Systèmes d'assistance à la conduite : ce que peuvent les capteurs
Les systèmes d'assistance à la conduite (ADAS, Advanced Driver Assistance Systems) apportent aux véhicules un confort et une sécurité supplémentaires sur la route. De nombreux systèmes d'assistance à la conduite sont désormais utilisés dans les voitures, souvent regroupés dans des packs de sécurité individuels. Cela est rendu possible par une reconnaissance toujours plus intelligente de l'environnement grâce à des capteurs toujours plus performants. Les ultrasons, les radars, les lidars, les caméras et autres ont nettement gagné en performance. Des logiciels très complexes sont au cœur des calculateurs de plus en plus performants. Ils optimisent les processus des algorithmes afin de réagir rapidement et de déclencher la bonne (ré)action, même dans les situations de conduite critiques. Cela permet de maîtriser les situations critiques et d'éviter les accidents.
Capteurs radar et à ultrasons
Les systèmes radar (généralement à 77 GHz) permettent des mesures précises de la vitesse et de la distance - même lorsque le véhicule roule à grande vitesse - mais ne disposent pas d'une haute résolution angulaire. Ils servent par exemple à éviter les collisions. L'un de leurs points forts est qu'ils ne dépendent pas des conditions météorologiques. Outre le radar à courte portée pour la détection d'objets jusqu'à 30 m de distance, des systèmes radar à moyenne et longue portée d'une portée allant jusqu'à 250 m sont utilisés.
Lidar sensors
The lidar sensor is an equally important sensor. The abbreviation means light-detection and ranging – an optical measuring system used to detect objects. The position of the object can be determined by the reflection of the emitted light at the object until the light returns to the receiver. In principle, therefore, it is a laser scanner that can also create a three-dimensional image of the surroundings. Lidar systems do not work with microwaves, but with light pulses from non-visible light ranges, i.e. near infrared light. They usually have a 905 nm wavelength, a range of 200 m in good weather conditions, a high angular resolution and 360° coverage. However, dazzling light and poor visibility conditions, such as fog, rain or spray, affect the range. Therefore, lidar is mostly used as an auxiliary system.
Les caméras modernes peuvent également détecter et même distinguer les obstacles devant le véhicule. Les caméras utilisées sont aussi bien des caméras mono que des caméras stéréo. Ces dernières sont capables de détecter les obstacles en trois dimensions sans capteurs supplémentaires. Dans le cas d'une caméra stéréo, l'espace de construction limite toutefois l'image 3D : plus la distance entre les deux lentilles de la caméra est faible, plus la portée tridimensionnelle effective est réduite. Cela signifie que les caméras stéréo peuvent voir en trois dimensions jusqu'à 50 m devant le véhicule. Au-delà, les différences de perspective entre les deux images prises sont trop faibles pour en déduire des informations 3D. À partir de cette limite, la caméra se comporte comme une caméra mono.
La portée d'une caméra mono est d'environ 250 m, indépendamment de l'espace de montage. En réunissant les images de plusieurs caméras et capteurs, il est possible de créer une représentation tridimensionnelle. Des caméras placées dans l'habitacle peuvent également détecter si le conducteur est fatigué ou distrait. Des caméras d'environnement (à l'avant et à l'arrière) saisissent en outre l'environnement immédiat de la voiture et indiquent les obstacles.
Détecteurs infrarouges
Pour les assistants de vision nocturne, ce sont en revanche des caméras infrarouges qui sont utilisées. Celles-ci réagissent à la chaleur émise par les objets. Transformées en images en noir et blanc, les informations sont affichées sur l'écran du combiné. L'environnement plus frais apparaît sombre, les personnes et les animaux apparaissent remarquablement clairs. Les systèmes modernes détectent les personnes ainsi que les grands animaux sauvages jusqu'à une distance de 300 mètres. Dans les situations dangereuses, un signal d'avertissement retentit. En fonction du système de phares, il est par exemple possible d'avertir la personne par de brèves impulsions lumineuses.
Regroupement des données des capteurs
Toutes les données pertinentes provenant des capteurs ultrasons, des radars, des lidars, des caméras et autres peuvent être reliées intelligemment et en temps réel à l'aide de ce que l'on appelle la fusion de capteurs. En perspective, c'est ce qui rendra possible la conduite automatisée. Les redondances, c'est-à-dire la superposition partielle des résultats en ce qui concerne la reconnaissance de l'environnement, sont expressément souhaitées. Seuls les redondances et les contrôles de plausibilité, c'est-à-dire le contrôle interne du système pour vérifier si les données environnementales ont été correctement saisies, empêchent dans une large mesure une interprétation erronée des données. Selon les systèmes d'assistance à la conduite, le degré d'automatisation et la catégorie de véhicule, nous avons donc affaire à un mélange individuel d'informations et de capteurs et à un nombre croissant de données à traiter en temps réel. À ce stade déjà une vraie prouesse technique !
