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ActualitésDéfi Robot

Les voitures autonomes du laboratoire HEUDIASYC-CNRS de l’UTC à Compiègne

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Une voiture qui se conduit toute seule, cela semblait encore il y a peu relever de la science-fiction... Péo60 s'est aperçu du contraire en allant rendre visite au laboratoire Heudiasyc, situé sur le campus de l'UTC de Compiègne.

Le concours Défi Robot comporte une épreuve dans laquelle un véhicule est censé pouvoir conduire une collégienne d’un point à un autre de façon autonome. Rêve utopique ou projet réservé à une entreprise américaine bien connue… pas si sûr.

L’équipe de Péo60, accompagnée de 2 Conseillers départementaux jeunes de la commission « L’Oise créative et de demain », se sont rendus dans le département Génie informatique de l’Université de Technologie de Compiègne. Ils y ont rencontré Philippe BONNIFAIT qui a présenté les travaux du laboratoire Heudiasyc en matière de véhicule autonome.

Direction le garage !

Le campus présente ce que l’on attend d’une université : salles de cours, amphithéâtres, cafétéria et étudiants très avenants qui guident les visiteurs égarés dans les dédales du site. Mais il y a d’autres équipements, moins courants : des pistes d’essai et un garage. 

A l’intérieur de ce dernier 4 voitures : une Citroën C5 break, une 308 Peugeot, une Zoé et une Fluence Renault. Ces modèles sont grand public. Ce qui les distingue c’est leur équipement, réalisé par Heudiasyc.

Chacune est appareillée différemment, en fonction du projet développé et de l’état d’avancement des travaux. Elles intègrent de multiples capteurs : caméras, radarslidar, capteurs inertiels, modems wifi, capteurs de position… et un ou plusieurs ordinateurs pour gérer les informations.

Si l’une est particulièrement remarquable de l’extérieur avec sa caméra 360°, les autres sont plus discrètes. 

Les intérieurs ressemblent à la Delorean de Retour vers le futur avec fils, écrans et compteurs omniprésents. La dernière née se distingue toutefois : en dehors d’un écran d’ordinateur face au passager, seul son coffre regroupe les options robotiques : une voiture presque comme les autres.

Technologie embarquée

L’homme utilise ses cinq sens et son cerveau pour traiter les informations et agir sur les commandes de la voiture. Rendre un véhicule capable d’effectuer certaines opérations seul nécessite donc de remplacer les perceptions humaines.

Analyser l'environnement

Pour remplacer les yeux, des caméras sont disposées dans différents points stratégiques de l’habitacle.

Elles ne sont toutefois pas suffisantes et sont complétées par des radars, qui déterminent globalement la position des objets autour de la voiture et leur vitesse.

Plus précis, les lidars vont balayer une zone bien déterminée et localiser exactement les éventuels obstacles. Ils sont 6 sur un véhicule et chacun dispose de 4 faisceaux.

Pour localiser la voiture dans son environnement des systèmes GNSS sont également mis à contribution. L’objectif est de disposer de plus de satellites pour obtenir un positionnement plus précis.

Des voitures communicantes

Il existe également un système de modem wifi, avec une bande de fréquences dédiées aux véhicules. Ainsi équipées, deux voitures peuvent échanger entre elles pour se positionner l’une par rapport à l’autre et échanger différentes informations utiles à la navigation (se sont en quelque sorte les oreilles qui complètent la vision).
Enfin, l’ordinateur analyse les données grâce à des algorithmes spécifiques, préoccupation majeure des chercheurs du laboratoire. Cerveau de commande il est aussi le cœur des secrets du projet.
N’oublions pas que tout cet équipement ne doit pas être gourmand en énergie et dispose d’une batterie spécifique et autonome.
Pour le matériel utilisé, la volonté est d’avoir recours majoritairement à des capteurs/accessoires existant et ayant déjà fait leurs preuves. L’objectif est de pouvoir utiliser rapidement les avancées du programme pour une mise en application industrielle avec des coûts optimisés.

Des applications concrètes

  • Une sécurité renforcée
    Si un véhicule complètement autonome n’est pas pour tout de suite il y a déjà un certain nombre de travaux qui ont abouti dans le cadre de l’ADAS.

Cet acronyme de Advanced Driver Assistance System (système d’assistance avancée du conducteur) n’est peut être pas familier mais il en regroupe d’autre plus connus comme l’ABS (antiblocage des roues), l’ESP (correcteur de trajectoire), l’AFIL (alerte de franchissement involontaire de ligne blanche),….

Le test Euro NCAP exige de disposer des derniers systèmes de sécurité pour obtenir les 5 étoiles. Le millésime 2017 demandera au véhicule d’être capable de s’arrêter seul, pour une vitesse inférieure à 40 km/h, s’il détecte un obstacle devant lui.

