Le radar numérique résoudra-t-il les nouveaux problèmes d'interférence ADAS ?

La technologie qui fait fonctionner l'ADAS et qui nous dans la phase suivante, plus avancée des AV commerciaux, a encore de sérieuses limitations.

Lorsque nos voitures freinent automatiquement pour éviter un accident, ou se rangent soigneusement dans un espace de stationnement étroit sans que nos mains touchent le volant, nous ne le vivons pas autant comme un miracle technologique que comme la réalisation d'une attente du consommateur. Ce fait témoigne du chemin parcouru dans la poussée vers la mobilité autonome, que l'installation de systèmes avancés d'aide à la conduite (ADAS) est discrètement devenue une norme de l'industrie dans la production de nouveaux véhicules.

Mais la technologie qui fait fonctionner l'ADAS, et qui nous amènera finalement à la prochaine phase plus avancée des AV commerciaux, a encore de sérieuses limitations. Afin de réaliser des progrès continus et de mettre en place la prochaine génération de mobilité, les équipementiers et les développeurs de systèmes devront prendre des décisions difficiles sur les domaines à privilégier. En fin de compte, certaines des technologies qui ont contribué à nous amener à ce point devront peut-être être repensées, voire remplacées — si nous espérons atteindre cette prochaine phase dans un avenir prévisible.

L'utilisation du radar dans ADAS est l'un des défis immédiats pour les développeurs, qui est récemment devenu une source de préoccupation à mesure que la technologie se généralise. Le radar est un composant essentiel pour obtenir une détection précise dans une variété de systèmes. Il est essentiel de détecter les objets à distance ainsi que la vitesse à laquelle les piétons ou un autre véhicule peuvent se déplacer.

La distance et la vitesse peuvent sans doute être les aspects les plus importants de tout ADAS. À mesure que le volume de radars sur les routes augmente, de nombreux experts s'inquiètent des interférences potentielles des signaux - une véritable responsabilité, et qu'il serait déraisonnable de négliger.

Interférence radar

Nous devons d'abord cadrer et comprendre le problème :qu'est-ce que l'interférence radar exactement, et quelle est l'étendue de la difficulté qu'elle représente pour les développeurs AV ?

Les interférences radar ont été décrites comme le «talon d'Achille» des véhicules automatisés et assistés par le conducteur. Les interférences radar dans le contexte des AV sont étonnamment faciles à comprendre. Un émetteur transmet un signal qui se réfléchit sur un objet et est collecté et traité par le récepteur du radar. Mais lorsque deux signaux ou plus provenant de radars distincts se croisent, ils peuvent interférer les uns avec les autres, entraînant un certain nombre de complications.

Les interférences soulèvent des problèmes de sécurité étant donné que le radar est souvent un élément indispensable des capacités de détection ADAS. Les fonctions essentielles telles que l'aide au stationnement, la détection des angles morts, le régulateur de vitesse adaptatif, les avertissements de collision avant et les freins d'urgence automatiques sont toutes rendues possibles grâce à l'utilisation du radar.

Le problème devient encore plus délicat si l'on considère que cette dernière fonction devient obligatoire dans pas moins de 40 pays, comme adopté par la Commission économique des Nations Unies pour l'Europe (CEE-ONU), la Chine et, plus récemment, les États-Unis.

Le pire des cas est que le problème d'interférence ne sera pas suffisamment atténué avant que nos routes ne soient remplies de véhicules équipés de radars à l'appui d'un plus grand nombre de déploiements ADAS, ce qui pourrait entraîner des accidents et des décès évitables dus aux interférences de signaux. Le phénomène est appelé « congestion radar », survenant lorsqu'un trop grand nombre de signaux radar dégradent les performances du capteur.

Des interférences radar peuvent se produire entre les radars d'un même véhicule ainsi qu'entre les radars des véhicules adjacents. S'il ne s'agissait pas littéralement d'une question de vie ou de mort, nous pourrions peut-être apprécier l'ironie que quelque chose comme cela se produise à la suite d'un mandat mondial. L'ironie est, bien sûr, que des vies seraient menacées par une technologie destinée à nous protéger.

Solutions possibles

La possibilité d'interférences radar généralisées diminuant l'intégrité des dispositifs de sécurité constitue un véritable défi pour les concepteurs d'ADAS. Pourtant, aucun consensus de l'industrie n'existe pour résoudre le problème d'interférence.

