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Technologies pour automobile Laboratoire Signaux Systèmes & Composants (LSSC) Pr. AichaCompany ALAMI HASSANI LOGO Systèmes Intelligents, Communicants et Mobiles (SICoM) ...

Technologies pour automobile Laboratoire Signaux Systèmes & Composants (LSSC) Pr. AichaCompany ALAMI HASSANI LOGO Systèmes Intelligents, Communicants et Mobiles (SICoM)  Introduction Les avancées technologiques ont transformé l'industrie automobile, ouvrant la voie à des véhicules plus sûrs, plus intelligents et plus efficaces. Trois piliers de cette révolution technologique sont : 1. les systèmes avancés d'aide à la conduite (ADAS), améliorent la sécurité et le confort de conduite en utilisant divers capteurs et technologies de traitement des données pour assister le conducteur. 2. l'architecture logicielle AUTOSAR, standardise le développement des logiciels embarqués pour garantir l'interopérabilité et la modularité des systèmes. 3. les directives de codage MISRA C qui sont des directives strictes pour le développement de logiciels en langage C, afin de minimiser les erreurs et d'assurer la fiabilité des systèmes embarqués. 22/12/2024 Dr. Aicha ALAMI HASSANI 2  Objectifs du module Se focaliser sur les différentes technologies et standards du domaine automobile. La norme AUTOSAR, son utilité et plus particulièrement son architecture détaillée afin de mieux gérer la complexité des dispositifs embarqués. La norme MISRA C, pour découvrir les différentes directives à respecter pendant le développement de logiciels automobiles utilisant le langage de programmation C. Les systèmes ADAS qui sont souvent utilisés dans les nouveaux projets d’automobile, avec ses différents niveaux, fonctions et technologies utilisées. 22/12/2024 Dr. Aicha ALAMI HASSANI 3  Plan 1. Introduction aux Technologies pour l'Automobile 2. Systèmes Avancés d'Aide à la Conduite (ADAS) 3. AUTOSAR (AUTomotive Open System ARchitecture) 4. MISRA C (Motor Industry Software Reliability Association) 22/12/2024 Dr. Aicha ALAMI HASSANI 4  Plan 1. Introduction aux Technologies pour l'Automobile 2. Systèmes Avancés d'Aide à la Conduite (ADAS) 3. AUTOSAR (AUTomotive Open System ARchitecture) 4. MISRA C (Motor Industry Software Reliability Association) 22/12/2024 Dr. Aicha ALAMI HASSANI 5  Evolution des technologies automobiles Introduction aux Technologies pour l'Automobile L'évolution des technologies automobiles a débuté avec l'invention du moteur à combustion interne au 19ème siècle, marquant le début de l'ère des véhicules motorisés. Au fil des décennies, des innovations comme la transmission automatique, les systèmes de freinage antiblocage (ABS), et les airbags ont amélioré la sécurité et le confort des voitures. Plus récemment, l'émergence des systèmes d'aide à la conduite (ADAS), des véhicules électriques, et des technologies de conduite autonome témoigne d'une transformation vers des véhicules plus sûrs, connectés et respectueux de l'environnement. 22/12/2024 Dr. Aicha ALAMI HASSANI 6  Evolution des technologies automobiles Introduction aux Technologies pour l'Automobile Les débuts de l'automobile : Invention du moteur à combustion interne, premières voitures. Progrès des moteurs et des transmissions : Passage des moteurs à essence aux moteurs diesel, puis aux véhicules hybrides et électriques. Électronique embarquée : Introduction des systèmes électroniques pour le contrôle moteur, les systèmes de freinage ABS, etc. Connectivité et informatique embarquée : L'essor des systèmes d'infodivertissement, GPS, et l'Internet des objets (IoT) dans les véhicules. Véhicules autonomes et ADAS (Systèmes avancés d'assistance à la conduite) : Développement des technologies de conduite autonome, capteurs, et intelligence artificielle. 22/12/2024 Dr. Aicha ALAMI HASSANI 7  Les tendances actuelles et futures Introduction aux Technologies pour l'Automobile Les tendances actuelles dans l'industrie automobile incluent l'électrification croissante des véhicules, avec une adoption rapide des voitures électriques (EV) et hybrides. Les technologies de conduite autonome continuent de se développer, avec des avancées en matière de capteurs, d'intelligence artificielle et de connectivité. Parallèlement, l'intégration de la connectivité Internet, permettant des mises à jour logicielles à distance et des fonctionnalités connectées, devient standard. À l'avenir, on prévoit une augmentation des véhicules autonomes de niveau 4 et 5, une amélioration des infrastructures de recharge pour EV, et une plus grande utilisation de matériaux durables et légers. 22/12/2024 Dr. Aicha ALAMI HASSANI 8  Les tendances actuelles et futures Introduction aux Technologies pour l'Automobile Électrification : Adoption croissante des véhicules électriques (VE) et des infrastructures de recharge. Conduite autonome et semi-autonome : Progrès dans les niveaux d'autonomie, de l'assistance au conducteur à la conduite complètement autonome. Connectivité et véhicules intelligents : Véhicules connectés à l'Internet et communication véhicule-à-véhicule (V2V) et véhicule-à-infrastructure (V2I). Durabilité et technologies vertes : Développement de matériaux légers, technologies de recyclage, et réduction des émissions de CO2. 22/12/2024 Dr. Aicha ALAMI HASSANI 9  Sécurité Introduction aux Technologies pour l'Automobile La sécurité est une priorité absolue dans le développement des technologies automobiles. Elle englobe la protection des occupants du véhicule, des autres usagers de la route et des piétons. Les avancées incluent: Technologies de sécurité active et passive : Airbags, ceintures de sécurité, freins ABS, contrôle de stabilité. ADAS : Aide au stationnement, alertes de collision et les systèmes de maintien de voie, alerte de franchissement de ligne, freinage d'urgence autonome. Normes et réglementations : Exigences de sécurité des véhicules, crash tests, réglementation des systèmes autonomes. 22/12/2024 Dr. Aicha ALAMI HASSANI 10  Sécurité Introduction aux Technologies pour l'Automobile Ces technologies utilisent des capteurs avancés pour détecter les dangers et assister ou remplacer le conducteur en cas de besoin. En outre, les véhicules modernes intègrent des structures de carrosserie renforcées et des dispositifs de sécurité passive comme les airbags pour minimiser les blessures en cas d'accident. 