Le fonctionnement des systèmes ADAS dépend du calibrage

Le diagnostic à distance et la normalisation aident le garage 

Les systèmes avancés d'aide à la conduite réduisent le risque d'accident et améliorent l'expérience de conduite du conducteur. Cependant, le fonctionnement du système dépend de la manière dont sont calibrés les caméras et radars avant, les caméras de recul et les capteurs LIDAR. Cela nécessite un ensemble d'outils spécialisés que tous les garagistes ne possèdent pas. La normalisation à venir devrait faciliter grandement la tâche des fabricants, des garagistes et des consommateurs.

Systèmes d'aide à la conduite

Il y en a qui considèrent certaines fonctionnalités des systèmes avancés d'aide à la conduite (ADAS) comme une source d'agacement. Mais pour la plupart, elles sont une bénédiction. Les systèmes avancés d'aide à la conduite sont conçus pour améliorer la sécurité et le confort du conducteur en l'avertissant des dangers, en l'assistant dans ses tâches de conduite et même, dans certains cas, en prenant ces tâches en charge. Les ADAS réduisent le risque d'accident et améliorent l'expérience de conduite en fournissant une assistance au conducteur dans diverses situations de circulation.

Principe de fonctionnement

Les systèmes d'aide à la conduite fonctionnent généralement selon une 'approche en trois étapes': perception, traitement des données et réponse.

Perception

Cette étape implique l'utilisation de caméras, de radars et de capteurs à ultrasons intégrés dans différentes parties du véhicule. Les caméras collectent des données sur les panneaux de signalisation, les voies, les obstacles et/ou les autres usagers de la route autour du véhicule. Le radar et le LIDAR sont utilisés pour déterminer la distance par rapport à des objets tels que les panneaux de signalisation et le marquage des voies.

Traitement des données

Les ordinateurs embarqués analysent les données en temps réel et les utilisent pour détecter les risques/dangers, par exemple une collision imminente ou un changement de voie involontaire. On utilise souvent l'IA et le machine learning pour améliorer la précision de cette analyse, en particulier dans des situations plus complexes telles que le trafic urbain.

Réponse

Lorsqu'un danger (potentiel) est détecté, le conducteur reçoit un avertissement sous la forme d'un signal sonore, d'un message visuel sur le tableau de bord ou de vibrations dans le volant ou le siège. Dans certains cas, le contrôle de certaines fonctions est entièrement pris en charge, notamment avec le freinage automatique d'urgence et l'assistance au maintien de la trajectoire.  

Les systèmes les plus connus
- Régulateur de vitesse adaptatif (ACC): il ajuste automatiquement la vitesse de conduite pour maintenir une distance de sécurité avec la voiture qui précède;
- Freinage automatique d'urgence (AEB): il détecte les obstacles/véhicules devant la voiture et freine automatiquement en cas de danger imminent;
- Surveillance des angles morts (BSM): elle alerte le conducteur si un véhicule se trouve dans l'angle mort de la voiture;
- Détection de la somnolence du conducteur (DDA): elle reconnaît les signes de fatigue du conducteur et tente de l'inciter à faire une pause au moyen de signaux d'avertissement;
- Assistance au maintien de la trajectoire (LKA): elle aide le conducteur à maintenir la voiture dans la bonne voie grâce à de légères corrections de la direction;
- Systèmes d'aide au stationnement: ils aident à se garer grâce à des capteurs mesurant les distances par rapport aux obstacles ou en garant la voiture de manière entièrement automatique;
- La reconnaissance des panneaux de signalisation (TSR): elle 'lit' les panneaux de signalisation et les affiche au conducteur.

Procédure

Pour un calibrage correct, il est indispensable de disposer d'un personnel qualifié et d'un équipement adéquat, d'autant plus que les exigences en matière de calibrage varient d'un constructeur à l'autre, voire d'un modèle à l'autre.

La calibrage nécessite un ensemble d'outils spécialisés pour régler et tester avec précision les systèmes d'aide à la conduite (ADAS)

Avant de procéder au calibrage, il convient de vérifier que le véhicule est correctement aligné. Si ce n'est pas le cas, le calibrage est par définition inutile. Il est donc préférable d'utiliser un dispositif de calibrage qui effectue cette vérification automatiquement. Le positionnement guidé par logiciel permet d'éviter un positionnement complexe et fastidieux à l'aide de lasers et d'outils de mesure.

