras.
- Accord entre constructeurs : ils combinent les images visuelles (caméra) avec les informations des capteurs.
- Si un système tombe en panne, l’autre technologie détectera toujours et interviendra pour passer en mode sans échec.