22/12/2024 Dr. Aicha ALAMI HASSANI 11  Efficacité Introduction aux Technologies pour l'Automobile L'efficacité est un aspect crucial dans le développement des technologies automobiles, visant à optimiser la consommation d'énergie et à réduire les émissions de gaz à effet de serre. Optimisation des moteurs et transmissions : Technologies de réduction de consommation de carburant, moteurs hybrides et électriques. Aérodynamique et conception légère : Réduction de la résistance à l'air et utilisation de matériaux légers. Gestion de l'énergie : Systèmes de récupération d'énergie, optimisation de l'efficacité énergétique. L'efficacité contribue également à diminuer les coûts d'exploitation et à prolonger la durée de vie des véhicules. 22/12/2024 Dr. Aicha ALAMI HASSANI 12  Interopérabilité Introduction aux Technologies pour l'Automobile l'interopérabilité désigne la capacité de différents systèmes, composants ou logiciels provenant de divers constructeurs ou fournisseurs à fonctionner ensemble de manière harmonieuse. Cela permet aux systèmes embarqués, aux capteurs, aux dispositifs de communication et aux logiciels de partager et d'échanger des données sans conflits, même s’ils proviennent de différentes marques ou utilisent des protocoles variés. Standards et protocoles de communication : Protocoles pour les systèmes embarqués, connectivité avec l'infrastructure (V2I). Compatibilité des systèmes : Intégration de différents systèmes et technologies de différents fournisseurs. Cyber-sécurité : Protection des systèmes contre les cyberattaques, sécurité des données des utilisateurs. 22/12/2024 Dr. Aicha ALAMI HASSANI 13  Interopérabilité Introduction aux Technologies pour l'Automobile L'interopérabilité est essentielle dans les technologies automobiles pour faciliter les mises à jour, la maintenance, et l'ajout de nouvelles fonctionnalités. L'interopérabilité est également cruciale pour l'intégration de véhicules dans des systèmes plus larges, tels que les infrastructures de transport intelligentes et les réseaux de véhicules connectés, permettant une meilleure gestion du trafic et des services de mobilité. 22/12/2024 Dr. Aicha ALAMI HASSANI 14  Plan 1. Introduction aux Technologies pour l'Automobile 2. Systèmes Avancés d'Aide à la Conduite (ADAS) 3. AUTOSAR (AUTomotive Open System ARchitecture) 4. MISRA C (Motor Industry Software Reliability Association) 22/12/2024 Dr. Aicha ALAMI HASSANI 15  Définition Systèmes Avancés d'Aide à la Conduite (ADAS) Les Systèmes Avancés d'Aide à la Conduite (ADAS) sont des systèmes électroniques intégrés dans les véhicules pour améliorer la sécurité et l'expérience de conduite en automatisant certaines tâches. Ces systèmes utilisent des technologies avancées pour aider les conducteurs à éviter les collisions, maintenir la trajectoire du véhicule, et fournir des informations sur l'environnement routier. 22/12/2024 Dr. Aicha ALAMI HASSANI 17  Points Clés Systèmes Avancés d'Aide à la Conduite (ADAS) 1. Niveaux d’autonomie des véhicules 2. Capteurs utilisés 3. Fonctions 22/12/2024 Dr. Aicha ALAMI HASSANI 18  Niveaux d’autonomie des véhicules Systèmes Avancés d'Aide à la Conduite (ADAS) Les niveaux d’autonomie des véhicules sont définis par la norme SAE (Society of Automotive Engineers) J3016, qui classe l’automatisation des véhicules de niveau 0 à 5. Ces niveaux indiquent le degré d’automatisation dans les systèmes de conduite, allant de l'absence totale d'automatisation (niveau 0) à une autonomie complète (niveau 5). Niveau 0 : Aucun automatisme Niveau 1 : Assistance au conducteur (ex. régulateur de vitesse) Niveau 2 : Automatisation partielle (ex. pilotage automatique sur autoroute) Niveau 3 : Automatisation conditionnelle (le conducteur doit intervenir si nécessaire) Niveau 4 : Haute automatisation (pas d'intervention du conducteur dans certaines conditions) 22/12/2024 Niveau 5 Dr. Aicha : Automatisation complète ALAMI intervention (aucune HASSANI du conducteur) 19  Niveaux d’autonomie des véhicules Systèmes Avancés d'Aide à la Conduite (ADAS) Cette classification divise l’autonomie en six niveaux (de 0 à 5), chacun définissant le degré de contrôle du véhicule et le rôle du conducteur. 22/12/2024 Dr. Aicha ALAMI HASSANI 20  Niveaux d’autonomie des véhicules Systèmes Avancés d'Aide à la Conduite (ADAS) Niveau 0 : Pas d’automatisation le conducteur est entièrement responsable de toutes les actions de conduite, et il n'y a pas d'automatisation en continu. Cependant, certains véhicules de niveau 0 peuvent inclure des systèmes d'assistance ponctuels qui aident le conducteur dans des situations spécifiques, sans prendre le contrôle du véhicule de manière autonome. Exemples : Alerte de collision : Le système détecte un obstacle et alerte le conducteur par un signal sonore ou visuel, mais ne prend pas le contrôle du véhicule. Le conducteur doit réagir lui- même en freinant ou en effectuant une manœuvre. Freinage d’urgence autonome (AEBS) : Dans certaines situations, le véhicule peut initier un freinage d’urgence s’il détecte une collision imminente, mais cela reste une intervention ponctuelle, et le conducteur reprend le contrôle immédiatement après. Le véhicule ne peut pas maintenir cette intervention dans le temps ni prendre en charge d'autres tâches de conduite. 22/12/2024 Dr. Aicha ALAMI HASSANI 21  Niveaux d’autonomie des véhicules Systèmes Avancés d'Aide à la Conduite (ADAS) Niveau 1 : Assistance à la conduite Le véhicule peut gérer une seule tâche de conduite à la fois, comme le contrôle de la vitesse via un régulateur adaptatif ou le maintien de la trajectoire. Cependant, le conducteur reste pleinement responsable et doit surveiller l’environnement. Exemples : Régulateur de vitesse adaptatif, maintien de voie actif. Régulateur de vitesse adaptatif (Adaptive Cruise Control - ACC) : o Le véhicule maintient une vitesse choisie par le conducteur mais est capable d'ajuster cette vitesse automatiquement pour garder une distance de sécurité avec le véhicule devant. o Si la circulation ralentit, le système réduit la vitesse pour maintenir une distance sécuritaire, puis l'augmente de nouveau lorsque la route est dégagée. o Limitation : Le conducteur doit toujours surveiller la route et peut reprendre le contrôle total à tout moment, notamment pour la direction, car le système ne gère paqs ne gère pas le maintien dans la voie. 22/12/2024 Dr. Aicha ALAMI HASSANI 22  Niveaux d’autonomie des véhicules Systèmes Avancés d'Aide à la Conduite (ADAS) Niveau 1 : Assistance à la conduite Le véhicule peut gérer une seule tâche de conduite à la fois, comme le contrôle de la vitesse via un régulateur adaptatif ou le maintien de la trajectoire. Cependant, le conducteur reste pleinement responsable et doit surveiller l’environnement. Exemples : Régulateur de vitesse adaptatif, maintien de voie actif. Maintien de voie actif (Lane Keeping Assist - LKA) : o Ce système détecte les marquages au sol et corrige légèrement la direction pour aider le véhicule à rester au centre de la voie. o Si le véhicule commence à dévier vers le bord de la voie sans activation du clignotant, le système effectue un ajustement de direction pour le ramener dans sa trajectoire. o Limitation : Ce système ne fonctionne qu’en complément de la conduite du conducteur. Il ne prend pas en charge l’accélération ou le freinage, et le conducteur doit rester attentif. 