Quand calibrer?

Le calibrage est indiqué après

• un dommage survenu: il se peut que les capteurs et/ou les caméras soient mal positionnés;
• le remplacement du pare-brise: idem que pour le calibrage après la réparation d'un dommage;
• l'alignement des roues: il a une incidence directe sur le fonctionnement de l'assistance au maintien de la trajectoire, du freinage d'urgence automatique et du régulateur de vitesse adaptatif, entre autres;
• l'entretien du châssis, de la direction, de la suspension: les modifications de la géométrie du véhicule peuvent avoir une incidence négative sur les performances des capteurs;
• une réinitialisation du système: cela peut affecter le réglage fin des capteurs et peut également entraîner une réponse inadéquate aux obstacles et/ou aux changements de voie, entre autres;
• le remplacement du capteur: cela se passe de commentaires.

Équipement de calibrage ADAS

Le calibrage nécessite un ensemble d'outils spécialisés pour régler et tester avec précision les systèmes d'aide à la conduite.

Logiciel de diagnostic

Celui-ci est utilisé pour collecter des données sur l'état des capteurs. Ce logiciel permet également d'accéder aux paramètres de configuration de l'ADAS et peut lire des informations pertinentes pour le calibrage. Les scanners OBD-II sont connectés au port de diagnostic embarqué (OBD) d'un véhicule afin de collecter des données et d'interpréter les codes d'erreur pertinents.

Cibles de calibrage physiques

Les dimensions et la position de ces cibles, généralement prescrites par les constructeurs automobiles, sont cruciales. Certains systèmes utilisent des moniteurs ou des écrans. Dans ce cas, les mesures de distance par rapport aux cibles spécifiquement conçues doivent être compensées, ce qui peut se faire au détriment de la précision. On utilise parfois des lasers pour déterminer les distances et les angles corrects afin de garantir un alignement et un positionnement précis des capteurs.

Cadres et plateformes de calibrage

Les cadres de calibrage sont des structures placées sur ou autour du véhicule qui servent de points de référence pour le calibrage des capteurs. Ils garantissent que les capteurs sont réglés à la bonne hauteur et dans le bon angle. Les ateliers (plus) avancés utilisent des plateformes de calibrage dynamiques ou mobiles où les véhicules peuvent être testés pendant qu'ils roulent.

Kits et outils

Les kits de calibrage des caméras comprennent des objectifs et des outils optiques permettant de tester, de calibrer et de garantir l'alignement correct des caméras. Les outils de calibrage pour les radars et les LIDAR impliquent un équipement spécifique utilisant des techniques de mesure et d'analyse avancées.

Équipement de simulation et de test

Certaines entreprises utilisent des simulateurs dans le cadre du calibrage statique pour tester et calibrer les fonctions ADAS. Cela permet d'évaluer les performances du véhicule dans un environnement contrôlé. Avec les équipements de banc d'essai développés à des fins de calibrage, des outils spécifiques permettent de maintenir le véhicule sur le banc d'essai pendant le calibrage, ce qui permet de réaliser des essais dynamiques.

Processus de calibrage

Les composants à calibrer sont les caméras et les radars avant, les caméras de recul et les capteurs LIDAR. Le processus de calibrage est en grande partie analogique.

Étape 1

On vérifie que la pièce en question est correctement installée et positionnée, car le moindre écart peut affecter son fonctionnement. On vérifie également que la pièce n'est pas endommagée et qu'elle n'est pas obstruée.

Étape 2

Le calibrage proprement dit peut être de nature statique ou dynamique.

• Dans le cas du calibrage statique, le véhicule est à l'arrêt; des cibles de calibrage physiques - panneaux réfléchissants, écrans avec des motifs ou des marquages spécifiques, grilles et règles de mesure - servent de points de référence. Ce faisant, le cadre ADAS doit être positionné à l'opposé de la ligne de déplacement du véhicule (la ligne de symétrie n'est pas une bonne référence).
• Calibrage dynamique: le véhicule est en mouvement; les capteurs et les caméras sont calibrés dans des conditions de circulation dynamiques. Cela améliore la précision à condition qu'il y ait suffisamment de points de référence sur l'itinéraire. Certaines caractéristiques de conduite telles que la vitesse et le style de conduite (stable) doivent également être respectées.

