De plus en plus de capteurs, notamment des caméras, des LiDAR et des systèmes radar, sont installés dans les nouveaux véhicules. Ces capteurs recueillent et transmettent des informations susceptibles d'aider d'autres véhicules et les autorités de régulation de la circulation à éviter les accidents et à identifier les risques routiers.
L'une des principales difficultés rencontrées par ces autorités est de pouvoir actualiser en continu les informations sur l'état des routes. Sans une vision directe des rues et des autoroutes, il est quasiment impossible de garder la trace de l'évolution continue des conditions de trafic, des risques, des travaux temporaires et de tout ce qui peut survenir en temps réel.
De nouveaux véhicules connectés équipés d'une batterie de capteurs pour enregistrer leur environnement pourraient sauver les vies s'ils pouvaient transmettre des informations sensorielles au système de gestion du trafic, actualisant ainsi en permanence les conditions de circulation.
Les véhicules connectés disposent d'une foule de capteurs de vision par ordinateur qui cartographient leur environnement
Il est devenu rare aujourd'hui de trouver de nouveaux modèles qui ne soient pas équipés de caméras ou d'autres matériels de détection. Les modèles de véhicules les plus élémentaires possèdent des capteurs de proximité pour aider leurs conducteurs à se garer et à se déplacer dans des espaces étroits.
Les modèles plus évolués possèdent également plusieurs caméras destinées à détecter les autres véhicules et l'infrastructure qui les entoure. En surveillant la route en permanence avec une vision à 360º, ces caméras aident les systèmes avancés d'aide à la conduite (ADAS) à alerter les conducteurs des changements de voie qui se produisent et de l'approche ou du freinage des autres véhicules. Sur certains modèles, elles permettent en outre d'installer des fonctions de stationnement automatique et de conduite partielle sans chauffeur.
Un grand nombre de véhicules dotés de fonctions ADAS sophistiquées possèdent également d'autres capteurs, notamment des radars et des LiDAR (Light Imaging Detection and Ranging). Ces deux technologies sont à présent cruciales pour permettre l'avènement des véhicules à conduite partiellement ou entièrement autonome.
Le LiDAR a été utilisé dans les premières voitures sans chauffeur expérimentales. Il s'agit d'une technologie qui détecte les objets présents sur la surface, ainsi que leur taille et leur disposition exacte. La NASA l'a inventée il y a plus de 45 ans pour mesurer les distances dans l'espace. Elle présente l'avantage de produire une copie numérique de n'importe quel objet physique (un jumeau numérique) et de cartographier l'environnement autour du véhicule.
Aujourd'hui, les capteurs LiDAR sont compacts et consomment beaucoup moins d'énergie que les modèles précédents. Les nouveaux capteurs peuvent être installés à plusieurs endroits à la périphérie du véhicule, ce qui permet à l'ordinateur de bord de « voir » le monde réel en 3D autour de lui. Le principal inconvénient du LiDAR est qu'il fonctionne mal par temps nuageux ou dans la brume. Le fait qu'il utilise des rayons lumineux l'oblige à avoir une ligne de mire claire pour pouvoir cartographier son environnement avec précision.
Pour compléter le LiDAR et travailler sur ces conditions difficiles pour les caméras, certains modèles utilisent également le radar. Cette technologie largement utilisée par l'aviation et la police utilise des ondes radios pour mesurer la distance et la composition de divers objets. Sa principale limitation est de ne pas pouvoir détecter des objets de petite taille. Il peut détecter des objets plus gros, tels que les autres véhicules, mais sans pouvoir en donner une image précise. C'est pourquoi la plupart des véhicules l'utilisent pour compléter le LiDAR et non pour le remplacer.
De nombreux véhicules dépendent désormais de nouvelles caméras haute définition évoluées pour la plupart des fonctionnalités ADAS. Des sociétés telles que Mobileye développent des caméras et des logiciels sophistiqués pour recréer la façon dont les êtres humains voient l'environnement et y réagissent.
