Conduite autonome : où en sommes-nous?

On parle de plus en plus de conduite autonome ou semi-autonome et l’année 2020 devrait confirmer l’explosion de cette technologie pour le grand public.

Mais ça implique quoi au juste, la conduite autonome? Il est temps de voir ou de revoir quelques notions de base.

Tout et n’importe quoi

Vous vous souvenez peut-être de cette histoire. Un homme achète un véhicule récréatif à gros prix et part en vacances avec. Sur la route, il met en marche le régulateur de vitesse et va derrière se faire un café, croyant que le véhicule va se diriger tout seul mais évidemment ce dernier sort de la route. L’homme attaque la compagnie qui fabrique le VR et gagne.

Heureusement, il ne s’agit que d’une légende urbaine, cependant elle illustre bien le fait qu’il vaut mieux savoir ce que votre voiture peut ou ne peut pas faire. Bref, il existe différents types de conduite autonome ou semi-autonome et les ingénieurs de la SAE (Society of Automotive Engineers) sont là pour tout expliquer.

Photo: Volvo

Les niveaux de conduite autonome

La norme J3016 définit les différents niveaux de conduite autonome ou semi-autonome. Dans les niveaux 0 à 2, c’est le conducteur qui est chargé de surveiller l’environnement. Dans les niveaux 3 à 5, c’est le système de conduite automatisé qui est responsable de cette tâche.

Niveau 0 : Aucune automatisation. Le conducteur contrôle tous les aspects de la conduite dynamique, même lorsque le véhicule est équipé de systèmes d’avertissement ou d’intervention (par exemple, un système de détection de changement de voie).

Niveau 1 : Aide à la conduite. Un système d’aide à la conduite contrôle les fonctions de direction ou d’accélération en utilisant des données sur l’environnement de conduite (par exemple, régulateur de vitesse avec radar). C’est le conducteur qui doit réaliser toutes les autres manœuvres de conduite dynamique.

Niveau 2 : Automatisation partielle. Un ou plusieurs systèmes d’aide à la conduite contrôlent à la fois les fonctions de direction et d’accélération/décélération en utilisant des données sur l’environnement de conduite. C’est encore le conducteur qui doit réaliser toutes les autres manœuvres de conduite dynamique.

Niveau 3 : Automatisation conditionnelle. Un système de conduite contrôle tous les aspects de la conduite dynamique et l’on s’attend à ce que le conducteur réagisse de manière appropriée lorsqu’il lui est demandé d’intervenir.

Niveau 4 : Automatisation élevée. Tous les aspects de la conduite dynamique sont sous le contrôle du système de conduite automatisée. Le système peut encore demander au conducteur d’intervenir, mais peut aussi opérer sans lui.

Niveau 5 : Automatisation complète. Tous les aspects, dans toutes les conditions routières, sont contrôlés par le système de conduite automatisé. À aucun moment, l’intervention de l’humain n’est demandée.

Photo: Mercedes-Benz

« Lire » l’environnement

Pour pouvoir se déplacer tout seul, un véhicule autonome doit pouvoir analyser en permanence son environnement. Pour cela, il peut utiliser les technologies suivantes :

  • Radar : détermination de vitesse et de distance par émission d’ondes radio
  • Lidar : détermination de distance et de dimensions par émission de faisceaux laser.
  • Caméra : classification des objets environnants (autres autos, piétons, cyclistes…). Les images sont analysées par intelligence artificielle.
  • Ultrasons : détection de l’environnement à courte distance.
  • Données GPS : utilisées pour planifier le trajet et parfois, combinées au lidar ou aux caméras, pour reconstruire une carte 3D de l’environnement.

Dans le futur, on pourra aussi ajouter la connexion véhicule à véhicule (V2V). L’essentiel des véhicules autonomes et semi-autonomes utilise des combinaisons de ces technologies. Par exemple, le système Tesla Autopilot est composé d’une combinaison de caméras, de capteurs ultrasoniques et d’un radar à l’avant. Des véhicules plus avancés, comme ceux de Waymo, utilisent des lidars. Les lidars sont plus précis mais plus fragiles et plus chers.

Si les aspects hardware de la conduite autonome sont raisonnablement bien maîtrisés, il reste encore des progrès à faire pour les rendre accessibles sur des véhicules grand public. Nous parlerons plus loin des aspects software.

Photo: Cadillac

Le présent et le futur

La majorité des systèmes disponibles sur le marché, malgré les grandes promesses de certains constructeurs, sont de niveau 2. Par contre, l’Autopilot de Tesla montre des capacités de niveau 4, uniquement en conditions autoroutières. Des systèmes de niveau 3 vont arriver dans un futur proche. Et après?

On nous promettait une conduite totalement autonome (niveau 5) pour 2020. Hélas, cela n’arrivera pas. La tâche s’avère un peu plus ardue que prévu et plusieurs accidents (certains mortels) ont obligé les ingénieurs à revoir leurs plans.

S’il est aujourd’hui facile de détecter un cycliste, il n’est en revanche pas évident de prédire ses actions et de déterminer la meilleure action requise. Un gros travail reste à faire au niveau software pour envisager toutes les situations, spécialement en milieu urbain, et les réponses adaptées. Les ingénieurs font constamment évoluer leurs logiciels grâce aux centaines de milliers de kilomètres accomplis sur route ou bien grâce à des simulations. De plus, les progrès en intelligence artificielle vont aider dans ce domaine.

Voilà pourquoi la majorité des analystes ne prévoient pas de véhicules grand public de niveau 4 avant 2024/2025. Quant au niveau 5, il faut maintenant plutôt tabler sur 2030. Bien sûr, des compagnies comme Waymo ou Cruise ont déjà des véhicules de niveau 5, mais ils ne sont pour l’instant que des prototypes qui restent très chers et ont encore besoin de développement.

Quoi qu’il en soit, la révolution de la voiture autonome est bel et bien en marche!

En vidéo : GM imagine la voiture autonome... en 1956!

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