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Interview

Pourquoi et comment les véhicules autonomes vont devoir coopérer

Juliette Raynal
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Pourquoi et comment les véhicules autonomes vont devoir coopérer

Schéma illustrant les communications véhiculaires.

© Inria

En communiquant entre eux et avec l’infrastructure, les véhicules autonomes vont pouvoir se doter d’une « perception augmentée ». Outre les gains de sécurité, cette approche coopérative permettrait aussi de fluidifier la circulation. Quels sont les ingrédients nécessaires à une bonne coopération ? Quels sont les principaux défis techniques auxquels sont confrontés les chercheurs et industriels ? Comment tester la robustesse de ces technologies ? Eclairage de Fawzi Nashashibi, responsable de l'équipe Rits (Robotics & intelligent transportation systems) à Inria. 

Industrie & Technologies : Pourquoi les véhicules autonomes vont devoir coopérer ?

Fawzi Nashashibi : Une des raisons pour lesquelles la coopération entre véhicules est intéressante c’est la sécurité. Prenons un scénario simple d’une intersection où il n’y a pas de visibilité. Un automobiliste grille le feu tricolore alors que c’est à votre tour de passer. L’accident est inévitable car vous ne l’avez pas vu.  Dans ce cas, la coopération entre véhicules est très intéressante : chaque véhicule pourrait émettre dans son voisinage proche des informations sur sa position, sa vitesse, sa charge, etc.  Des informations cruciales qui permettent d’éviter la collision. Ceci est également vrai pour les cas de dépassement sur deux voies. Si les véhicules pouvaient échanger des informations, on saurait qu’un véhicule arrive dans l’autre sens. Je pense aussi à l’exemple des véhicules prioritaires. Leur sirène est un moyen de communiquer leur présence. La communication avec le véhicule prioritaire permettrait d’être alerté de son arrivée et de réaliser les manœuvres nécessaires sans nuisance sonore. Indirectement, la communication entre véhicules permettrait d’avoir une meilleure compréhension du trafic, de détecter lorsqu’il y a une congestion et de faire en sorte que les autres véhicules n’aillent pas vers ces lieux congestionnés.

I&T : Quels sont les ingrédients nécessaires à une bonne coopération ?

F. N. : Il faut d’abord avoir les moyens de coopérer. Cela passe par les outils de télécommunication.  Ces derniers doivent être au standard 802.11p, une bande de fréquence dédiée aux véhicules. Un  autre standard est le VLC IEEE 802.15.7 (visible light communication), notamment utilisé lorsque les véhicules circulent en convoi. Ensuite, il faut un ordinateur embarqué qui permet d’analyser les informations qui proviennent des véhicules et de l’infrastructure. Le véhicule doit donc être doté d’une OBU (on board unit), qui doit comprendre les moyens de réception et d’émission, les protocoles et l’ordinateur qui analyse et fusionne les informations issues d’autres capteurs du véhicule. Tout ce dispositif permet d’avoir une idée de l’environnement proche du véhicule. On parle de carte locale dynamique. Cette connaissance sur l’environnement permet de prendre une série d’actions : freiner, changer d’itinéraire. Je vois enfin un dernier impératif : les autres véhicules doivent aussi être communicants. Dans certains cas, il faut un taux de pénétration minimal pour que le système de coopération puisse être efficace.

I&T : Quels défis techniques doivent être relevés pour parvenir à cette bonne coopération ?

F. N. : L’un des points durs est le standard 802.11p. Cette bande a été allouée pour les véhicules de demain, mais cela reste une petite bande de fréquence, trop limitée. Si tout le monde communique tout, cela va créer des bouchons sur les canaux de transmission et de communication. La cybersécurité des véhicules représente également un défi de taille. Les failles informatiques des systèmes de communication peuvent permettre une prise de contrôle directe du véhicule, on parle de hacking. Une seconde façon d’intervenir est de disséminer dans le réseau des fausses informations. Si un ou plusieurs véhicules partagent des informations indiquant qu’il y a des bouchons quelque part alors qu’il n’y en a pas, cela peut créer de vrais bouchons ailleurs ou même des accidents. Il y a aussi la question du délai. Si les délais de communication sont trop longs, on risque de ne pas profiter de l’information au bon moment. Il y a, enfin, le problème de la fusion des données : comment filtrer les informations utiles et ne traiter que celles qui me concernent dans cette masse de données ? Est-ce que c’est l’infrastructure qui traite une partie des données pour m’envoyer uniquement l’information utile ?

I&T : Comment fait-on pour tester la robustesse des technologies de communication alors qu’il n’existe pas encore de flottes de véhicules autonomes ?

F. N. : Le projet Sinetic doit justement répondre à cette problématique. Comment valider des technologies qui ne peuvent être testées à grande échelle sur le terrain et qui nécessitent pourtant d’être mises sur route pour pouvoir être certifiées ? C’est le serpent qui se mord la queue ! Le projet Sinetic s’appuie donc sur cinq outils de simulation : Ns3, Sumo, ProSiVic, ScANeR et RTMaps. Nous les avons combinés pour générer des environnements virtuels, des agents virtuels (les véhicules) et simuler le fait qu’ils communiquent entre eux en prenant en compte des latences et des débits comme dans une situation réelle. L’objectif est d’observer comment s’effectuent les échanges lorsqu’il y a 100 voitures, 200 voitures, lorsque le périmètre étudié fait 100 m, ou 200 m ou 1 km. Nous avons créé des cas d’usage différents. Nous voulions notamment étudier l’impact du nombre de véhicules. Qu’est ce qui se passe si la bande passante est saturée ? A partir de combien de véhicules cette saturation se produit ?

I&T : Sur quels projets vos équipes sont actuellement impliquées en matière de coopération ?

F. N. : Actuellement, nous travaillons notamment sur le projet européen AutoCITS, qui implique les pays de la façade atlantique (France, Espagne, Portugal). Il consiste à étudier l’interopérabilité du véhicule connecté quand il passe d’un pays à un autre. Par exemple, comment s’assurer qu’un véhicule connecté espagnol puisse continuer à opérer avec les normes et les protocoles français, une fois qu’il passe la frontière, de manière transparente ? Nous travaillons également sur le projet PACV2X, qui consiste à étudier l’apport des communications pour un véhicule autonome dans des environnements urbains et autoroutiers.

Propos recueillis par Juliette Raynal

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