Salut les apprentis sorciers, et bienvenue dans cette nouvelle vidéo sur la voiture autonome.
Il y a quelques semaines, j'ai eu la chance de tester sur route ouverte, en pleine
circulation, l'une de ces voitures dites intelligentes. Si vous n'avez pas vu la vidéo, le
lien est dans la description.
Et aujourd'hui, avec les ingénieurs du CEA et de Renault, nous allons désosser leur véhicule
pour comprendre et voir dans le détail comment on transforme une voiture normale en voiture
autonome. Allez, roule Marcel ! Dans cette vidéo, vous allez découvrir tous les capteurs
qui équipent ce véhicule autonome : caméras, radars, lidars et autres ultrasons...
Vous allez découvrir aussi son cerveau, c'est le chef d'orchestre, une véritable intelligence
artificielle. Et puis enfin, vous verrez toute la batterie de tests que subit cette voiture
pour assurer sa fiabilité, c'est-à-dire notre sécurité. Allez c'est parti, accrochez bien vos
souris et bonne route !
Pour que la voiture se déplace sans les yeux du conducteur, le véhicule doit être équipé de
caméras. Ces yeux électroniques sont très utiles pour analyser l'environnement. Et la
voiture, elle n'a que deux yeux comme nous ? "Sur ce prototype nous avons sept caméras.
Trois caméras frontales, qui regardent sur le devant de la voiture, avec différentes
ouvertures. Et on a quatre petites caméras qui regardent au sol et qui sont situées tout
autour de la voiture. Donc ça va détecter les voitures, les motos, les piétons à nouveau ...
Ca va aussi détecter les lignes au sol. Elles sont en charge en permanence d'aller regarder
où est la voie devant la voiture. Ca va aussi regarder les panneaux, ça va regarder donc,
les vitesses réglementaires qui s'appliquent sur ce tronçon ou les différents, ou la
différente réglementation. Sept caméras, ça en fait des yeux !
Et avec les informations récoltées, la voiture peut anticiper les mouvements des autres
véhicules. "En regardant l'évolution, en fait, de l'image... de l'objet dans l'image, on est
capable de savoir à quelle distance il se situe, et s'il est en train de se rapprocher ou
en train de s'éloigner."
Mais comme nos yeux, la caméra peut être éblouie ou se tromper... "Avoir un soleil rasant,
sur une route légèrement humide va amener en fait, va éblouir en fait, l'objet caméra, et il
risque de ne plus percevoir la route. Quand on a en fait des trop grands contrastes, un
grand soleil comme aujourd'hui avec des ombres portées, dans certains cas, la voiture va
croire en un obstacle, alors qu'il s'agit d'une ombre. Et donc on va avoir une sorte de
"ghost", imaginé par la voiture, un fantôme alors qu'il y a pas lieu, en fait, de prendre en
compte cet objet. Son défaut, c'est que dès lors que, on a une perte de visibilité,
typiquement dans le brouillard, là, la caméra n'est plus d'aucune aide.
" Bon, je récapitule : pas de brouillard, ni de grand soleil. Il ne faudrait pas en plus
qu'elle rate un panneau ! "Un risque se présente effectivement, si un panneau est cassé,
obscurci, masqué, ne serait-ce que par un camion. C'est bien pour ça qu'on compte sur la
cartographie haute définition, sur laquelle on fait porter toutes les informations de cette
nature. Pourquoi tout ça ? Parce qu'en fait, la caméra, est aujourd'hui le seul capteur
qui est en mesure de nous détecter, les lignes et les panneaux de réglementation. Donc il
nous faut une redondance, d'une nature différente."
LIDAR : ça ne vous évoque peut-être rien, et pourtant c'est un instrument essentiel pour le
fonctionnement du véhicule autonome. C'est un système de télédétection laser. Mais à quoi ça
sert ? "Ca permet de détecter tout un tas d'objets, donc l'infrastructure routière, mais
également les piétons, les obstacles. Et sur la route, il y a quelque chose qui est fabuleux
pour nous, c'est que les lignes blanches sont excessivement réfléchissantes. Et donc ça nous
permet, aussi, de détecter tout ce qui est signalisation routière, donc les lignes, mais
également les panneaux de façon très lisible. Si je devais vraiment donner un avantage par
rapport à la caméra, je dirais que le LIDAR, il est capable de... Il mesure une distance, la
caméra elle estime une distance." Pratique pour savoir ce qui nous entoure. Euh, mais ça
marche comment ?
"Il est composé de différents lasers qui émettent chacun une onde lumineuse. Et en étudiant
la vitesse de propagation de cette onde, on est capable de déterminer la distance des objets
qui nous entourent. A chaque fois qu'on a un impact, on va créer un point donc qui est
représenté dans l'espace par ses coordonnées, on est en 3 dimensions. Et donc on va créer
des ensembles de points qui représentent une scène, la plus fidèlement possible." Wahou !
Des nuages de points pour reconstituer en 3D, l'environnement autour de la voiture... Ah, je
comprends maintenant ! Oh c'est Fred qui lève les bras ! Coucou Fred !