22/12/2024 Dr. Aicha ALAMI HASSANI 23  Niveaux d’autonomie des véhicules Systèmes Avancés d'Aide à la Conduite (ADAS) Niveau 2 : Automatisation partielle Le véhicule peut contrôler simultanément la direction et la vitesse dans certaines conditions, mais le conducteur doit garder les mains sur le volant et les yeux sur la route, et être prêt à intervenir à tout moment. Exemples : Tesla Autopilot (en mode assisté) : est un système de conduite semi-autonome disponible sur certains modèles de Tesla. En mode assisté, il peut à la fois : o Maintenir le véhicule dans sa voie (contrôle de la direction). o Ajuster la vitesse pour garder une distance sécuritaire avec les véhicules devant (contrôle de la vitesse). Sur autoroute, Autopilot peut suivre la voie, ajuster la vitesse et même changer de voie si le conducteur active le clignotant. Toutefois, Tesla demande au conducteur de garder les mains sur le volant et de rester attentif pour intervenir si nécessaire. Limite : Ce système ne fonctionne pas dans toutes les conditions (par exemple, il peut être limité par la météo ou des routes sans marquages clairs). Le conducteur doit être prêt à reprendre le contrôle immédiatement en cas de problème. 22/12/2024 Dr. Aicha ALAMI HASSANI 24  Niveaux d’autonomie des véhicules Systèmes Avancés d'Aide à la Conduite (ADAS) Niveau 3 : Automatisation conditionnelle Le véhicule peut effectuer toutes les tâches de conduite dans des environnements spécifiques (comme les autoroutes), sans que le conducteur ne doive surveiller constamment. Toutefois, le conducteur doit pouvoir reprendre le contrôle lorsque le système le demande. Exemples : Technologie de conduite autonome de niveau 3 déployée par Audi (ex : Audi A8 dans certains pays avec régulations adaptées). Sur autoroute ou dans des embouteillages, l’Audi A8 peut contrôler la direction, la vitesse, et les décisions de freinage sans intervention du conducteur, tant que les conditions sont favorables (autoroutes bien marquées et sans intersections, par exemple). 22/12/2024 Dr. Aicha ALAMI HASSANI 25  Niveaux d’autonomie des véhicules Systèmes Avancés d'Aide à la Conduite (ADAS) Niveau 4 : Automatisation élevée Le véhicule est capable de conduire de manière totalement autonome dans certaines zones géographiques ou conditions spécifiques, sans intervention du conducteur humain. Cependant, le véhicule peut exiger une intervention humaine ou s’arrêter en toute sécurité si les conditions sortent de celles pour lesquelles il est programmé. Exemples : Navettes autonomes opérant dans des zones géographiques définies (ex. : Waymo à Phoenix, Arizona). Les navettes autonomes de Waymo, filiale de Google, sont un exemple d’autonomie de niveau 4. À Phoenix, Arizona, Waymo opère un service de navettes sans conducteur dans des zones géographiques bien définies et bien cartographiées, où les véhicules circulent de manière autonome, même sans la présence d’un conducteur humain dans le véhicule. 22/12/2024 Dr. Aicha ALAMI HASSANI 26  Niveaux d’autonomie des véhicules Systèmes Avancés d'Aide à la Conduite (ADAS) Niveau 5 : Automatisation complète Le véhicule est totalement autonome et capable de conduire dans toutes les conditions et environnements accessibles à un conducteur humain. Aucun volant ou pédale n'est nécessaire, et il n'y a aucune intervention humaine. Le véhicule gère toutes les situations de conduite, sans besoin d’intervention humaine. Exemples : Véhicules de recherche et de développement qui tentent d’atteindre cette autonomie complète (ex. : certains projets expérimentaux de Waymo (filiale de Google) et Uber ATG (Advanced Technologies Group)). Bien que ces projets soient encore en phase expérimentale, leur objectif est de concevoir des véhicules capables de fonctionner de manière totalement autonome, quel que soit le lieu, les conditions météorologiques ou la complexité de l’environnement. 22/12/2024 Dr. Aicha ALAMI HASSANI 27  Technologies nécessaires à chaque niveau Systèmes Avancés d'Aide à la Conduite (ADAS) Chaque niveau d'autonomie nécessite des technologies de plus en plus sophistiquées pour gérer des environnements et des situations de conduite variés, en assurant la sécurité et la fiabilité. Niveau 0 : Pas d’automatisation Systèmes d’assistance ponctuels (ABS, alerte de collision). Capteurs de base pour alertes (ex : capteurs de pression, alarme de franchissement de ligne). Niveau 1 : Assistance à la conduite Capteurs de base : Radars pour régulateur de vitesse adaptatif et caméras pour maintien de voie. Contrôleurs simples : Algorithmes d’assistance unidimensionnelle (soit direction, soit vitesse). Niveau 2 : Automatisation partielle Capteurs avancés : Caméras, radars, ultrasons pour la détection de véhicules, lignes de voie et piétons. Fusion de données : Combinaison des données de capteurs pour la direction et la vitesse. Algorithmes de contrôle simultané pour le maintien de la trajectoire et l'ajustement de la vitesse. 22/12/2024 Dr. Aicha ALAMI HASSANI 28  Technologies nécessaires à chaque niveau Systèmes Avancés d'Aide à la Conduite (ADAS) Chaque niveau d'autonomie nécessite des technologies de plus en plus sophistiquées pour gérer des environnements et des situations de conduite variés, en assurant la sécurité et la fiabilité. Niveau 3 : Automatisation conditionnelle Capteurs multi-niveaux : LiDAR en plus des radars et caméras pour une perception plus précise. IA et apprentissage automatique : Analyse et décision conditionnelle en temps réel, mais dans des environnements limités (ex. autoroutes). Cartes HD et GPS avancé : Localisation précise et cartes haute définition pour navigation automatisée sur certaines routes. Niveau 4 : Automatisation élevée Capteurs de haute précision : LiDAR, radars, caméras, et ultrasons à large couverture. IA avancée : Reconnaissance de situations complexes, prise de décision autonome en environnement prédéfini. Cartographie dynamique : Cartes HD en temps réel avec mises à jour des environnements définis (ex. zones urbaines spécifiques). Redondance des systèmes : Sécurité renforcée pour gérer les pannes de capteurs ou de communication. 