Les progrès de la technologie des puces radar permettent aux voitures de détecter leur environnement dans le cadre d'une tendance plus large qui conduira finalement à des véhicules autonomes.

La croissance se concentre actuellement sur le haut de gamme du marché, où les systèmes avancés d’aide à la conduite (ADAS) ajoutent des fonctionnalités de sécurité pour prévenir les accidents. Les experts disent que cela pourrait conduire à des véhicules totalement autonomes d’ici cinq ans.

Il y aura également une augmentation significative des dépenses. Selon les prévisions de la demande de systèmes automobiles de Strategy Analytics, les constructeurs automobiles dépenseront plus de 25 milliards de dollars en sécurité avancée en 2021, soit le double de la valeur marchande actuelle d'un peu plus de 12 milliards de dollars en 2015..

Toutefois, il existe des obstacles: les coûts technologiques restent élevés et la réglementation ajoute à la complexité du marché. Les véhicules sont soumis à la norme de sécurité fonctionnelle automobile ISO 26262, qui est introduite en prévision d'une quantité croissante d'électronique intégrée dans les voitures..

Cependant, la réglementation et la normalisation sont également à l'origine de l'adoption. Au niveau européen, le système avancé d’Euro NCAP (programme d’évaluation des nouvelles voitures) stipule que seules les voitures dotées de fonctions autonomes obtiendront leur classement de sécurité cinq étoiles le plus élevé. En conséquence, la technologie radar est ajoutée à la plupart des nouveaux véhicules.

Des technologies radar avancées sont utilisées en premier lieu pour empêcher les véhicules de se heurter. On assiste à un changement des systèmes de «sécurité passive» tels que les airbags au profit de la «sécurité active», comme Strategy Analytics », Ian Riches, directeur du secteur automobile. service électronique, explique.

Progrès dans le radar

Le radar est une technologie très robuste: il fonctionne dans le brouillard, la neige et lorsque le capteur est sale, explique Wim Van Thillo, chercheur principal à la chaîne de programmes de Green Radio, Imec: «C’est pourquoi l’automobile compte sur le radar.

Imec a récemment annoncé le premier émetteur radar 79GHz en CMOS 28 nm numérique avec une puissance de sortie de 10 dBm. Ceci, dit-il, est «la première puce radar haute résolution pour les masses», et pourrait réduire le coût de la technologie.

Selon Van Thillo, à l'avenir, deux technologies seront intégrées aux véhicules: les systèmes radar et les systèmes optiques. «Les données seront fusionnées et elles travailleront ensemble. Le radar est robuste et l’optique est plus efficace pour trouver des éléments tels que le balisage sur la route et la lecture des panneaux de signalisation routière », dit-il..

Selon Riches, les caméras, les radars et les lidars (une technologie de télédétection qui mesure la distance en éclairant une cible avec un laser et en analysant la lumière réfléchie) sont essentiels pour l'avenir de l'industrie automobile. «Les radars sont utilisés pour l’acquisition de cibles et les portées moyennes à longues; les caméras sont à courte portée. Les lidars sont utilisés comme scanner, effectuant une numérisation à 360 degrés de l'environnement. '

Le radar automobile est composé de LRR, MRR et SRR (radar à longue portée, radar à moyenne portée et radar à courte portée). Il existe actuellement des systèmes de radar automobile à 24 GHz, 77 GHz et 79 GHz. Les radars de 77 GHz sont utilisés pour les applications de régulation de vitesse adaptative et pourraient également être utilisés pour éviter les accidents.

Selon Liam Devlin, PDG de Plextek RF Integration: «Les radars à 24 GHz sont utilisés pour les applications à courte et moyenne portée, telles que le radar anti-collision et la détection de l'angle mort. Mais il y a une forte pression pour déplacer tous les radars automobiles vers les bandes de 77GHz et 79GHz et il est possible que les bandes de 24GHz soient progressivement supprimées. '

L'une des premières applications radar de voiture était le système Volvo City, qui offrait un frein automatique à basse vitesse, explique Andy Birnie, responsable de l'ingénierie des systèmes automobiles chez Freescale - qui fabrique plusieurs produits destinés au marché des radars automobiles. «Si vous conduisez et que vous vous présentez aux feux, il freine. Il peut être utilisé pour le freinage d'urgence, il est donc idéal pour les collisions à basse vitesse. Ce n'est pas spécialement pour la sécurité car les gens ne sont pas blessés à cette vitesse - mais cela économise beaucoup d'argent. '

Le radar est très bon pour détecter la distance, selon Birnie. «24 GHz fonctionne pour de courtes distances telles que le renversement de la voiture. Pour une plus longue portée, 77GHz est préférable: il rebondit sur l'objet et mesure la distance. Mesurez cela à plusieurs reprises et cela vous indiquera quand quelque chose s'approche ou s'éloigne. Mais cela ne vous dit pas où se trouve l'objet: la caméra le fait. La combinaison des deux est économique et efficace.