  • Un challenge international
    Ce que met en place l’UTC permet des réactions 10 fois plus rapide que celle d’un humain. Les caméras distinguent les piétons et sont capables de lire les panneaux de limitation. Le véhicule peut gérer le freinage, la direction et la vitesse. La gestion de conduite sur une autoroute est à portée de main. 

A ce sujet, le laboratoire Heudiasyc va participer à un challenge en conditions réelles (une autoroute sera réservée au test durant un week-end) aux Pays Bas. Un groupe de véhicules devra circuler en formation serrée mais aussi réaliser des changements de file en s’intégrant dans le trafic, pour simuler une voie bloquée en cas d’accident. Sur 12 concurrents internationaux, c’est le seul représentant français de ce Défi Robot format XXL !

  • Une aide à la conduite
    L’UTC envisage également d’utiliser les capacités du système pour surmonter certains handicaps limitant la possibilité d’utiliser une voiture. 

Le parcage automatique du véhicule est aussi une option étudiée. La place est de plus en plus limitée dans les agglomérations. Un véhicule ainsi équipé pourrait trouver un emplacement seul, s’y ranger dans un espace réduit (pas besoin d’ouvrir une porte, l’utilisateur étant déjà descendu) et pourquoi pas s’y recharger par induction. 

Dans le paysage urbain de demain, la mobilité publique sera un enjeu de premier plan. Il est donc possible d’imaginer des navettes autonomes, pour les derniers kilomètres, venant en complément des moyens existant comme le métro : une sorte d’ascenseur horizontal.

Avant d’en arriver là, la technologie doit encore évoluer en particulier pour prendre en charge toutes les surprises de la conduite en ville. Les infrastructures doivent aussi être modifiées pour prendre en compte les capacités et exigences de l’assistance au conducteur. Les mentalités devront aussi changées, la voiture a une place particulière dans la société : conduire est tout un symbole. N’oublions pas que les financements dépendent de la demande (pour le moment, le prix d’un équipement complet multiplie par 10 celui de la voiture).

Voiture Autonome - UTC Compiègne

Sur terre mais aussi dans les airs

Le laboratoire Heudiasyc travaille aussi sur des drones autonomes. Certains sont déjà utilisés en agriculture pour cartographier l’exploitation et optimiser l’arrosage ou l’épandage des produits phytosanitaires.

Comment mettre au point la technologie de demain à l'UTC

Les personnes travaillant à Heudiasyc ont différents profils. Il y a les étudiants de l’UTC dans le secteur de l’informatique et des systèmes embarqués. 

Des stagiaires d’écoles d’ingénieurs, en master ou des doctorants en génie informatique peuvent aussi participer aux projets. Les premiers sont tutorés par des professionnels liés aux projets, les autres par les enseignants de l’UTC.

Les professeurs d’universités encadrent l’équipe et recherchent les partenariats avec les industriels (comme Renault ou PSA) afin d’utiliser les compétences du laboratoire pour répondre à un problème particulier sur une méthode en cours d’exploitation.

Sources :

https://www.hds.utc.fr/
http://www.euroncap.com/fr
https://fr.wikipedia.org/wiki/Aide_%C3%A0_la_conduite_automobile

Voir aussi un article du CNRS sur le laboratoire : 
www.cnrs.fr/cnrsinnovation-lalettre/actus.php?numero=331

Merci à Monsieur Philippe BONNIFAIT, Vice-Président du Conseil scientifique et enseignant de l'UTC pour nous avoir accueillis et présenté sa structure.

Heudiasyc : quésaqo ?

Créé en 1981, le laboratoire Heudiasyc, qui signifie Heuristique et Diagnostic des Systèmes Complexes, est une unité mixte de recherche entre l’Université de Technologie de Compiègne et le CNRS (rattachement à l’INS2I).

Il opère dans le domaine des Sciences et Technologies de l’Information et de la Communication (STIC), à savoir l’informatique, l’automatique, la robotique, la décision et l’image.

L’activité d’Heudiasyc veut répondre aux grands enjeux de la société : sécurité, mobilité et transports, environnement, santé ; ceci en étroite collaboration avec des partenaires métiers, notamment industriels. Plusieurs plateformes et démonstrateurs, développés au sein du laboratoire, illustrent cette volonté de confronter la recherche fondamentale à la complexité des applications.

Heudiasyc est organisée autour de quatre équipes :

  • ASER : Automatique, Systèmes Embarqués, Robotique
  • DI : Décision, Image
  • ICI : Information, Connaissance, Interaction
  • RO : Réseaux, Optimisation

Contact
Heudiasyc
UMR CNRS 7253
Université de Technologie de Compiègne - Génie informatique
CS 60319
57, avenue de Landshut
60203 Compiègne Cedex
Tél. : 03 44 23 46 45
Fax : 03 44 23 44 77