Les capteurs des véhicules autonomes doivent être extrêmement fiables, car à l'avenir, les automobilistes ne surveilleront plus en permanence le trafic en cours de route. Dans le passé, ces capteurs étaient soumis à des tests routiers ardus. Le nouvel appareil d'essai ATRIUM de l'Institut Fraunhofer pour la physique des hautes fréquences et les techniques radar FHR permet désormais de déplacer une grande partie de ces essais routiers vers le laboratoire. ATRIUM fait le show du capteur radar du véhicule, générant des décors artificiels très proches des conditions réelles rencontrées dans le trafic routier.

La voiture de demain se conduira toute seule. Les passagers se déplaceront sur la route comme s'ils étaient conduits par un chauffeur privé tout en profitant de la conversation, lire un journal ou peut-être regarder une vidéo. Bien que les systèmes d'aide à la conduite tels que le contrôle automatique de la distance ne soient plus nouveaux sur le marché, il faudra encore plusieurs années avant que des voitures complètement autonomes ne prennent la rue. C'est parce que la technologie impliquée doit être absolument fiable. Les capteurs sont ici le facteur décisif :par exemple, les capteurs radar d'aujourd'hui sont déjà capables de détecter de manière autonome les obstacles et d'appliquer les freins en cas de danger. Ces capteurs et d'autres sont rigoureusement testés avant d'être installés dans la voiture. Et les véhicules autonomes nécessitent un niveau de fiabilité encore plus élevé, puisque si le conducteur n'est plus au volant, le constructeur automobile peut très bien être responsable en dernier ressort d'éviter un accident.

C'est pourquoi les constructeurs automobiles ont des exigences relativement élevées en matière de fiabilité des capteurs. Ils exigent des capteurs qui ne provoquent qu'une seule erreur sur des distances parcourues de plusieurs millions de kilomètres, ce qui signifie que les voitures d'aujourd'hui doivent souvent effectuer de très longs tests sur route. "C'est beaucoup de kilomètres, " dit le Dr.-Ing. Thomas Dallmann, Chef du groupe de recherche Aix-la-Chapelle à l'Institut Fraunhofer de physique des hautes fréquences et de techniques radar FHR. "En plus de ça, plusieurs capteurs doivent être testés afin de prouver statistiquement leur fiabilité. Cela signifie que plusieurs véhicules d'essai équipés de capteurs doivent passer un temps assez long sur la route. » Autre difficulté :si une erreur se produit après plusieurs milliers de kilomètres, il faut optimiser le capteur et recommencer les essais sur route, un processus extrêmement chronophage.

Déplacer les essais routiers vers le laboratoire

Pour simplifier cette situation, des tentatives sont faites pour simuler la réalité et amener les essais routiers en laboratoire. Ce type de test en laboratoire existe déjà pour les capteurs radar. Les capteurs radar émettent un signal radio qui est réfléchi par divers objets. Sur la base de l'écho, des systèmes de capteurs électroniques peuvent alors analyser l'environnement, mesurer la distance aux objets détectés et la vitesse à laquelle ils se déplacent.

Ce principe a déjà été simulé en laboratoire à l'aide de ce que l'on appelle des simulateurs de cibles radar. Ces simulateurs collectent les ondes radar émises par le radar du véhicule et modifient le signal radar pour qu'il se comporte comme s'il avait rencontré des objets. Le simulateur renvoie ensuite les informations à la voiture sous la forme d'une image écho artificielle. Ainsi, le simulateur de cible radar génère un paysage simulé pour le radar du véhicule. L'avantage est évident :le banc d'essai avec un radar de voiture et un simulateur de cible radar peut fonctionner en laboratoire jour et nuit, sans avoir à mettre une voiture dans la rue.

Malheureusement, les quelques simulateurs de cibles radar disponibles sur le marché aujourd'hui sont loin d'être capables de générer un paysage d'écho complet. "La plupart des modèles ne peuvent générer qu'une image très restreinte avec un nombre à un chiffre de réflexions renvoyées au radar de la voiture, " dit Dallmann. " C'est un nombre extrêmement faible par rapport à la situation dans un environnement naturel. " Après tout, un paysage réel contient des centaines d'objets réfléchissants :des personnes, voitures, des arbres, des signaux de trafic. Même un seul véhicule en circulation peut générer diverses réflexions sous différents angles, par exemple une voiture de tourisme dont les pare-chocs, les roues et les rétroviseurs se reflètent différemment. « On est encore très loin d'un cadre réaliste lorsqu'il s'agit de tester des capteurs pour la conduite autonome, " poursuit l'ingénieur.

Le simulateur de cible radar génère jusqu'à 300 réflexions

C'est pourquoi Dallmann et son équipe développent un nouveau simulateur de cible radar plus performant appelé ATRIUM (acronyme allemand de "Automotive test environment for radar in-the-loop testing and mesures"), capable de générer beaucoup plus d'objets réfléchissants. L'objectif actuel du Fraunhofer FHR est de pouvoir générer 300 réflexions d'ici la fin du projet, un objectif formidable. « Cela signifie qu'ATRIUM peut présenter au capteur radar de la voiture une scène relativement réaliste, quelque chose comme un film de drive-in pour le capteur radar."

Depuis le dépôt d'une demande de brevet pour la technologie ATRIUM, Thomas Dallmann ne peut encore révéler aucun détail. Mais il peut dire :« Nous avons optimisé la structure des canaux de transmission, ce qui les rend beaucoup plus rentables. Par conséquent, les réflexions peuvent être représentées de telle manière qu'elles atteignent le radar depuis un certain nombre de directions différentes. » Cela pourrait permettre de tester de nouveaux capteurs pour véhicules autonomes en pleine portée et dans des conditions très réalistes en laboratoire. « À l'avenir , nous pourrons faire des tests très complexes, qui permettra de grandement

réduire le temps nécessaire aux essais sur route. » Dallmann et ses collègues présenteront l'installation d'essai en laboratoire avec radar de véhicule et le simulateur de cible radar ATRIUM à l'Automotive Testing Expo à Stuttgart du 21 au 23 mai.