Le projet DENSE vise à développer et valider une combinaison de capteurs pour les véhicules intelligents, en capacité de fonctionner en situations météorologiques dégradées. Le consortium est composé de constructeurs automobiles, équipementiers, start-up innovantes et aussi académiques, universités et centres de recherche sur les transports, associant leurs compétences dans le domaine des capteurs optiques, caméras, lidars, ou encore radars, ainsi que dans le domaine de l’intelligence artificielle, réseaux de neurones, deep-learning et fusion de données….Le produit attendu du projet est un système de détection intelligent, fiable, robuste et rentable contribuant à la sécurité de la conduite autonome.
Ce projet se place dans le contexte du développement de la conduite automatisée qui constitue un défi industriel et un bouleversement sociétal majeur. Une amélioration de la mobilité avec de nouvelles offres de service, une réduction des congestions, de la pollution sont attendus ... L’enjeu du développement de ces technologies est aussi un enjeu de sécurité routière. Les "systèmes intelligents" de ces véhicules doivent assurer (à la place du conducteur) deux fonctions majeures : la navigation et la détection d'obstacles, dans toutes les situations possibles, y compris dans les environnements les plus critiques. Le défi consiste à assurer ces fonctions avec une efficacité égale ou supérieure à celle d’un conducteur humain. Seule une combinaison des capteurs les plus innovants et leur intégration dans les véhicules permettra de répondre aux exigences de perception requises pour la conduite autonome par tout temps.
L'objectif est de développer et évaluer des systèmes de perception fiables et fonctionnels sous toutes conditions, pour les systèmes d'aide à la conduite et la conduite autonome. En effet, lorsque les conditions climatiques deviennent critiques (pluie, neige, brouillard, etc.), c'est là que les risques de congestion et d’accidents sont les plus élevés. Avec le développement des véhicules autonomes, les exigences envers des systèmes de perception fiables et fonctionnels sous toutes conditions ne sont que plus accentuées.
Le projet DENSE a pour objectif de développer une suite de capteurs de perception, opérationnels sous toutes conditions climatiques, contribuant à la régulation du trafic, aux systèmes d’aide à la conduite et plus généralement à la conduite autonome. La conduite autonome ne sera possible que par le biais de systèmes de détection fiables et robustes.
La nouvelle suite de capteurs est basée sur l’intégration de trois technologies différentes :
- Radar radio, 77 – 81 GHz (Radar MIMO) ;
- Caméra infrarouge ondes courtes avec illumination pulsée par laser (camera SWIR) ;
- LIDAR infrarouge ondes courtes (LIDAR SWIR).
Une telle approche de fusion n’a jamais été étudiée auparavant, ce qui laisse à penser que les conclusions de cette étude permettront de faire avancer l’état de l’art de manière significative et de démontrer les potentialités d’une perception environnementale en toutes conditions climatiques. La fiabilité de ces capteurs doit être évaluée et validée en toutes situations d'éclairage, de perte de visibilité en conditions de brouillard, pluie ou neige. Des tests de performance seront effectués en conditions contrôlées sur la plateforme du Cerema PAVIN Brouillard-Pluie et également sur site naturel. Le Cerema est un des principaux acteurs de cette phase de validation.
Le déroulement du projet s’appuie sur 6 Work-packages :
- WP1 - Management du projet
- WP2 - Définition des besoins
- WP3 - Spécifications techniques de chaque technologie
- WP4 - Développement des capteurs
- WP5 - intégration du système de capteurs intelligents dans un véhicule
- WP6 - Évaluation et promotion
Les résultats attendus et exploitables par les industriels concernent la commercialisation d'un système de vision augmentée qui peut faire face aux conditions météorologiques défavorables à tous les niveaux de luminosité ambiante (fonctionnement 24 heures sur 24, 7 jours sur 7). Ce système constituera une aide à la conduite intégrable dans les véhicules autonomes.
Les résultats intermédiaires attendus sont les suivants :
- Une technologie RADAR améliorée afin d’augmenter la détection des piétons et cyclistes ;
- Pour les caméras, un nouvel imageur SWIR, miniaturisé pour intégration dans le véhicule ;
- Pour les LIDARs, de nouvelles sources laser SWIR et miroirs associés, avec intégration des différents composants optoélectroniques ;
- Des performances augmentées des LIDARs par une optimisation des longueurs d’ondes laser utilisées ;
- Le développement d’algorithmes de traitement d’images de haut niveau, à l’aide de réseaux neuronaux convolutionnels, mettant en œuvre la classification d'objets ;
- Une plateforme de fusion de données multi-capteurs ;
- Une amélioration des technologies de télédétection optique pour l'estimation de l'état de la surface de la route ;
- Une méthodologie d’expérimentation en conditions dégradées, pouvant conduire à des spécifications pour la normalisation européenne ou des tests EuroNcap ;
- Une Intégration du système « DENSE » dans un véhicule expérimental pour des tests dans la plateforme PAVIN BP et sur route ouverte.
Le Cerema apporte son expertise en mobilité et sécurité pour l'évaluation de systèmes en conditions extrêmes, grâce à sa plateforme pour véhicules intelligents PAVIN BP Brouillard-Pluie unique en Europe. Ses actions concernent :
- L’analyse des besoins, la définition des cas d’usage critiques par une analyse des données de sécurité routière ;
- La caractérisation des situations météorologiques critiques ;
- Le développement de méthodologie d’expérimentations innovantes et reproductibles en conditions de brouillard et pluie ;
- L’analyse multi-spectrale de l’impact du brouillard et de la pluie sur les capteurs ;
- A terme ce travail pourrait conduire à des spécifications EuroNcap ou prénormatives...
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