Dans les deux cas, il est essentiel de vérifier l'alignement des roues, voir l'encadré. Le choix entre le calibrage statique et le calibrage dynamique dépend du véhicule et des systèmes installés. Les deux sont aussi précis l'un que l'autre, à condition qu'ils soient effectués selon la procédure correcte.

Alignement des roues
Le parallélisme des roues détermine l'angle de la roue et de la direction. Les conséquences d'un mauvais alignement peuvent être les suivantes: une voiture qui tire vers la gauche ou vers la droite, avec toutes les conséquences que cela implique pour la sécurité de la voiture et du conducteur et pour le bon fonctionnement du système, une imprécision du capteur d'angle de braquage (les informations de braquage transmises sont incorrectes) et des messages d'erreur et des avertissements inutiles, voire une désactivation inutile de (certaines) fonctions. Par souci de précision et d'efficacité, le réglage de la géométrie des roues fait désormais partie intégrante du processus de calibrage dans de nombreux systèmes de calibrage ADAS modernes.

Étape 3

En règle générale, on configure également les réglages du logiciel lors du calibrage:

• les caméras avant sont adaptées aux caractéristiques du matériel du capteur et réglées pour fonctionner avec des véhicules ou des configurations spécifiques;
• le radar avant est réglé en fonction des caractéristiques spécifiques du véhicule et de son environnement;
• dans le cas des caméras de recul, les réglages sont adaptés à la géométrie du véhicule, aux capteurs de stationnement et aux fonctions d'assistance;
• dans le cas des capteurs LIDAR, il s'agit d'adapter le capteur au véhicule et aux autres fonctionnalités ADAS, et d'optimiser le traitement des données.

Les fabricants de systèmes ADAS peuvent être tenus pour responsables des défaillances ou des erreurs qui entraînent des accidents

Étape 4

Après le calibrage, on vérifie les différents composants pour s'assurer de leur bon fonctionnement:

• pour les caméras frontales, il s'agit de vérifier des fonctions telles que l'assistance au maintien de la trajectoire, le régulateur de vitesse adaptatif et d'autres fonctions pilotées par la caméra;
• dans le cas des radars avant, il s'agit de vérifier les fonctions qui dépendent des données radar, notamment le régulateur de vitesse adaptatif et l'alerte anticollision;
• pour les caméras de recul, il s'agit de tester l'affichage de l'image, la luminosité et la détection des objets afin que le conducteur sache ce qui se trouve et se passe derrière le véhicule;
• pour le capteur LIDAR, il s'agit de vérifier les mesures de distance, la détection des objets et le fonctionnement général des fonctions ADAS qui dépendant des données LIDAR.

Diagnostic à distance

Les outils de calibrage OEM sont coûteux, difficiles à obtenir et complexes à utiliser, tandis que les outils du marché secondaire sont souvent insuffisamment disponibles ou ne sont pas à jour, en particulier pour les modèles les plus récents ou les plus exotiques. Le diagnostic à distance peut offrir une solution dans ce genre de cas. Il utilise la télématique et les technologies connectées pour collecter des informations de diagnostic et les analyser (ou les faire analyser) via internet ou d'autres réseaux. L'organisation qui fournit ce service peut apporter une assistance en temps réel, ce qui n'est souvent pas un luxe lorsqu'il s'agit de processus de calibrage complexes qui requièrent une expertise spécifique.

Normalisation

Les fabricants peuvent être tenus pour responsables des défaillances ou des erreurs qui entraînent des accidents. Des essais minutieux et le respect des règles de sécurité sont des conditions préalables pour que les systèmes fonctionnent de manière fiable dans diverses conditions. C'est en partie pour cette raison que l'Organisation internationale de normalisation (ISO) et la Society of Automotive Engineers (SAE), entre autres, s'emploient à élaborer des normes pour les systèmes d'aide à la conduite automobile, telles que les niveaux d'autonomie SAE (du niveau 0 au niveau 5). Ceux-ci définissent le degré d'automatisation, de la conduite entièrement manuelle (niveau 0) à la conduite entièrement autonome (niveau 5). Cette normalisation contribue au développement de technologies innovantes et facilite l'acceptation de la technologie par les consommateurs.

En collaboration avec Hella Benelux, Jifeline, Metalced, Snap-on Tools et TAE