22/12/2024 Dr. Aicha ALAMI HASSANI 29  Technologies nécessaires à chaque niveau Systèmes Avancés d'Aide à la Conduite (ADAS) Chaque niveau d'autonomie nécessite des technologies de plus en plus sophistiquées pour gérer des environnements et des situations de conduite variés, en assurant la sécurité et la fiabilité. Niveau 5 : Automatisation complète Capteurs omnidirectionnels et robustes : Capteurs haute performance et résilients pour fonctionner dans toutes les conditions (météo, environnement). Intelligence artificielle de pointe : Algorithmes de deep learning et de prise de décision autonome pour des environnements variés et imprévus. Cartes HD, GPS et perception avancée : Systèmes de localisation, perception, et cartographie en temps réel, sans restriction géographique. Infrastructures connectées : Véhicule à infrastructure (V2I) et véhicule à véhicule (V2V) pour anticiper et s’adapter aux conditions de circulation en temps réel. 22/12/2024 Dr. Aicha ALAMI HASSANI 30  Capteurs utilisés Systèmes Avancés d'Aide à la Conduite (ADAS) Les systèmes ADAS utilisent une combinaison de capteurs, d'algorithmes et de logiciels pour surveiller l'environnement du véhicule et assister le conducteur. Les capteurs sont les yeux et les oreilles des systèmes ADAS. Ils collectent des données sur l'environnement, ce qui permet au système de prendre des décisions éclairées pour assister le conducteur. La précision et la fiabilité des capteurs sont essentielles pour assurer la sécurité des véhicules équipés de ces technologies. 22/12/2024 Dr. Aicha ALAMI HASSANI 31  Capteurs utilisés Systèmes Avancés d'Aide à la Conduite (ADAS) Caméras : Pour la reconnaissance des objets , la lecture des panneaux de signalisation et la détection des lignes de voie, des panneaux, des piétons. Radar : Pour mesurer la distance et la vitesse des objets environnants. Lidar : Pour créer des modèles 3D de l'environnement. Ultrasons : Utilisés pour les systèmes de stationnement automatique. Capteurs de position : Utilisé pour la localisation précise; GPS, IMU (Unité de mesure inertielle). 22/12/2024 Dr. Aicha ALAMI HASSANI 32  Capteurs utilisés: Caméras Systèmes Avancés d'Aide à la Conduite (ADAS) Fonctionnement : Les caméras embarquées dans les véhicules ADAS capturent des images de l'environnement. Ces images sont ensuite traitées par des algorithmes de vision par ordinateur pour détecter, identifier, et suivre des objets comme les véhicules, les piétons, les panneaux de signalisation, et les marquages de voie. 22/12/2024 Dr. Aicha ALAMI HASSANI 33  Capteurs utilisés: Caméras Systèmes Avancés d'Aide à la Conduite (ADAS) Types : Caméras Mono : Une caméra simple utilisée pour des tâches comme la reconnaissance des panneaux de signalisation ou la détection des objets. Elles offrent une vision 2D de l'environnement. Caméras Stéréo : Deux caméras montées côte à côte qui permettent de percevoir la profondeur (vision 3D). Elles sont utilisées pour mesurer les distances aux objets, ce qui est crucial pour évaluer les risques de collision. Caméras à Vision Nocturne : Utilisent des technologies infrarouges pour détecter des objets dans l'obscurité ou dans des conditions de faible luminosité. Elles améliorent la sécurité en aidant à voir les piétons ou les animaux sur la route la nuit. 22/12/2024 Dr. Aicha ALAMI HASSANI 34  Capteurs utilisés: Caméras Systèmes Avancés d'Aide à la Conduite (ADAS) Technologies de Traitement d'Images Pour que les caméras puissent être efficaces dans les systèmes ADAS, les images capturées doivent être analysées en temps réel. Voici quelques techniques couramment utilisées : Détection d'Objets : Les algorithmes de vision par ordinateur identifient les objets importants, comme les voitures, les cyclistes ou les piétons, et les distinguent des autres éléments de l'environnement. Reconnaissance des Panneaux de Signalisation : Les caméras identifient et lisent les panneaux routiers, avertissant le conducteur des limites de vitesse ou des interdictions de dépasser. Détection des Marquages de Voie : Les caméras détectent les lignes de voie pour aider le véhicule à rester dans sa voie ou avertir le conducteur en cas de déviation. 22/12/2024 Dr. Aicha ALAMI HASSANI 35  Capteurs utilisés: Caméras Systèmes Avancés d'Aide à la Conduite (ADAS) Technologies de Traitement d'Images Les technologies de traitement d'images utilisées par les caméras dans les systèmes ADAS sont basées sur des techniques de vision par ordinateur et de traitement numérique des images. Ces techniques permettent d'extraire des informations utiles des images capturées pour analyser et comprendre l'environnement autour du véhicule. Acquisition et Prétraitement des Images: Préparer les images pour une analyse plus efficace. o Correction de Distorsion o Égalisation d'Histogramme o Filtrage Détection de Caractéristiques: Identifier des points ou des éléments intéressants dans l'image qui peuvent être utilisés pour une analyse plus approfondie. o Détection de Contours o Détection de Points d’Intérêt 22/12/2024 Dr. Aicha ALAMI HASSANI  Capteurs utilisés: Caméras Systèmes Avancés d'Aide à la Conduite (ADAS) Technologies de Traitement d'Images Segmentation d’Images: Diviser l'image en segments significatifs, par exemple, séparer la route des véhicules ou des piétons. o Segmentation par Seuil o Segmentation Basée sur la Couleur o Segmentation Sémantique Reconnaissance et Classification d’Objets: Identifier et classer des objets spécifiques dans l'image, comme des voitures, des piétons ou des panneaux de signalisation. o Réseaux Neurones Convolutifs (CNN) : ResNet, VGG, et YOLO o Classificateurs Basés sur le Machine Learning Suivi d'Objets: Suivre des objets en mouvement dans une série d'images (vidéo). o Algorithmes de Suivi : Filtre de Kalman o Analyse de Mouvement 22/12/2024 Dr. Aicha ALAMI HASSANI 37  Capteurs utilisés: Caméras Systèmes Avancés d'Aide à la Conduite (ADAS) Technologies de Traitement d'Images Analyse de Scène et Compréhension: Analyser la scène globale pour comprendre les relations entre les objets et prédire leur comportement. o Fusion de Données : o Détection de Marquages au Sol o Systèmes de Perception Avancée : Deep Learning 22/12/2024 Dr. Aicha ALAMI HASSANI 38  Capteurs utilisés: Caméras Systèmes Avancés d'Aide à la Conduite (ADAS) Avantages : Coût relativement faible et capacité à fournir des informations riches en détails. Inconvénients : Performances dégradées dans des conditions de faible luminosité ou de conditions météorologiques défavorables. 