TELECOM PARIS ALUMNI
Retour aux actualités
Article suivant Article précédent

Revue TELECOM 182 - Les véhicules "autonomes" seront communicants

Articles Revue TELECOM

-

15/10/2016


LES VÉHICULES

"AUTONOMES"

SERONT COMMUNICANTS

 





Par Jean-Marie Bonnin dans la revue TELECOM n° 182


Les voitures autonomes expérimentales qui sillonnent déjà les routes en Europe et aux États-Unis ne coopèrent pas avec leur environnement. En effet, elles s’appuient essentiellement sur leurs capteurs embarqués pour percevoir ce qui les entoure. Ces capteurs ainsi que les informations recueillies en interne, leur permettent d’acquérir suffisamment d’informations brutes pour construire une représentation de leur environnement. Le système de contrôle du véhicule peut ensuite faire correspondre sa perception avec une information connue a priori comme une carte détaillée ou une représentation apprise de l’environnement. Cela lui permet de décider des actions à entreprendre.



Vers de véhicules plus autonomes


L’automatisation complète est en quelque sorte l’aboutissement de mécanismes de délégation de conduite libérant de plus en plus les passagers de la tache de conduire et la matérialisation d’une logique consistant à supprimer progressivement le conducteur humain de l’équation pour atteindre le zéro décès ciblé par les pouvoirs publics. Nous avons déjà dans nos voitures des mécanismes qui prennent le contrôle partiel des freins ou de la transmission pour éviter le blocage des roues (ABS) ou les dérapages (anti patinage). Nous allons passer rapidement de réactions automatiques à des situation d’urgence prenant le contrôle de quelques aspects de la dynamique du véhicule, à des comportements de plus en plus autonomes, d’abord sous la supervision d’un conducteur et en dans des situations limitées (autoroute, embouteillage), puis dans des milieux de plus en plus ouverts et enfin libérer complètement l’usager de la tache de supervision. Ainsi nos voitures commencent à faire partiellement leur créneaux toutes seules et des produits existent pour qu’elles aillent se garer et viennent nous chercher à l’entrée du parking. Pour vous libérer l’esprit les véhicules haut de gamme intègrent d’ores et déjà des fonctions de délégation de conduite partielle qui sont capables de conduire dans des environnements spécifiques (embouteillage, autoroute).



Une autonomie coopérative


Aucun de ces mécanismes ne requiert de coopération explicite entre les véhicules ou entre le véhicule et son environnement de proximité, même si cela peut aider dans le cas du parking. Depuis quelques années l’industrie automobile s’est associée aux acteurs des télécommunications pour développer des standards de communications permettant aux véhicules de coopérer directement entres eux en échangeant des informations structurées. Ainsi un véhicule peut commencer à freiner non pas parce qu’il observe qu’il se rapproche de son prédécesseur, mais parce que ce dernier lui annonce qu’il vient d’enclencher un freinage d’urgence. On gagne ainsi un temps précieux dans la réaction aux événements critiques et donc en sécurité. De la même manière, le temps gagné pour réagir de concert lors de manœuvres coordonnées est extrêmement précieux. Il permet de rapprocher les véhicules sur l’autoroute pour des circulations en convois (platooning) et d’optimiser le franchissement des carrefours. Une étude récente de l’université de Berkeley montre qu’en coopérant entre eux pour organiser leur passage, les véhicules augmenteraient sensiblement la capacité des intersections et de fait participeraient à réduire les congestions.

En parallèle de l’automatisation progressive de nos voitures, de petits véhicules nativement autonome et spécifiquement conçus pour s’intégrer dans une offre de transport vont se déployer dans nos centres urbains et changer radicalement leur physionomie. Le coût de développement et d’opération de ces véhicules devient un des éléments clés de viabilité de ses nouveaux usages. La coopération permettrait d’en réduire les coûts dans la mesure ou chaque véhicule pourrait s’appuyer ce que perçoivent les autres véhicules ou éléments d’infrastructure présents dans leur environnement et ne serait donc plus tenu d’embarquer l’ensemble des moyens de perception.

La première utilisation des technologies de communications de proximité ne concerne pas seulement les véhicules autonomes, on considère que les communications permettront de réduire les accidents en évitant que deux véhicules ne se rentrent dedans sans avoir pris la peine de se présenter1. Ainsi chaque véhicule annonce sa présence plusieurs fois par seconde et de manière anonyme (les “beacons”), les autres véhicules peuvent alors prendre en compte cette présence dans leur prise de décision. Par ailleurs, les véhicules comme l’infrastructure sont capables d’annoncer des événements exceptionnels (freinage d’urgence, ralentissement, véhicule de secours). Ces premiers usages des communications inter-véhiculaires (v2v) sont actuellement en cours de validation au sein de grandes expérimentations en Europe et aux Etats-Unis. En France il s’agit du projet SCOOP@F.



