Quand les véhicules apprennent à se passer de nous…
Dignes descendants des trains fantômes, les voitures autonomes se préparent à envahir notre univers.
Bus, taxis et autres véhicules sans chauffeur pourraient en effet révolutionner le monde du transport dans les prochaines décennies. Pour en arriver là, des chercheurs s’évertuent à doter des voitures de la faculté de percevoir leur environnement et de s’y localiser avec précision pour agir en fonction. Dans cette quête, le GPS est d’une aide précieuse puisqu’il permet aujourd’hui une précision de l’ordre du centimètre. Mais en ville, les bâtiments empêchent souvent l’antenne de communiquer avec le satellite. C’est pourquoi le véhicule se doit de percevoir par lui-même les éléments importants de son environnement.
"Il existe plusieurs voies pour y parvenir, note Philippe Martinet, chercheur au Lasmea(1) basé à Clermont-Ferrand. La première consiste à croiser des informations perçues par le véhicule avec les données géographiques dont il dispose. Il se localise en quelque sorte à partir d’une carte préexistante qui s’enrichit au fur et à mesure de l’évolution du véhicule dans son environnement dynamique." Cette méthode baptisée Slam pour Simultaneous Localization And Mapping implique la reconstruction en trois dimensions de l’environnement et nécessite donc de nombreux capteurs tels que télémètres et caméras. Les calculs sont importants et requièrent une grande puissance informatique. De leur côté, les chercheurs de la seconde voie pensent qu’il n’est pas obligatoire de reproduire le tridimensionnel, ce que tend à prouver le projet Bodega auquel participe justement le Lasmea.
Le GPS et la mémoire "visuelle" pour se repérer et établir un plan détaillé
"Le principe est simple, explique Philippe Martinet. Durant une phase d’apprentissage, des repères fixes comme les toitures, les arêtes de bâtiment, les troncs d’arbre ou encore les enseignes de boutique sont intégrées dans la mémoire du véhicule, sous forme de "primitives visuelles" associées à des images clés caractéristiques du contexte. Pour refaire le trajet, le robot cherche ces éléments au fur et à mesure et suit la bonne trajectoire en se basant sur ces fameuses primitives visuelles."
Ainsi, en reconnaissant un chêne ou une boutique de fleurs dans un contexte donné, le robot sait qu’il est sur le bon chemin. De nombreux capteurs lui permettent de modifier sa trajectoire et sa vitesse au gré des imprévus, telle la traversée tardive et hasardeuse d’un piéton distrait. Ces travaux bénéficient d’un support fort appréciable : le CyCab. Conçue par l’Inria (2), cette petite voiture se passe de conducteur sous certaines conditions. Elle est donc la plate-forme idéale pour l’implantation de la partie "commande", fruit des recherches du laboratoire.
Des véhicules autonomes à notre service
Un véhicule sans chauffeur, c’est déjà impressionnant. Mais que dire alors d’un cortège de voitures autonomes ? "Nous concevons en effet une flotte de véhicules entièrement automatisés et non reliés entre eux, décrit le chercheur. Le premier d’entre eux, sorte de locomotive sans attaches, se déplace à l’aide de sa mémoire visuelle. Derrière ce précurseur, d’autres véhicules se calent sur lui et suivent la même trajectoire grâce à des algorithmes de suivi visuel." Etrange ballet que celui de véhicules vides se suivant à vive allure sur une autoroute ! Il est pourtant à parier que dans un demi-siècle, cette vision ne surprendra plus grand monde.
Pragmatiques, les chercheurs du Lasmea n’ont pas oublié que le transport n’était pas l’unique application des véhicules. L’agriculture, par exemple, emploie des véhicules très spécialisés dans une tâche. Automatiser celle-ci revient ainsi à optimiser le travail en réduisant au maximum l’imprécision. "Des travaux agricoles comme le semis ou l’épandage nécessitent un maniement très précis de la machine par l’agriculteur, analyse Philippe Martinet. De nombreux systèmes de guidage du véhicule par GPS ont déjà été élaborés pour aider l’utilisateur. Reste néanmoins un problème à régler : les terrains agricoles sont souvent glissants et l’appareil s’écarte de sa trajectoire."
En partenariat avec le Cemagref , le Lasmea a donc conçu un système de guidage corrigeant lui-même les déviations indésirables du véhicule. Résultat ? Les agriculteurs gagnent du temps et optimisent la rentabilité de leur terre. "C’est même le concept d’agriculture précise et raisonnée qui prend corps, note le chercheur du Lasmea. Une bonne récolte alliée au respect de l’environnement constitue en effet un travail modulé et précis dans le cycle annuel des cultures, et en particulier sur l’apport contrôlé en engrais.
Robot des villes ou robot des champs, le Véhicule autonome n’a pas fini de faire parler de lui.
(1) Laboratoire des sciences et matériaux pour l'électronique, et d'automatique, devenu l'Institut Pascal.
(2) Institut national de recherche en informatique et en automatique
Le CyCab, véhicule électrique urbain, est guidé automatiquement par GPS centimétrique
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Contacts :
Philippe Martinet, Lasmea, martinet@lasmea. univ-bpclermont.fr
Site Web du laboratoire : 
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