22/12/2024 Dr. Aicha ALAMI HASSANI 39  Capteurs utilisés: Caméras Systèmes Avancés d'Aide à la Conduite (ADAS) Exemple Pratique : Reconnaissance des Panneaux de Signalisation Acquisition : La caméra capture l'image de la route, qui peut inclure un panneau de signalisation. Prétraitement : Amélioration de l'image pour augmenter la visibilité du panneau. Détection : Utilisation d'algorithmes pour identifier la forme du panneau (cercle, triangle, etc.). Classification : Utilisation d'un CNN pour reconnaître le panneau (par exemple, limite de vitesse de 50 km/h). Affichage : Le système affiche l'information du panneau sur le tableau de bord du véhicule et alerte le conducteur si nécessaire. 22/12/2024 Dr. Aicha ALAMI HASSANI 40  Capteurs utilisés: Radar Systèmes Avancés d'Aide à la Conduite (ADAS) Fonctionnement : Les radars sont des capteurs essentiels dans les systèmes ADAS, utilisés pour mesurer la distance, la vitesse, et la direction des objets autour du véhicule. Ils jouent un rôle crucial dans la détection des obstacles et des véhicules environnants, permettant des applications de sécurité et d'assistance au conducteur. 22/12/2024 Dr. Aicha ALAMI HASSANI 41  Capteurs utilisés: Radar Systèmes Avancés d'Aide à la Conduite (ADAS) Fonctionnement : Les radars fonctionnent en émettant des ondes radio et en mesurant le temps de retour des ondes après qu'elles ont rebondi sur un objet. Cette technique est appelée temps de vol (Time of Flight, ToF) : 22/12/2024 Dr. Aicha ALAMI HASSANI 42  Capteurs utilisés: Radar Systèmes Avancés d'Aide à la Conduite (ADAS) Fonctionnement : Le capteur émet des ondes électromagnétiques qui se déplacent à la vitesse de la lumière. Lorsque ces ondes rencontrent un objet (comme un véhicule ou un piéton), elles sont réfléchies. Le capteur mesure le temps qu'il faut pour que ces ondes reviennent. En fonction de ce temps de retour, la distance de l’objet est calculée. En analysant la variation de fréquence entre l’onde émise et l’onde reçue (effet Doppler), le capteur peut également déterminer la vitesse relative de l’objet. 22/12/2024 Dr. Aicha ALAMI HASSANI 43  Capteurs utilisés: Radar Systèmes Avancés d'Aide à la Conduite (ADAS) Types : Les systèmes ADAS utilisent principalement deux types de radars : Radar à Longue Portée (Long-Range Radar, LRR) o Portée : Typiquement de 70 à 250 mètres. o Utilité : Idéal pour la détection de véhicules à moyenne et longue distance, notamment sur les autoroutes. o Applications : Utilisé pour le régulateur de vitesse adaptatif (ACC), où il mesure la distance et la vitesse des véhicules en avant pour ajuster la vitesse du véhicule. Radar à Courte Portée (Short-Range Radar, SRR) o Portée : De 0,5 à 30 mètres. o Utilité : Conçu pour les environnements plus proches, pour des applications qui nécessitent une détection rapide des objets à proximité. o Applications : Utilisé pour des fonctions comme l'assistance de stationnement, la détection des angles morts, et la détection de collision pour les freinages d’urgence. 22/12/2024 44  Capteurs utilisés: Radar Systèmes Avancés d'Aide à la Conduite (ADAS) Avantages : Les capteurs radar présentent plusieurs avantages par rapport aux autres types de capteurs utilisés dans les systèmes ADAS : Fiabilité par Tous Temps : Contrairement aux caméras et aux capteurs LiDAR, les radars ne sont pas perturbés par les conditions météorologiques comme la pluie, le brouillard, ou la neige. Ils fonctionnent également bien dans des conditions de faible luminosité, comme la nuit. Détection d'Objets en Mouvement : Grâce à l’effet Doppler, les radars peuvent distinguer les objets en mouvement des objets immobiles, permettant une meilleure évaluation des risques de collision avec d'autres véhicules en déplacement. Bonne Portée : Les radars à longue portée peuvent détecter des objets à plus de 200 mètres, ce qui est particulièrement utile pour anticiper la présence de véhicules en avant dans des conditions de conduite à grande vitesse. 22/12/2024 45  Capteurs utilisés: Radar Systèmes Avancés d'Aide à la Conduite (ADAS) Inconvénients : Bien que les radars soient très performants, ils présentent certaines limites qui peuvent restreindre leur utilisation dans certains aspects de la conduite autonome : Résolution Inférieure au LiDAR : Comparé aux capteurs LiDAR ou aux caméras, les radars offrent une résolution spatiale inférieure, ce qui limite leur capacité à détecter des détails précis. Par exemple, ils peuvent avoir des difficultés à distinguer des objets adjacents, comme deux piétons marchant côte à côte. Limites dans la Différenciation des Objets : Les radars peuvent avoir du mal à identifier la nature exacte des objets détectés. Par exemple, ils peuvent détecter un obstacle mais ne pas distinguer s’il s’agit d’un panneau de signalisation ou d'un piéton. Brouillage Interférentiel : Dans des environnements urbains où plusieurs véhicules équipés de radars sont proches les uns des autres, des interférences peuvent se produire, réduisant l’efficacité de ces capteurs. 22/12/2024 46  Capteurs utilisés: Radar Systèmes Avancés d'Aide à la Conduite (ADAS) Exemple Pratique : Utilisation du radar pour le freinage d’urgence automatique 1. Détection d’Obstacle : Le radar à longue portée détecte qu’un véhicule devant ralentit brusquement. 2. Calcul de la Vitesse Relative : Le radar utilise l’effet Doppler pour mesurer la vitesse relative entre les deux véhicules. 3. Évaluation de la Distance : En calculant la distance qui sépare les deux véhicules et en évaluant la vitesse relative, le système ADAS détermine si une collision est probable. 4. Action de Freinage : Si le système juge la situation dangereuse, il alerte le conducteur. Si aucune action n'est entreprise par celui-ci, le système peut automatiquement appliquer les freins pour réduire la vitesse et éviter ou atténuer l'impact. 22/12/2024 47  Capteurs utilisés: LiDAR Systèmes Avancés d'Aide à la Conduite (ADAS) Fonctionnement Les capteurs LiDAR (Light Detection and Ranging) utilisent des impulsions de lumière laser pour mesurer précisément la distance entre le capteur et les objets environnants. Ce procédé repose sur une technique appelée temps de vol (Time of Flight, ToF), similaire au radar, mais utilisant la lumière au lieu des ondes radio. 22/12/2024 Dr. Aicha ALAMI HASSANI 48  Capteurs utilisés: LiDAR Systèmes Avancés d'Aide à la Conduite (ADAS) Fonctionnement Émission d'Impulsions Laser : Le capteur envoie des impulsions lumineuses (souvent infrarouges) vers l'environnement. Ces impulsions sont extrêmement rapides, émises par milliers ou millions par seconde, et couvrent une zone en forme de cône. Réflexion et Retour des Impulsions : Lorsqu'une impulsion laser rencontre un objet (comme une voiture, un arbre ou un piéton), elle est réfléchie vers le capteur. Le capteur enregistre le temps de vol de chaque impulsion, c’est-à-dire le temps qu'elle a mis pour atteindre l'objet et revenir. 