Le radar haute résolution et le Lidar rendront-ils les voitures de demain plus sûres ?

Il y a un problème avec un des systèmes de sécurité de la Nissan Sentra 2018: Ça ne marche pas.

Permettez-moi de clarifier: il y a un problème avec l'un des systèmes de sécurité de nombreuses Nissan neuves, y compris les Sentras, Altimas, Muranos et Pathfinders, et dans de nombreuses voitures d'autres grandes marques sur la route aujourd'hui, et cela souligne un problème fondamental avec mobilité moderne: alors que les voitures s'appuient de plus en plus sur des technologies telles que le radar, le lidar et les caméras, les limites de ces systèmes existants deviennent de plus en plus grandes. évident.

«Les systèmes radar automobiles sont myopes», selon le magazine spécialisé Micro-ondes et RF a écrit récemment. «Ils n'ont pas la résolution nécessaire pour distinguer les objets proches du véhicule, tandis que les canettes de soda et autres objets métalliques jetés peuvent provoquer de fausses alarmes qui augmentent le risque d'accidents. Ils ont également du mal à traiter les informations suffisamment rapidement pour conduire sur autoroute.

Cela semble idéal pour un élément de sécurité crucial, n'est-ce pas? À peine.

Nous parlons spécifiquement du système d’avertissement de collision frontale de la Sentra 2018 et de l’ensemble des fonctions d’aide à la conduite qui protègent le conducteur; Nissan appelle cela un bouclier de sécurité, et a déclaré en mai que six modèles – environ 1 000 000 de Nissan au total – incluraient le freinage d'urgence automatique en standard. L'AEB s'appuie sur un radar situé dans la calandre pour détecter les obstacles devant la voiture, avertir d'éventuelles collisions et freiner si le conducteur n'y parvient pas. Dommage ça ne fonctionne pas correctement. Un problème avec le module radar construit par Bosch fait que certains capteurs se désactivent à maintes reprises pendant les trajets, avec un bip fort et une paire d'alertes orange éclatantes depuis la console d'instruments.

Les autres yeux des véhicules d’aujourd’hui, notamment les caméras vidéo et les lidars, comportent leurs propres problèmes. Le problème des capteurs est omniprésent dans tous les modèles et dans l’industrie automobile – et les nouvelles technologies pourraient être la solution.

Voici le « radar haute résolution »

Les caméras vidéo sont bidimensionnelles, incapables de détecter la profondeur et ne sont donc pas vraiment utiles lorsqu'il s'agit de repérer un piéton dans le passage pour piétons devant vous. C’est là qu’intervient le radar et ses capacités de cartographie tridimensionnelle. Voici le problème: le radar n’a pas vraiment changé depuis des décennies. Vous savez, ce truc de balayage et de ping que les tours d'aéroport utilisent? Oui, le radar. Et les experts sont divisés sur la question de savoir si cela répond aux exigences de précision des voitures.

"Pour les directives de sécurité d'aujourd'hui... le radar est absolument suffisant", a déclaré Kamal Khouri, vice-président des systèmes avancés d'aide à la conduite chez NXP Semiconductors, à Digital Trends. « Bien que le radar ne soit pas capable de classer un objet détecté, il a la capacité de détecter des objets à longue distance et de déterminer sa direction de déplacement et sa vitesse. Ce n’est pas quelque chose qu’une caméra est capable de faire.

NXP est le leader mondial des systèmes radar automobiles, mais même Khouri est prêt à reconnaître les défauts du radar. Dans une interview avec Connected Car Magazine, il a souligné que « la faiblesse du radar automobile actuel réside dans sa résolution et sa capacité à identifier clairement les objets et à les classer. Aujourd’hui, un système radar peut vous dire qu’un objet est présent, mais il ne peut pas vous dire de quoi il s’agit.

Mais comme la musique et la télévision avant lui, le radar passe à la haute définition, grâce à une nouvelle génération de startups qui pourraient avoir la réponse à un problème dont vous ignoriez même l’existence dans votre voiture. Entrez dans le radar haute résolution. mais qu'est ce que c'est exactement?

Selon Roger Keen, responsable du segment radar chez NXP, le radar haute résolution signifie des améliorations dans un certain nombre d'attributs clés: portée, doppler et azimut ou angle.

« Examinons brièvement la résolution angulaire », a déclaré Keen à Digital Trends. "Pour les véhicules autonomes, l'amélioration de la résolution angulaire est particulièrement visible car elle permet non seulement aux systèmes radar de distinguer deux objets à la même portée mais cela permet également aux systèmes radar de distinguer un piéton d'un véhicule léger d'un gros camion. C’est évidemment très important lors de l’architecture des systèmes de capteurs des véhicules autonomes de demain.

C’est pourquoi NXP travaille sur ses propres puces haute résolution. Au CES 2018, la société a annoncé le Émetteur-récepteur radar MR3003, une pièce haute résolution spécialement conçue pour les applications automobiles. Mais de nombreuses startups visent à défier le géant historique dans la course à la haute résolution.