La philosophie de Mobileye est que « si un être humain peut conduire en ne s'aidant que de sa vision, un ordinateur le peut aussi ». Leur argument consiste à dire que, bien que d'autres capteurs puissent fournir des informations redondantes pour la détection d'objets, la caméra est le seul capteur en temps réel qui permet de détecter la géométrie d'un trajet et d'autres éléments statiques de l'environnement (tels que les panneaux de signalisation, les marquages au sol, etc.).
Les projets de Vision Zero échouent par manque de données
En 1997, le parlement suédois a lancé une politique dite « Vision Zero » qui exige la réduction totale des accidents mortels et graves d'ici 2020.
Aujourd'hui, de nombreuses villes à travers le monde disposent de programmes Vision Zero pour réduire le nombre d'accidents et de décès sur leurs routes. Dans la plupart des villes denses, comme New York ou San Francisco, plus d'un tiers des collisions graves ou mortelles surviennent dans une poignée de rues seulement. Pour résoudre ce problème, les municipalités ciblent en général ces zones avec des améliorations pratiques de la sécurité, telles que des pistes cyclables protégées, des trottoirs plus larges et des vitesses de circulation réduites.
Bien que ces mesures aient contribué à réduire le nombre d'accidents dans certaines zones, l'objectif Vision Zero (aucun décès) leur échappe encore. À San Francisco, dix piétons sont morts en 2021, 15 en 2019 et 11 en 2016.
Pour améliorer la protection des conducteurs, des cyclistes et des piétons, il est essentiel de cartographier correctement l'environnement. Bien que des caméras filmant le trafic fournissent des informations élémentaires, les normes de sécurité opérationnelle exigent des capteurs de sauvegarde (« redondants ») pour tous les éléments de la chaîne, de la détection au déclenchement, et au-delà.
L'utilisation de Google Maps pour détecter les embouteillages en est un bon exemple. Puisque de nombreux utilisateurs de smartphones laissent leurs fonctionnalités de localisation actives, les serveurs de Google peuvent visualiser le volume et la vitesse du trafic et donc actualiser précisément leurs cartes pour montrer les endroits où le trafic est fluide et ceux où il existe des bouchons.
C'est pourquoi certains constructeurs de véhicules, en collaboration avec les autorités chargées de la circulation, lancent actuellement des projets de « cartographie participative » en profitant de la prolifération des systèmes de caméras pour créer et gérer en quasi-temps réel une carte précise de l'environnement. L'idée de départ est que les voitures connectées dotées de différents capteurs transmettent des données compressées sur la géométrie et les sites remarquables de la zone où se trouve le véhicule. Accompagnées d'informations de localisation précises, ces données sont alors transmises au cloud pour être agrégées et analysées. Le système actualise alors ces bases de données, qui servent ensuite à mettre à jour des cartes haute précision pour les véhicules connectés et les autorités en charge de la circulation.
En outre, tout véhicule présent sur le réseau peut avertir de risques éventuels en temps réel sans intervention du conducteur. Supposons par exemple qu'une partie de la route soit bloquée par la chute d'un arbre ou la panne d'un feu de signalisation. L'ordinateur embarqué peut alors transmettre automatiquement une alerte aux services concernés.
Une fois en place, ces systèmes de détection en temps réel par cartographie participative pourraient aider à réduire le nombre d'accidents et à supprimer les risques éventuels partout et à tout moment.
Les normes et la collaboration sont des critères fondamentaux
Il est évident qu'un jeu de normes standard et des pratiques de collaboration entre les parties prenantes sont essentiels pour que naisse une vision partagée de l'environnement routier et que les risques soient éliminés.
On estime qu'un véhicule entièrement autonome (niveau 5 ou 6) pourrait être impliqué dans un accident une fois pour 100 situations dangereuses. Si ce taux d'échec se maintient dans les systèmes ADAS grâce à des informations correctes et une connectivité adéquate lorsque le conducteur est encore actif et capable de réagir, 99 % des accidents de la route pourraient être évités.
Aujourd'hui, des millions de véhicules à travers le monde sont équipés de capteurs et de capacités de traitement et de connectivité pour que les déplacements deviennent sûrs à l'avenir. C'est aux constructeurs automobiles, aux autorités chargées de la circulation et aux autres parties prenantes de trouver les moyens de partager les informations et, à terme, d'atteindre l'objectif Vision Zero.