Vers une architecture de communication ouverte


Pour que ce type de communication soit possible, il faut nécessairement que tous les véhicules partagent les mêmes moyens de communication (ici le ITS-G5 qui est une variante du WiFi adaptée aux communications véhiculaires). Il faut aussi que les fréquences radio utilisées soient les mêmes. Pour l’Europe, les fréquences dédiées aux transports intelligents ont été réservées dans la bande 5,9Ghz et sont similaires à celles qui sont réservées aux Etats-Unis. On peut noter ici que des acteurs des nouvelles technologies font pression sur les régulateurs pour libérer l’usage de tout ou partie de ces fréquences arguant du fait qu’ils pourraient réaliser un chiffre d’affaire important si elles étaient réaffectées à des communications Internet. Il est vrai que le domaine des ITS pour qui elles sont réservées depuis des années n’en fait pas encore un usage intensif. Nous nous acheminons peut être vers un partage d’une partie de ces fréquences entre plusieurs usages dont les communications véhiculaires.


Bien que la portée d’ITS-G5 soit plus importante que celle du WiFi classique, il n’est pas envisageable de déployer une infrastructure couvrant l’ensemble du territoire sur la base de cette technologie. D’autant plus qu’elle offre un débit limité qui n’est pas adapté à toutes les applications. En pratique, cette technologie est surtout intéressante pour des messages en diffusion comme les “beacons”2, ou les messages d’alertes3 pour lesquels on cherche à atteindre l’ensemble des véhicules présents dans le voisinage. Lorsque le niveau de charge est raisonnable, elle permet d’atteindre des performances suffisantes pour des applications de sécurité sensibles aux délais (< 100 ms).

Architecture de communication ITS (ISO/ETSI)


Les travaux réalisés ces derniers années (depuis 15 ans) dans les organismes de normalisation (ISO, ETSI, CEN) ont abouti à la définition d’une architecture de communication permettant d’intégrer plusieurs moyens de communications et de les utiliser efficacement en fonction des besoins. Ainsi l’ITS-G5 et des technologies de téléphonie peuvent être intégrés dans les véhicules pour offrir aux applications le meilleur des deux mondes. Ces architectures hybrides sont conçues pour intégrer d’autres moyens de communication (communication en lumière visible, radar, …) et mutualisent l’ensemble des moyens de communication d’un véhicule.

 

Le véhicule ultra-connecté

 

Des véhicules ultra-connectés au cœur des villes


Cette capacité d’intégration de nouveaux moyens de communication est très importante car les manœuvres coopératives (carrefour, convois) sont plus exigeantes en termes de bande passante ou de délai. Il sera donc nécessaire de fonctionner avec des technologies de communication en point à point (cellulaire 5G en mode Device to Device, Visible Light Communication) capables, d’une manière ou d’une autre, de mieux focaliser l’énergie de la communication sur un correspondant particulier tout en conservant les mécanismes de diffusion lorsque c’est utile.

L’hybridation des communications locales avec des communications plus classiques (3/4 G) permet aussi de donner et recevoir des informations à des systèmes centraux (cloud) pour des besoins de monitoring (e.g. maintenance prédictive) ou d’optimisation globale (e.g. gestion de flotte, gestion de trafic). Les véhicules étant de fait connectés à l’Internet et capables d’interactions locales avec les autres véhicules, mais aussi avec la ville et ses usagers à travers leur smartphones, devraient prendre une place centrale dans l’économie des services numériques au service du transport, de la logistique et de l’énergie. 
 

1/ Pour reprendre une formulation de Gérard Berry lors d’une leçon au collège de France pendant laquelle il s’étonnait que les véhicules ne communiquent pas encore entre eux pour éviter les accidents.
2/ Message CAM - Cooperative Awareness Messages
3/ Message DENM - Decentralized Environmental Notification Message


L'auteur
 


Jean-Marie Bonnin
 
est professeur à Télécom Bretagne et membre du laboratoire IRISA où il anime le département Réseaux, Télécommunications et Services. Il s’intéresse aux communications en mobilité et participe à la conception et à la standardisation de l’architecture de communication définie pour les transports intelligents coopératifs. Il est co-fondateur de YoGoKo.

 
 
 

135 vues Visites

J'aime

Commentaires0

Veuillez vous connecter pour lire ou ajouter un commentaire

Articles suggérés

Articles Revue TELECOM

Revue TELECOM 194 - Editorial Laura Peytavin et Yves Poilane

User profile picture

Rédaction Revue TELECOM

13 novembre

Articles Revue TELECOM

Revue TELECOM 194 - Sevenhugs

User profile picture

Rédaction Revue TELECOM

12 novembre

Articles Revue TELECOM

Revue TELECOM 194 - Bye Bye Barrault

User profile picture

Rédaction Revue TELECOM

12 novembre