Il y a une entreprise qui s'appelle Uhnder qui, en collaboration avec le fournisseur de pièces détachées Magna, a construit un radar à haute résolution, Par exemple. Appelé ICON RADAR, il « aide à combler l’écart entre le niveau 3 et le niveau 5 pour atteindre une conduite autonome totalement fiable », écrivent les entreprises.

Ensuite il y a Vague fantôme, qui révolutionne le radar – cela se voit car c’est le titre de la page d’accueil de l’entreprise, donc cela doit être vrai (c’est du sarcasme, si vous n’en étiez pas certain). Et Oculii, qui fabrique un radar HD à semi-conducteurs qui s'appuie sur un traitement avancé du signal et une gamme vertigineuse de mots à la mode pour… eh bien, vous voyez l'idée.

Digital Trends a contacté plusieurs de ces startups secrètes, et aucune n’a voulu participer à cette histoire – peut-être dans un effort pour protéger les « secrets commerciaux ». Cela peut également indiquer que le radar HD n’est encore qu’une idée dans un dossier sur le bureau d’un spécialiste du marketing. Mais il existe peut-être une autre solution.

Le Lidar peut-il résoudre le problème ?

Le lidar est comme un radar mais avec des faisceaux lumineux au lieu d’ondes sonores, les systèmes des voitures d’aujourd’hui sont constitués de grands seaux rotatifs placés sur le toit et coûtant des milliers de dollars chacun. Votre véhicule en a besoin de plusieurs pour peindre une image 3D de la route devant vous – mais cela ne semble pas vraiment être une solution pratique, n’est-ce pas? De nombreuses entreprises essaient donc de nouvelles solutions, notamment des dispositifs à semi-conducteurs qui rétrécissent considérablement et permettent d'économiser de l'argent. Mais sont-ils meilleurs ?

"Certainement aucun d'entre eux n'est, même de loin, proche de répondre aux spécifications de performances clés qui sont véritablement requises", Austin Russell, fondateur et PDG de Luminaire, nous l’a dit plus tôt cet été. « Si vous voulez un lidar à semi-conducteurs de 100 $, vous pouvez vous rendre chez Best Buy et en acheter un. C'est un télémètre de golf. Bien sûr, techniquement, il voit jusqu'à quelques centaines de mètres et vous indique à quelle distance se trouve le drapeau. Mais est-ce applicable aux voitures autonomes? Absolument pas."

Russel a passé des années à trouver un meilleur système, en utilisant une chimie alternative et en repensant la physique du lidar avec une longueur d'onde de lumière complètement différente. Le problème est qu’il n’existait aucun composant disponible dans le commerce. Alors Luminar les a construits. Tous.

"Au lieu d'aller dans notre usine de San Jose et de récupérer des photodiodes au silicium et des capteurs de 905 nanomètres. lasers des mêmes fournisseurs auprès desquels tout le monde les achète, nous avons dû fabriquer ces lasers de 1 550 nanomètres à partir de gratter. Vous savez, concevez-les. Nous avons dû fabriquer notre propre matériau spécial – des photodiodes à l’arséniure d’indium et de gallium, c’est le matériau que vous devez utiliser pour voir cela. longueur d'onde de la lumière, on ne peut plus utiliser de silicium, qui est vraiment simple à utiliser… nous avons même dû fabriquer nos propres puces pour le système."

Les puces de Luminar pourraient améliorer les capteurs lidar existants, mais cela signifie-t-il que les constructeurs automobiles pourraient un jour réduire le nombre de capteurs – surtout si, comme nous l’avons vu, le radar ne fonctionne peut-être pas très bien ?

Pour l’instant: aucune solution en vue

Tout comme un petit-déjeuner sain, les voitures doivent disposer d’un équilibre de différents capteurs. Le radar restera essentiel, disent les experts, mais de plus en plus, les voitures s'appuieront sur le lidar.

"Vous avez besoin d'une combinaison de caméras, de radar et de lidar pour créer un système de conduite autonome", Jada Tapley, vice-présidente de l'ingénierie avancée chez Aptiv, nous l'a dit plus tôt cette année.

"L'industrie utilise trois systèmes de détection pour une raison", a déclaré Khouri à Connected Car Mag. « En effet, aucun système n’est complet dans sa capacité à activer la conduite autonome ou les fonctions ADAS (systèmes avancés d’aide à la conduite). Tous les systèmes – caméra, LiDAR, radar – ont leurs propres forces et faiblesses.

Et compte tenu des faiblesses qui existent aujourd’hui, la technologie apparaît comme un facteur limitant, tant dans les systèmes de sécurité comme l’AEB que dans la recherche de véhicules entièrement autonomes. Gardez à l’esprit que les ingénieurs sont toujours à la recherche d’une solution – et vous devriez peut-être courir un peu moins agressivement.

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