22/12/2024 Dr. Aicha ALAMI HASSANI 49  Capteurs utilisés: LiDAR Systèmes Avancés d'Aide à la Conduite (ADAS) Fonctionnement Calcul de la Distance : En multipliant le temps de vol par la vitesse de la lumière, le capteur calcule la distance de l'objet. Ces mesures de distance sont ensuite converties en points de coordonnées 3D. Création de Nuages de Points : En répétant cette mesure dans toutes les directions autour du capteur, le LiDAR crée un nuage de points qui représente en 3D l'environnement autour du véhicule. Ce nuage de points peut être utilisé pour identifier et modéliser les objets dans le paysage. 22/12/2024 Dr. Aicha ALAMI HASSANI 50  Capteurs utilisés: LiDAR Systèmes Avancés d'Aide à la Conduite (ADAS) Applications Création de Cartes 3D en Temps Réel : Les données LiDAR permettent de générer des cartes précises en 3D de l’environnement en temps réel. Ces cartes aident le système à connaître la position exacte des objets environnants. Détection d'Obstacles : Les capteurs LiDAR peuvent détecter la position exacte et la taille des obstacles (véhicules, piétons, arbres, barrières) autour du véhicule, aidant ainsi le système à éviter les collisions. Reconnaissance des Panneaux et Marquages Routiers : Les impulsions laser du LiDAR aident à reconnaître les panneaux de signalisation et à identifier les marquages routiers (lignes de voie, passages piétons). Cette information est cruciale pour le guidage automatique du véhicule. Assistance dans les Situations Complexes : Dans les situations où la route est encombrée (par exemple, des zones de travaux ou des intersections), le LiDAR aide le système à évaluer précisément les distances et positions des obstacles. Cela est particulièrement utile pour les manœuvres de conduite autonome dans les environnements urbains. 22/12/2024 Dr. Aicha ALAMI HASSANI 52  Capteurs utilisés: LiDAR Systèmes Avancés d'Aide à la Conduite (ADAS) Avantages Les capteurs LiDAR présentent plusieurs avantages pour les applications ADAS, en particulier dans les environnements complexes et dynamiques : Précision Élevée : Le LiDAR offre une précision très fine dans la mesure des distances (précision centimétrique), permettant ainsi une détection fiable des objets et de leurs contours. Cartographie et Perception en 3D : Contrairement aux caméras qui fournissent des images en 2D, les capteurs LiDAR produisent une cartographie en 3D. Cela permet de mieux évaluer la position et la forme des objets, aidant à identifier des obstacles même dans des environnements denses. Résistance aux Variations de Lumière : Contrairement aux caméras, les capteurs LiDAR sont peu affectés par les variations d'éclairage et fonctionnent aussi bien de jour que de nuit. Ils sont moins sensibles aux éblouissements causés par les phares des véhicules ou le soleil. 22/12/2024 Dr. Aicha ALAMI HASSANI 53  Capteurs utilisés: LiDAR Systèmes Avancés d'Aide à la Conduite (ADAS) Inconvénients Malgré leurs nombreux avantages, les capteurs LiDAR présentent des limitations qui peuvent affecter leur performance dans certains environnements : Coût Élevé : Les capteurs LiDAR sont généralement coûteux, en particulier les modèles de haute précision nécessaires pour les applications automobiles. Ce coût reste un obstacle majeur à leur intégration à grande échelle dans les véhicules de série. Sensibilité aux Conditions Météorologiques : Les conditions météorologiques défavorables, comme la pluie, le brouillard ou la neige, peuvent perturber les mesures LiDAR. Les particules de pluie ou les gouttes d'eau reflètent les impulsions laser, créant du "bruit" dans les données et réduisant la précision de la détection des objets. Consommation d’Énergie : Les capteurs LiDAR consomment une quantité significative d'énergie pour émettre et traiter les impulsions laser, ce qui peut être une contrainte pour les systèmes embarqués nécessitant une faible consommation énergétique. 22/12/2024 Dr. Aicha ALAMI HASSANI 54  Capteurs utilisés: LiDAR Exemple Pratique : Utilisation du LiDAR pour la Détection de Piétons Systèmes Avancés d'Aide à la Conduite (ADAS) 1. Émission d'Impulsions Laser : Le capteur LiDAR émet des impulsions laser dans toutes les directions autour du véhicule pour balayer la zone. 2. Création du Nuage de Points : Les données de retour forment un nuage de points 3D qui représente la scène autour du véhicule. 3. Identification des Objets : Les systèmes d'analyse interprètent les formes dans le nuage de points pour identifier les objets, distinguant les véhicules des piétons ou d'autres obstacles. 4. Suivi et Prédiction de Mouvement : Une fois un piéton identifié, le système ADAS peut suivre son mouvement et prédire sa trajectoire. Si le piéton se dirige vers la trajectoire du véhicule, le système alerte le conducteur ou applique un freinage automatique pour éviter la collision. 22/12/2024 Dr. Aicha ALAMI HASSANI 55  Capteurs utilisés: SONAR Systèmes Avancés d'Aide à la Conduite (ADAS) Les capteurs SONAR (Sound Navigation and Ranging), aussi appelés "ultrasons", génèrent des sons à haute fréquence de l'ordre de 48 kHz, soit plus de deux fois la gamme d'audition humaine typique de 20 kHz. Le principe repose sur le temps de vol, comme pour le LiDAR et le radar, mais en utilisant le son au lieu des ondes lumineuses ou radio. Les capteurs à ultrasons sont beaucoup utilisés dans les détecteurs de recul et les capteurs de stationnement automatique des véhicules. Ils sont situés à l'avant, à l'arrière et dans les coins des véhicules. 