Bon, et le LIDAR, où on le trouve sur la voiture ? "Sur ce véhicule-là, on va trouver des
LIDARS qui sont situés à l'avant du véhicule, donc on en a deux devant et un à l'arrière.
Et ceux-ci sont composés de quatre lasers. Ce modèle-là, lui, est composé de 16 lasers. Ces
deux modèles là, en fait, travaillent, entre, euh je dirais quelques centimètres, pour les
objets les plus proches, et plusieurs dizaines de mètres, on va presque... on va jusqu'à
100 m, voire au-delà. Suivant les modèles." C'est vraiment précis !
Mais quand il pleut, ça pose problème... "Ca va créer effectivement des micro-obstacles qui
vont parfois le perturber. Mais je dirais que c'est vraiment dans le cas d'une pluie très
abondante, où là on va effectivement avoir des points qui vont apparaître alors qu'ils
n'existent pas physiquement."
Dans la famille des capteurs qui équipent la voiture autonome, je demande le radar ! Il sert
à repérer les objets les plus lointains, comme les voitures ou même des piétons. Pour ça, il
utilise des ondes radio. Euh, mais aucun rapport avec l'auto-radio hein ? "Le radar c'est
une technologie à haute fréquence. Donc ça envoie des ondes à 77 GHz précisément sur tout
l'environnement, et ça va capter en fait, le retour de ces ondes. Donc ces ondes vont
percuter des obstacles devant nous, des voitures, des piétons, des motos... Et on va
mesurer, en fait, le temps que met cette onde pour aller jusqu'à l'obstacle et revenir.
De ce temps, on en déduit la distance."
En plus de déterminer la distance qui sépare la voiture des objets, le radar mesure aussi la
vitesse des véhicules environnants. Et sur cette voiture, il y en a beaucoup des radars ?
"On a cinq radars sur cette voiture. On a tout d'abord un radar de très longue portée, qui
voit jusqu'à 250 m, qui est situé juste sous la plaque de police. Ensuite on a quatre
capteurs, un à chaque coin, qui sont cachés derrière ces pots en plastique, et ces capteurs
voient jusqu'à 80 m. Avec un angle assez ouvert pour détecter toutes les voitures qui
peuvent être autour de nous." Et ben, il en a une bonne vue ce radar !
Et ce n'est pas tout, il est aussi très pratique pour voir la nuit, car il n'a pas besoin de
lumière pour fonctionner.
Mais alors, on voit tout avec ce radar ? "Alors le radar marche bien, quand on a, quand il a
face à lui des objets métalliques. Donc détecter une voiture, un camion, même une moto, ça
marche très bien. Puisqu'en fait, l'objet métallique va ré-émettre beaucoup de signal. Un
piéton aussi, aujourd'hui on sait, on a déjà des radars qui fonctionnent bien, on sait aussi
détecter des piétons. Par contre des objets qui deviennent un p'tit peu plus petits, un
p'tit peu plus flous, je sais pas moi, un sac par exemple sur la route, le radar ne va pas
le voir."
Parmi tous les capteurs présents sur la voiture autonome, on trouve aussi des capteurs
ultrasons. Mais ça ne doit pas être pour écouter de la musique... "Les ultrasons vont
rapporter de l'information sur tous les objets qui se situent autour de la voiture. Par
contre les ultrasons vont regarder à très courte portée, environ 3 m, maximum. Leur domaine
de fonctionnement : donc, ils émettent en fait un son, qui va faire écho sur les obstacles
environnants. Et en mesurant le temps, en fait, la vitesse du son nous renseigne sur la
distance des différents objets autour de nous. On en a mis six devant, six derrière sur les
pare-chocs, et on en a rajouté de part et d'autre de la voiture, en bas de porte, quatre
ultrasons."
Bon, ce sont des capteurs de proximité, mais est-ce qu'ils sont utiles tout le temps ?
"Quand on est à très basse vitesse, on a des insertions dans les bouchons, il faut vraiment
capter toutes les voitures qui sont autour de nous et voir comment elles se déplacent."
"On a doté ces ultrasons, d'une nouvelle capacité de suivre les objets qui tournent, qui se
déplacent autour de nous, pour savoir à tout moment, si elle tente une insertion devant
nous, ou pas. L'avantage c'est qu'il va voir très près."
"Si un piéton passe devant la voiture, on est par exemple en bouchon, on va le détecter.
Alors que les radars longue portée, les caméras longue portée ne verront pas, ce sera dans
leur angle mort en quelque sorte, ils ne verront pas cet obstacle. Donc là on a une ceinture
ultime, qui va détecter tout ce qui est autour."
D'accord, c'est le même principe pour l'aide au stationnement. Une alarme prévient quand la
voiture est trop près d'un obstacle, pour faciliter les manœuvres.
Pour prendre les bonnes décisions, la voiture autonome utilise des logiciels puissants qui
fusionnent, analysent et interprètent les données provenant des capteurs. Le problème, c'est
que ces logiciels ne peuvent pas prévoir à l'avance toutes les situations sur la route. Les
ingénieurs conçoivent donc une sorte d'intelligence artificielle. On parle de réseau de
neurones. "Un réseau de neurones, c'est une application, c'est... qui va fonctionner...
comme un enfant.