Le secteur automobile est conscient des problèmes potentiels liés aux interférences depuis près d'une décennie, informé par un rapport publié par un projet européen connu sous le nom de MOSARIM (Plus de sécurité pour tous par l'atténuation des interférences radar). Le problème a également été étudié par diverses agences, et la conclusion commune est que les interférences radar posent peu ou pas de menace dans les environnements avec peu de radars concurrents.

Cependant, en cas de congestion, la possibilité d'une erreur augmente considérablement.

Comme indiqué dans un rapport de la National Highway Traffic Safety Administration, « les systèmes qui fonctionnent bien dans des environnements avec peu d'autres radars peuvent subir une dégradation significative des performances dans des environnements encombrés de radars… dans des scénarios avec de nombreux véhicules utilisant des radars dans la bande 76-81 GHz, le la puissance d'autres radars dépassera probablement la puissance des échos des cibles nécessaires pour des performances spécifiques, de plusieurs ordres de grandeur. »

Jusqu'à présent, l'industrie automobile n'a fait guère plus que s'appuyer sur un spectre de fréquences alloué pour les véhicules (la plage de 76 à 81 GHz mentionnée ci-dessus) tout en laissant les détails aux développeurs individuels de radars automobiles. Cela malgré le fait que tous doivent fonctionner ensemble dans cette bande passante limitée. Malheureusement, réglementer les développeurs de radars serait difficile, et même les meilleurs résultats n'apparaîtraient probablement qu'avec le temps après avoir surmonté la résistance de l'industrie.

La vérité est que les interférences radar doivent être atténuées maintenant, pas plus tard. La voie à suivre la plus logique pourrait être de réévaluer les technologies radar actuelles, de déterminer comment ces technologies pourraient être améliorées ou si elles devraient être remplacées par des technologies mieux équipées pour faire face aux interférences.

De nombreux véhicules équipés d'ADAS utilisent aujourd'hui des technologies d'ondes continues à modulation de fréquence (FMCW), ou « radar analogique ». Les systèmes basés sur FMCW n'ont pas la capacité d'adaptation pour fonctionner correctement dans certains environnements, y compris ceux encombrés de signaux radar. Les radars FMCW actuels reposent sur des techniques telles que le saut de fréquence et la gigue temporelle du côté émission, ainsi que l'excision du domaine temporel du côté réception pour atténuer les interférences mutuelles des radars à proximité.

Ces techniques, cependant, ne sont pas sans limites, et de nombreux radars analogiques courent encore le risque de détecter une cible « fantôme », entraînant des « fausses alarmes » qui déclenchent l'activation inutile du freinage automatique.

En revanche, les technologies radar numériques sont nativement meilleures pour atténuer les interférences par rapport à leurs homologues analogiques.

Les radars numériques diffèrent des systèmes analogiques à bien des égards, notamment par leur code unique pour chaque signal de transmission. Il s'agit d'un élément clé de la modulation de code numérique (DCM), permettant aux radars de distinguer leur propre signal de plusieurs autres signaux dans des environnements encombrés.

Cette fonctionnalité est absolument cruciale pour l'adoption généralisée des technologies AV et ADAS. Alors que les techniques de saut de fréquence utilisées par les radars analogiques restent problématiques en raison de la disponibilité de la bande passante et du manque de normalisation, le radar numérique est comparativement illimité grâce à son utilisation de 10 ¹⁸ différents codes d'identification uniques. En fait, le DCM le rend intrinsèquement plus immunisé contre les interférences mutuelles, réduisant les cibles fantômes qui peuvent déclencher une fausse activation des systèmes de freinage automatisés.

En l'absence de réglementation, les interférences radar seront au mieux un obstacle majeur au développement de la mobilité autonome. Dans le pire des cas, cela crée des problèmes de responsabilité et de sécurité publique extrêmes. L'intervention réglementaire étant loin d'être certaine, les équipementiers et les développeurs devront réévaluer les technologies radar installées dans leurs véhicules. À tout le moins, le rôle potentiel du radar numérique dans l'atténuation des interférences mérite une considération sérieuse.

–Max Liberman est vice-président du fournisseur de radars automobiles numériques Uhnder Inc.

>> Cet article a été initialement publié sur notre site frère, EE Times.

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