22/12/2024 Dr. Aicha ALAMI HASSANI 56  Capteurs utilisés: SONAR Systèmes Avancés d'Aide à la Conduite (ADAS) Fonctionnement Émission d'Ondes Sonores : Le capteur ultrasonique émet une onde sonore dans une direction précise. Cette onde se propage jusqu'à rencontrer un obstacle. Réflexion et Retour de l'Onde : Lorsqu'elle heurte un objet (mur, véhicule, piéton), l'onde sonore est réfléchie vers le capteur. Calcul du Temps de Vol : Le capteur mesure le temps entre l’émission de l’onde et sa réception après réflexion. Puisque la vitesse du son dans l’air est connue (environ 343 m/s à température ambiante), la distance est calculée comme suit : 22/12/2024 Dr. Aicha ALAMI HASSANI 57  Capteurs utilisés: SONAR Systèmes Avancés d'Aide à la Conduite (ADAS) Applications Les capteurs ultrasoniques sont spécialement conçus pour la détection de proximité. Leur portée est généralement limitée à quelques mètres, ce qui les rend particulièrement adaptés pour la détection d’obstacles à faible distance. Aide au Stationnement : Les capteurs ultrasoniques sont souvent intégrés dans les pare- chocs des véhicules pour mesurer la distance par rapport aux obstacles proches (murs, autres véhicules) pendant le stationnement. Lorsque le véhicule approche trop près d'un obstacle, le système peut alerter le conducteur par des signaux sonores ou visuels. Détection des Angles Morts : Dans certains systèmes ADAS, les capteurs ultrasoniques surveillent les angles morts autour du véhicule. Cela aide à avertir le conducteur de la présence d'objets ou de véhicules qui pourraient ne pas être visibles dans les rétroviseurs. Assistance à la Conduite dans les Embouteillages : Les capteurs ultrasoniques peuvent détecter les véhicules et obstacles proches à l’avant ou à l’arrière pendant les arrêts et les démarrages fréquents, contribuant à des systèmes de freinage automatique ou d'avertissement.  Capteurs utilisés: SONAR Systèmes Avancés d'Aide à la Conduite (ADAS) Avantages Les capteurs ultrasoniques présentent plusieurs avantages, notamment en termes de coût et d’efficacité à courte distance : Coût abordable : Les capteurs ultrasoniques sont généralement peu coûteux à produire, ce qui les rend économiques à intégrer dans les véhicules de série. Ce faible coût facilite leur déploiement dans des systèmes d'aide au stationnement même pour des véhicules d'entrée de gamme. Détection fiable à courte distance : Ils sont conçus pour détecter des objets situés très près du véhicule, jusqu’à environ 2 à 4 mètres, et sont ainsi bien adaptés pour les environnements urbains où les obstacles sont souvent proches (ex. : parkings serrés, rues étroites). Résistance aux conditions météorologiques : Contrairement aux capteurs LiDAR ou caméras, les capteurs ultrasoniques sont relativement moins sensibles aux conditions météorologiques comme la pluie, le brouillard ou la poussière, car le son n'est que faiblement affecté par ces facteurs. 22/12/2024 Dr. Aicha ALAMI HASSANI 59  Capteurs utilisés: SONAR Systèmes Avancés d'Aide à la Conduite (ADAS) Inconvénients Malgré leurs avantages, les capteurs ultrasoniques ont des limitations qui restreignent leur utilisation dans certaines applications : Portée Limitée : Les capteurs ultrasoniques ont une portée restreinte, généralement entre 2 et 4 mètres. Cela les rend inefficaces pour des applications nécessitant une détection à moyenne ou longue distance, comme la détection de véhicules à grande vitesse ou d’obstacles éloignés sur la route. Précision et Résolution Limitée : Par rapport aux capteurs LiDAR et aux caméras, les capteurs ultrasoniques ont une précision plus faible et une résolution limitée. Ils ne permettent pas de créer une image détaillée de l’environnement, se contentant de fournir des informations de distance sans détails sur la taille ou la forme des objets. Sensibilité à l'Angle de Réflexion : Si un obstacle se trouve dans une direction non perpendiculaire à l’onde émise, une partie du son peut être déviée au lieu d’être réfléchie vers le capteur. Cela peut entraîner des mesures imprécises ou des objets non détectés lorsque la surface de l'obstacle n'est pas directement face au capteur. 22/12/2024 Dr. Aicha ALAMI HASSANI 60  Capteurs utilisés: SONAR Systèmes Avancés d'Aide à la Conduite (ADAS) Exemple Pratique : Utilisation des Capteurs Ultrasoniques pour le Stationnement 1. Détection de la Distance aux Objets : Lorsqu'un véhicule s'approche d'un obstacle pendant une manœuvre de stationnement, les capteurs ultrasoniques dans le pare-chocs mesurent la distance à l'obstacle en envoyant des ondes sonores. 2. Alerte au Conducteur : Si l'obstacle se rapproche trop, le système envoie des avertissements sous forme de bips sonores ou d'indicateurs visuels, de plus en plus fréquents à mesure que la distance diminue. 3. Freinage Automatique : Dans certains véhicules modernes, si le capteur détecte une approche trop rapide de l'obstacle, le système ADAS peut activer automatiquement les freins pour éviter une collision à basse vitesse. 22/12/2024 Dr. Aicha ALAMI HASSANI 61  Capteurs utilisés: Capteurs de position Systèmes Avancés d'Aide à la Conduite (ADAS) Les capteurs de position, combinant GPS (Global Positioning System) et IMU (Inertial Measurement Unit), jouent un rôle fondamental dans les systèmes de navigation et de suivi de la trajectoire des véhicules. Ensemble, ils fournissent des informations essentielles sur la position géographique, la direction et les mouvements du véhicule. 22/12/2024 Dr. Aicha ALAMI HASSANI 62  Capteurs utilisés: Capteurs de position Systèmes Avancés d'Aide à la Conduite (ADAS) Fonctionnement du GPS : Principe de la Triangulation : Le GPS utilise un réseau de satellites en orbite autour de la Terre pour déterminer la position d'un véhicule. En recevant des signaux de plusieurs satellites, le récepteur GPS peut calculer les coordonnées précises de sa position (latitude, longitude et parfois altitude) par un procédé appelé triangulation. Le GPS est une constellation de plus de 30 satellites qui tournent autour de la planète. Chaque satellite émet en permanence des données de temps et de position extrêmement précises. Lorsqu'un récepteur reçoit des signaux utilisables d'au moins quatre de ces satellites, il peut trianguler sa position. Plus il reçoit de signaux utilisables, plus les résultats sont précis. 22/12/2024 Dr. Aicha ALAMI HASSANI 63  Capteurs utilisés: Capteurs de position Systèmes Avancés d'Aide à la Conduite (ADAS) Fonctionnement du GPS : Calcul de la Position : Chaque satellite envoie des informations de temps et de position au récepteur GPS dans le véhicule. En mesurant le temps que ces signaux mettent à arriver, le GPS calcule la distance entre le véhicule et chaque satellite visible. Avec au moins quatre satellites, le récepteur peut déterminer une position précise en 3D. 22/12/2024 Dr. Aicha ALAMI HASSANI 64  Capteurs utilisés: Capteurs de position Systèmes Avancés d'Aide à la Conduite (ADAS) Fonctionnement du GPS : Précision et Fréquence : Le GPS est généralement précis à quelques mètres près en conditions idéales, mais peut être affecté par des éléments comme la météo, les bâtiments et les obstacles naturels. La bande RNSS : Radio Navigation Satellite Services, représente les fréquences qui peuvent être utilisées pour la localisation civil. Les bandes E5 et E1 sont utilisées pour la localisation civil et le service sécurité de la vie. Le positionnement est plus précis avec Galileo qu'avec GPS car les bandes de fréquences sont plus larges et plus nombreuses. E5a + E5b + E1 pour Galileo face à 1 bande, L5, pour le GPS actuellement. ARNS : Aeronautical Radio Navigation Services, représente les fréquences utilisées dans l'aviation pour la localisation. 