C'est à dire qu'au début eh ben, elle ne va pas savoir ce que vous voulez lui faire faire, et
vous allez l'entraîner. Donc, pour faire fonctionner un réseau de neurones, il y a deux
phases. La première phase est une phase d'apprentissage, après, sa phase de vie classique où
le réseau de neurones va faire ce pour quoi il a été entraîné.
Donc la phase d'apprentissage, eh ben, c'est : vous lui donnez des exemples, le réseau va
vous dire ce que lui pense être la bonne réponse, et puis vous allez lui dire s'il a tort ou
pas. Et vous allez avancer par incrément comme ça jusqu'à ce que le réseau soit capable de
réaliser la tâche que vous lui avez demandé. Et c'est pour ça qu'aujourd'hui, les réseaux de
neurones sont extrêmement utilisés, notamment pour des applications de véhicules autonomes,
puisqu'on est capable de leur faire apprendre un grand nombre de choses dans un temps réduit,
en les basant sur l'exemple."
Super ! Grâce à ces cerveaux électroniques, la voiture est capable d'apprendre à conduire.
Mais ça veut dire que certaines voitures sauront mieux conduire que d'autres ? "Les véhicules
vont communiquer, de plus en plus, avec les autres véhicules, mais également avec les
infrastructures développées par les constructeurs automobiles, pour qu'ils puissent
récupérer ces données et rendre leurs véhicules toujours plus intelligents. Mais l'ensemble
du parc bien évidemment, en bénéficiera derrière."
Mais avant d'équiper les voitures, il faut concevoir des systèmes informatiques suffisamment
petits et puissants pour les faire fonctionner. Des genres d'ordinateurs super-puissants !
"Ce qu'on vise, à moyen terme, c'est d'arriver à concevoir des boîtes, de la taille d'une
boîte à chaussures, pas plus gros, qui vont venir intégrer l'ensemble de ces applications de
véhicules autonomes, et qu'on va pouvoir venir "cacher" dans votre véhicule, que vous allez
pouvoir exploiter comme vous l'exploitez aujourd'hui."
Après la partie théorique, place à la pratique ! Pour vérifier que les instruments
fonctionnent et que la voiture est capable d'analyser correctement les données, elle doit
passer plusieurs tests. "Ces voitures ont besoin d'accumuler beaucoup de kilomètres de
roulage pour rencontrer toutes les situations possibles, et s'assurer que il les a...,
qu'ils les traitent correctement. Il faut faire l'équivalent de plusieurs milliards de
kilomètres de conduite. On en fait une partie réellement. On accumule toutes les données de
roulage dans des disques durs, et ensuite ça nous permet de faire l'autre partie au virtuel.
C'est à dire rejouer des situations de conduite sur des ordinateurs, et donc nous assurer que
toutes les situations de conduite possibles ont été rencontrées et sont correctement
traitées." Oh la la, des milliards de kilomètres... Heureusement que les ordinateurs sont là
pour nous donner un coup de main !
Et qu'est-ce qu'on vérifie avec ces tests ? "C'est toute la chaîne de traitement de la
voiture, qui se passe en quatre étapes. Nous avons d'abord toute l'étape de perception.
Ensuite, il y a toute la phase de fusion, c'est à dire mélanger les informations des capteurs
pour en construire une représentation de l'environnement de la voiture. Ensuite, il y a
besoin de toute la phase de décision, c'est à dire quelle trajectoire la voiture doit avoir.
Et enfin, il y a la transmission de cette trajectoire vers les actuateurs, c'est-à-dire : la
direction, les freins, l'accélérateur, pour suivre cette trajectoire là. Et c'est toute
cette chaîne, en quatre étapes, qui est validée en permanence pendant tous ces roulages
accumulés."
Bon, maintenant qu'on a une voiture infaillible, il ne reste plus qu'à attacher sa ceinture,
et en route ! Enfin il reste un dernier test... "La deuxième catégorie de validation qu'on
fait sur nos véhicules autonomes, nous faisons des flottes d'expérimentation où nous
souhaitons mettre des personnes lambda derrière le volant et voir comment elles utilisent la
voiture, comment elles acceptent les usages de la voiture, comment se construit la confiance
entre l'homme et la machine, qui ne va pas de soi. Et donc ça ce n'est plus une validation
technique, c'est plutôt une validation d'usage."
Voilà les sorciers, merci d'avoir regardé cette vidéo jusqu'au bout. Et surtout si elle vous
a plu, n'hésitez pas à mettre un pouce bleu et à vous abonner, pour ne pas manquer nos
prochaines vidéos ! Et puis vous pouvez aussi nous laisser un commentaire, ça fait toujours
plaisir. On se retrouve la semaine prochaine, pour la suite de notre série sur la voiture
autonome. Maintenant je vous quitte, j'ai quelques idées à proposer à Marcel, pour son
camion... Allez ciao !