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13/09/2018 - BABETTE SOETAERT

LA CLE DE LA CONDUITE AUTONOME EST DANS NOTRE POCHE!

ÉTUDE SUR L'IMPLÉMENTATION DE LA CONDUITE AUTONOME

Avec un ordinateur fournissant 1 million d'instructions par seconde, tournant sous un programme de 32 kilobytes et possédant une mémoire de 4 kilobytes, les Etats-Unis sont arrivés en 1969 à envoyer Apollo 11 sur la lune en toute sécurité. Aujourd'hui, la puissance de calcul d'un smartphone est 20.000 fois plus élevée que celle de cet 'ordinateur de pointe'. Plus de cinquante ans plus tard, quatre étudiants de la haute école Thomas More à Wavre-Sainte-Catherine prouvent qu'un produit grand public est capable de bien plus que de prendre des selfies et de raconter sa vie sur les réseaux sociaux.

Autonoom rijden

CONDUITE AUTONOME GRACE AU SMARTPHONE

Trois étudiants en technologie automobile et un étudiant en électronique-ICT de la haute école Thomas More ont étudié des véhicules autonomes dans le cadre de leur mémoire de baccalauréat. Ils se sont demandé s'ils pouvaient faire rouler un véhicule commercial - le cas échéant, une Toyota RAV4 hybride de 2017 - de manière autonome au moyen d'un smartphone. C'est ainsi qu'ils ont découvert une technologie qui n'est pas encore courante, mais qui le deviendra tôt ou tard. La haute école Thomas More souhaite faire réfléchir ses étudiants au trafic du futur. Le professeur en technologie automobile, Mark Pecqueur, explique: “Dans notre école, nous avons déjà notre vision de l'avenir. Cela fait quatorze ans que je suis la conduite autonome. Depuis que Sebastian Thrun a remporté pour la première fois le challenge DARPA et reçu des budgets illimités de la part de Google, la conduite autonome s'est développée à un rythme effréné. Comme nous voulons anticiper ce qui va arriver, nous devons poser dès aujourd'hui les bases de ce qui sera un réalité dans moins de cinq ans."

FONCTIONNEMENT

Toyota RAV4
Un véhicule commercial peut-il conduire de manière autonome sur la base d'un smartphone ?

Aujourd'hui, chaque voiture intègre une série de capteurs qui produisent des données en permanence. Lorsque ces on-board diagnostics (OBD) sont combinés avec les images de la caméra d'un GSM, on a tout ce qu'il faut pour faire rouler un véhicule de manière autonome. “Nous plaçons un GSM derrière le pare-brise de la voiture et nous partons d'un logiciel open source que nous avons trouvé sur le Net", déclare l'étudiant en technologie automobile, Jonathan Matthyssen. “Nous avons adapté le logiciel, nous y avons ajouté du matériel et avec ça, nous avons pu combiner les données de la voiture avec les images caméra du GSM. Cette information combinée a été renvoyée à la voiture, conduite au moyen d'ordres tels que 'ralentir', 'tourner', 'freiner', …"

OpenPilot

L'étude a utilisé le système OpenPilot pour rendre autonome un véhicule existant. Ce système veille à ce que le véhicule puisse suivre les marquages routiers et s'adapte à la vitesse du véhicule qui le précède. OpenPilot apporte une solution au niveau du logiciel et du matériel pour créer un véhicule autonome au niveau 3-4. Le système est en mesure d'assurer la conduite à la place du conducteur, mais aussi la décélération et l'accélération. Le conducteur doit juste être attentif au trafic. Le logiciel reprend certaines fonctions du véhicule en désactivant certains ECU et en envoyant des notifications sur le bus du véhicule.

Matériel

Le matériel d'OpenPilot comporte trois éléments. Le 'Panda' et la 'Giraffe' assurent les bonnes connexions avec le bus du véhicule. L'EON comprend le logiciel et la caméra.

  • Le 'Panda' est d'abord raccordé derrière la caméra de reconnaissance frontale et relie l'EON au bus du véhicule.
  • Le 'Giraffe' est placé sur le 'Panda' et permet de choisir quel bus allumer ou éteindre.
  • L'EON est la plate-forme sur laquelle tourne le logiciel. Elle se compose d'un smartphone One Plus 3 avec une version Android adaptée.

Mark Pecqueur: “Pour faire simple, nous lisons les données de diagnostic on-board et nous les combinons avec l'image du smartphone. Les données obtenues sont intégrées dans ce que l'on appelle un 'Panda' (un dispositif qui est utilisé pour la manipulation de données et l'analyse). Ces données traitées sont alors renvoyées à la voiture. Les étudiants sont surtout en train d'examiner où les données se trouvent précisément sur le réseau afin de savoir quelles données sont nécessaires pour faire rouler le véhicule de manière autonome."