65  Capteurs utilisés: Capteurs de position Systèmes Avancés d'Aide à la Conduite (ADAS) Fonctionnement du GPS : le GPS n'est pas le seul système de positionnement mondial. Il existe de multiples constellations de satellites GNSS en orbite autour de la terre en ce moment : GPS - États-Unis GLONASS - Russie Galileo - Europe BeiDou - Chine Les meilleurs systèmes GNSS installés dans les véhicules actuels ont la capacité d'utiliser deux ou trois de ces constellations. L'utilisation de fréquences multiples permet d'obtenir les meilleures performances possibles car elle réduit les erreurs dues aux retards de signal, qui sont parfois causés par des interférences atmosphériques. En outre, comme les satellites sont toujours en mouvement, les grands immeubles, les collines et autres obstacles peuvent bloquer une constellation donnée à certains moments. Par conséquent, la possibilité d'accéder à plus d'une constellation atténue ces interférences. 22/12/2024 Dr. Aicha ALAMI HASSANI 66  Capteurs utilisés: Capteurs de position Systèmes Avancés d'Aide à la Conduite (ADAS) Fonctionnement du IMU : Accéléromètres et Gyroscopes : L'IMU est équipée d'accéléromètres (qui mesurent l’accélération linéaire) et de gyroscopes (qui mesurent les rotations). Ensemble, ces capteurs fournissent des informations sur les changements de vitesse, les accélérations et les rotations du véhicule. Calcul du Mouvement et de l'Orientation : En mesurant en continu les variations de mouvement et d’orientation, l’IMU peut estimer la trajectoire et l’orientation du véhicule même en l'absence de signal GPS (par exemple, dans des tunnels). Mesures en Temps Réel : Contrairement au GPS, qui peut avoir un léger décalage, l’IMU fournit des données presque instantanées. Cependant, elle ne peut pas, à elle seule, fournir des informations de localisation globale (comme des coordonnées GPS). 22/12/2024 Dr. Aicha ALAMI HASSANI 67  Capteurs utilisés: Capteurs de position Systèmes Avancés d'Aide à la Conduite (ADAS) Applications des Capteurs GPS et IMU Navigation : o Le GPS guide le véhicule en fournissant sa position par rapport à des cartes numériques, permettant de planifier des itinéraires et de suivre des trajets précis. o En association avec le GPS, l’IMU est utile pour des corrections de trajectoire lorsque le signal GPS est faible ou absent, comme dans les parkings souterrains, les tunnels ou les zones urbaines denses. Suivi de Trajectoire : o L’IMU fournit des informations sur la vitesse et la direction du véhicule, ce qui aide à maintenir la trajectoire prévue et à ajuster la navigation en temps réel. o Dans des systèmes de conduite autonome, la combinaison GPS-IMU est utilisée pour ajuster la direction, la vitesse et même les changements de voie en fonction de la trajectoire planifiée. Cartographie et Localisation Simultanée (SLAM) : o En combinaison avec d'autres capteurs comme les caméras ou le LiDAR, les données de l'IMU et du GPS permettent au véhicule de créer une carte de son environnement tout en suivant sa propre position, ce qui est fondamental pour la navigation autonome. 22/12/2024 Dr. Aicha ALAMI HASSANI 68  Capteurs utilisés: Capteurs de position Systèmes Avancés d'Aide à la Conduite (ADAS) Applications des Capteurs GPS et IMU Navigation : Suivi de Trajectoire : Cartographie et Localisation Simultanée (SLAM) : 22/12/2024 Dr. Aicha ALAMI HASSANI 69  Capteurs utilisés: Capteurs de position Systèmes Avancés d'Aide à la Conduite (ADAS) Avantages L'association GPS et IMU présente plusieurs avantages pour la précision de localisation et le suivi de mouvement : Précision Géographique (GPS) : Le GPS fournit des coordonnées géographiques précises, permettant au véhicule de connaître sa position absolue dans l’espace. Cela est crucial pour la navigation routière et l’identification de points d'intérêt comme des intersections ou des routes spécifiques. Suivi en Temps Réel de l’Orientation et du Mouvement (IMU) : L’IMU complète le GPS en offrant une mesure instantanée des mouvements du véhicule. Grâce aux accéléromètres et aux gyroscopes, le véhicule peut détecter des changements rapides de direction, d’accélération ou de rotation, et ajuster sa trajectoire pour des manœuvres précises. Fonctionnement dans des Zones à Faible Signal GPS : Lorsque le signal GPS est faible ou indisponible, comme dans les tunnels ou les zones urbaines étroites, l’IMU peut prendre le relais et estimer la position du véhicule en fonction de son dernier point connu. Cela améliore la continuité de la navigation, surtout dans des environnements complexes. 22/12/2024 Dr. Aicha ALAMI HASSANI 70  Capteurs utilisés: Capteurs de position Systèmes Avancés d'Aide à la Conduite (ADAS) Inconvénients Malgré leurs nombreux avantages, ces capteurs présentent certaines limitations dans les systèmes ADAS : Précision du GPS Dépendante du Signal : o La précision du GPS peut varier en fonction de la qualité du signal et des conditions environnementales. Par exemple, en ville, les bâtiments hauts peuvent causer des effets de multi-chemins (réflexions des signaux GPS), perturbant la précision de la localisation. o En cas de mauvais temps ou de couverture nuageuse dense, le signal GPS peut être moins fiable, ce qui peut affecter les performances du système de navigation. Dérive de l'IMU : o Les mesures de l’IMU peuvent dériver au fil du temps en raison des erreurs cumulées, un phénomène connu sous le nom de dérive. Si elle est utilisée seule sans recalibrage régulier par le GPS, l’IMU peut finir par fournir des informations de position inexactes. o Cette dérive limite son usage pour le suivi de position à long terme sans corrections externes, bien que pour des périodes courtes, elle reste très précise. 22/12/2024 Dr. Aicha ALAMI HASSANI 71  Capteurs utilisés: Capteurs de position Systèmes Avancés d'Aide à la Conduite (ADAS) Inconvénients Coût et Complexité d'Intégration : o L’intégration de systèmes GPS et IMU de haute précision peut être coûteuse, surtout pour les véhicules non-autonomes. Cela peut limiter leur adoption pour certaines applications. o Le traitement des données GPS et IMU nécessite des algorithmes sophistiqués, surtout dans les véhicules autonomes, ce qui augmente la complexité du système. 22/12/2024 Dr. Aicha ALAMI HASSANI 72  Fonc