Applications radar

Les applications radar comprennent un régulateur de vitesse adaptatif, une assistance en cas de choc latéral et une détection de l'angle mort. Un autre domaine important est la prévention des collisions, dit Birnie. «L’évitement des collisions peut vous avertir ou bien supposer que vous êtes un peu fatigué et vous orienter également. Pendant ce temps, la détection des angles morts peut vous rediriger.

Les radars permettent également le stationnement automatique: "Vous pouvez vous garer le long d'une place de parking et la voiture fera marche arrière pour vous", explique Birnie.

Un autre cas d’utilisation intéressant concerne les aspects visuels: le système peut examiner les panneaux de signalisation et lire ces informations, telles que la limitation de vitesse à 30 mi / h. «Cela vous indique que vous atteignez la limite de vitesse. Cela ne vous ralentit pas, mais cela pourrait le faire par la suite », dit Birnie. Pendant ce temps, une combinaison des deux caméras et du radar peut vérifier la météo.

Malgré de multiples applications - et un véhicule récemment présenté par le géant du logiciel Google -, les voitures entièrement autonomes ne sont pas encore prêtes. Un véhicule vraiment autonome sera comme un taxi - capable de conduire seul, que son propriétaire ait bu ou non, par exemple. Mais actuellement, ces voitures redonnent le contrôle au conducteur dès qu’elles ne sont plus en mesure de gérer quelque chose..

«Il y a des choses qui se passent sur la route et auxquelles la technologie ne peut pas faire face pour le moment», déclare Birnie. «Il y a toujours la clause de sortie qui consiste à rendre le contrôle au conducteur. Il est facile d'imaginer une voiture autonome dans un embouteillage ou s'il y a trois autres voitures sur la route. Mais quand vous arrivez à une intersection et que quelqu'un saute le feu rouge, vous ne pouvez pas le prédire.

Par conséquent, il est peu probable que des véhicules entièrement autonomes apparaissent sur le marché de masse pendant au moins six ans, explique M. Riches. «Les voitures ne conduiront pas toutes seules mais elles regarderont et prendront la relève si nécessaire. Votre prochaine voiture sera plus automatisée que la dernière.

Parmi les obstacles qui empêchent encore les voitures autonomes de se produire, les plus légaux sont les plus difficiles, déclare Riches. «L'une des questions clés est de savoir qui est responsable? Pour le moment, si la voiture tombe en panne, c'est de ta faute.

Diminution des coûts

De plus, les coûts technologiques peuvent être importants. Par exemple, les lidars de numérisation fabriqués par des entreprises telles que Velodyne peuvent coûter des dizaines de milliers de dollars..

Les radars coûtent environ 100 dollars pour les versions à courte portée et les caméras coûtent environ 50 dollars, dit Riches. "Les coûts sont importants pour le moment, mais comme pour toute technologie numérique, ils vont diminuer avec le temps, à mesure que les volumes augmentent."

Et à plus long terme - dans quelques décennies - les voitures autonomes pourraient en réalité réduire les coûts. "Si vous pouvez réduire considérablement le coût de la collision avec une voiture, avez-vous besoin de huit airbags ou d'une cage en acier?" demande Riches. "Si vous réduisez considérablement ce coût, la voiture elle-même pourrait être moins chère, plus légère - et avoir un moteur plus petit."

Voitures connectées

Un autre sujet de débat concerne le degré de connexion de la voiture. "Vous pouvez beaucoup aider la voiture si elle se connecte avec d'autres véhicules et infrastructures", dit Riches.

Par exemple, la communication de voiture à voiture peut aider à prévenir les accidents. «Si tout commence à freiner, le message pourrait aller de voiture en voiture», explique Riches. «Mais cela ne fonctionnera que si suffisamment de véhicules disposent des systèmes. C'est de la poule et de l'œuf.

Il existe également de nouvelles normes concernant le 802.11ac Wi-Fi et le LTE, indique M. Riches. «Beaucoup a été fait dans les régions 802.11, mais son déploiement est un problème: la première voiture dans laquelle vous vous adaptez n'a rien à qui parler.

Ceux qui pensent que le LTE vaut mieux prétendent que les réseaux sont de toute façon installés et que, mis à part l'équipement des véhicules, la technologie peut être utilisée pour alimenter des applications d'alerte sur les téléphones..

«Mais est-ce aussi robuste? demande Riches. La latence LTE est relativement faible; et votre téléphone risque de manquer de batterie. Les personnes impliquées dans la sécurité de base disent que ce n'est pas assez bon.

Crédit d'image: Skitterphoto / Pexels

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