Logiciel

Outre OpenPilot, les étudiants ont utilisé Automotive Grade Linux ou AGL. Il s'agit d'une plate-forme open source pour le réseau d'infotainment dans les voitures. Le logiciel tourne sous Linux Kernel avec des fonctionnalités adaptées qui ont été spécialement conçues pour les applications automobiles. Il s'agit d'une plate-forme qui a été créée pour s'attaquer aux différences de logiciel et de matériel entre les différents groupes automobiles. Le but est de créer une plate-forme modulaire utilisable sans travail supplémentaire sur la plupart des modèles.

Autonoom rijden smartphoneSmartphone

Le système autonome utilise la caméra du smartphone et le radar qui est présent en standard dans le véhicule. Le smartphone calcule la direction que la voiture doit suivre, et envoie celle-ci dans la bonne direction. Pour l'accélération et la décélération, le système utilise une vitesse maximum réglée. Lorsqu'une voiture située devant ralentit, OpenPilot va ralentir aussi. Avec ce système, le véhicule peut également se mettre complètement à l'arrêt et repartir.

AUTONOMIE CONDITIONNELLE

Le résultat est une voiture qui roule avec une autonomie conditionnelle et atteint ainsi le niveau 3-4 de la conduite autonome. Grâce au matériel et au logiciel que les étudiants ont mis au point avec leurs professeurs Mark Pecqueur (technologie automobile) et Wim Dams (électronique-ICT), tous ceux qui possèdent une Toyota RAV4 Hybrid, peuvent la faire rouler de manière autonome. Mark Pecqueur: “La conduite autonome exige une commande très précise du volant. Ce n'est possible qu'avec les voitures qui ont une servocommande électrique très précise. D'où le choix de Toyota."

NIVEAU 3-4 DELA CONDUITE AUTONOME

Niveau 3: Autonomie conditionnelle

Alors que le niveau 2 nécessite de rester concentré sur la route, le niveau 3 permet d'être distrait pendant une longue période dans les environnements non complexes (ex. autoroute). Toutefois, le conducteur doit pouvoir intervenir rapidement si nécessaire.

Niveau 4: Essentiellement Autonome

Le niveau 4 équivaut à une conduite entièrement autonome. Il n'y a que dans les situations complexes ou les conditions climatiques extrêmes que le conducteur doit reprendre le volant (si bien qu'il faut encore un permis de conduire). La principale différence entre les niveaux 3 et 4 est le temps dont le conducteur dispose pour reprendre le volant. Avec le niveau 3, la voiture exige une reprise en quelques secondes avant de se remettre automatiquement à l'arrêt dans une situation à faible risque. Le niveau 4 laisse beaucoup plus de temps.

SECURITEAutonoom voertuig

“Ces derniers mois, nous avons testé les possibilités et les limitations du véhicule. Nous avons effectué des tests de sécurité qui ont été comparés avec le système standard du véhicule. Les tests étaient favorables et ont révélé que le conducteur peut reprendre le contrôle à tout moment", déclare Stijn Huygen, étudiant en technologie automobile. De cette façon, on a testé, entre autres, si le volant était encore suffisamment manipulable pendant la conduite autonome et si le véhicule pouvait s'arrêter à temps devant les obstacles. De plus, il y a toujours quelqu'un au volant, si bien que cette personne peut intervenir à tout moment.

ET MAINTENANT?Studenten Thoma More

Pour le moment, le véhicule ne peut pas encore détecter les panneaux de signalisation ou les feux stop. Pour cela, il faut implémenter une intelligence artificielle. “La voiture aura surtout besoin de plus de puissance de calcul. Le 'Panda' devra être développé de manière à permettre une reconnaissance d'image via intelligence artificielle. L'avantage est que cette reconnaissance ne doit pas du tout se faire dans la milliseconde", déclare Pecqueur. Il faut également examiner de plus près la puissance du véhicule. L'étudiant en technologie automobile, Wiebe De Doncker, explique: “En fait, la puissance du véhicule est encore limitée. C'est dû notamment à la sécurité, car on ne veut pas que le véhicule effectue tout d'un coup une opération inattendue. Ici, il convient surtout de trouver le bon équilibre entre la sécurité et ce dont le véhicule est capable." Avec cette étude spécifique, les étudiants prouvent qu'il n'est pas forcément compliqué de faire rouler un véhicule avec une autonomie conditionnelle. Pas besoin de chipoter à la voiture. Il faut juste un GSM, un logiciel, un matériel, … et c'est parti.