👰🏻 💪🏽 👂🏿 Voitures autonomes: une pile de technologies 📯 💊 👨‍🍳

L'industrie des véhicules sans pilote est à un niveau de maturité comparable à celui de l'industrie automobile traditionnelle il y a 100 ans. Henry Ford a produit à l'usine Model T non seulement la voiture elle-même, mais aussi les roues, ainsi que la plupart des autres composants et pièces de sa propre production. Cent ans plus tard, plusieurs grands et des centaines de petits fournisseurs fournissent 70% des composants d'un véhicule automobile typique, tandis que les constructeurs automobiles n'en fabriquent que 30%.

Selon Automotive News, les revenus totaux des 10 principaux fournisseurs seulement ont atteint 315 milliards de dollars en 2017, et les revenus des 100 plus grands fournisseurs du monde ont approché les 800 milliards de dollars. Et cela a du sens: les détails sous le capot ne permettent généralement pas au constructeur du véhicule de le distinguer d'un concurrent, ou, en d'autres termes, l'utilisateur final - c'est-à-dire le propriétaire / exploitant - ne s'en soucie généralement pas ou, en règle générale, ne remarque même pas s'il y avait un capteur radar pour Un régulateur de vitesse adaptatif fabriqué par Bosch, Denso ou quelqu'un d'autre alors qu'il est fiable et fonctionnel.

La tendance des véhicules sans pilote continue d'aller dans la direction opposée. Par exemple, Waymo a conçu et construit son propre lidar, Cruise a acheté une entreprise de lidar en 2017 et, plus récemment, Aurora a également acquis une entreprise de lidar. Les raisons sont simples. Presque tout le monde (à l'exception peut-être d'une seule personne) pense que le lidar est crucial pour développer le système de conduite sans pilote le plus sûr et le plus fiable. En d'autres termes, les entreprises pensent qu'elles disposeront d'un avantage concurrentiel si elles sont, à leur avis, clés dans ce domaine. D'un autre côté, cet avantage perçu à court terme est très incertain - il y a 70 sociétés de ce type (sans compter les Chinois), et il n'est pas clair quelles technologies prévaudront dans quelques années. Et encore une fois, étant un passager d'un robot-taxi dans quelques années,Je ne suis pas gêné par le fabricant des composants individuels si la voiture offre une conduite sûre et confortable jusqu'à la destination.

À moyen et long terme (principalement financés par des fonds de capital-risque), les entreprises disposant d'une pile complète (c'est-à-dire celles qui tentent de maximiser la mise en œuvre de tous les composants - matériels et logiciels - au sein de l'entreprise) opérant dans le domaine des véhicules sans pilote remarqueront que les coûts et la complexité augmenteront considérablement.

Le fondateur d'une entreprise (relativement petite) à pile complète m'a récemment dit qu'ils "pouvaient se permettre de créer une pile complète par eux-mêmes parce que leur marché adressable serait très grand". Je ne suis pas sûr qu'il comprenne parfaitement l'économie de cette échelle. Un marché vaste et rentable attire plus de concurrents, ce qui finit par faire baisser les prix. Un fournisseur fournissant des produits à 10 fabricants peut évidemment offrir un coût inférieur. Et encore une fois, c'est précisément ce qui a conduit au fait que les constructeurs automobiles ont contribué à plus de 70% du coût d'un véhicule conventionnel.

Récemment, des partenariats se sont développés dans le domaine de la conduite sans pilote, qui n'étaient pas visibles auparavant. Volkswagen a refusé le contrat avec Aurora et a plutôt investi dans Argo, et a même présenté à Argo sa filiale automobile sans pilote AID dans le cadre de l'accord. BMW et Daimler rejoignent leurs divisions de développement de drones, et la rumeur dit qu'Audi le rejoindra également.

Nous pensons que ce n'est qu'une étape intermédiaire. En fin de compte, l'industrie de la conduite sans pilote connaîtra la même transition. J'appelle cela la décomposition d'une pile de voiture sans pilote. La pile entière est trop grande, trop complexe, trop chère, trop gourmande en ressources pour que la plupart des entreprises se développent seules. Cela comprend trop de disciplines et de compétences différentes.

La pile de véhicules sans pilote se compose de cinq groupes principaux: matériel, logiciels et données externes, firmware, diverses méthodologies qui, ensemble, conduisent au développement de produits.

1. Pile matérielle

La pile matérielle se compose d'une plate-forme de véhicule, souvent personnalisable ou personnalisable pour une application particulière, qui contient des interfaces avec des actionneurs, c'est-à-dire des systèmes de transmission, de freinage et de direction, ainsi que de l'électronique. En outre, les composants comprennent le ou les ordinateurs de bord, le système de communication à l'intérieur du véhicule, ainsi que le cloud, ainsi que des composants d'enregistrement et de stockage des données. Les capteurs incluent GNSS, capteurs de mouvement, lidar, radar, caméra et parfois ultrasons.

2. Logiciel externe

Le logiciel et les données externes incluent des cartes (avec différentes couches, voir, par exemple, le document Lancelet 2 pour plus de détails). Les cartes doivent être créées, annotées avec des méta-informations, mises à jour et distribuées - également en parties - tout en conservant la cohérence sur l'ensemble de la base de données cartographiques. Les véhicules hautement autonomes sont souvent exploités dans le cadre d'une flotte, ce qui nécessite la gestion de la flotte, l'acheminement de la flotte, la téléopération, l'auto-diagnostic et le diagnostic à distance pour les véhicules sans pilote. Les capteurs d'un véhicule autonome génèrent jusqu'à 64 Go / s (ou 8 Go / s, ou 480 Go / min, ou 28 To / heure, ou 560 To / jour, ou 200 Petab / an). La flotte en crée évidemment un multiple. Cette quantité de données doit être enregistrée, sauvegardée, annotée,analysé et gérable. Les développeurs de logiciels ont besoin d'un environnement de développement logiciel qui assure la productivité. Les outils incluent la reproduction des données, la visualisation des données et la possibilité de modéliser les données à différents niveaux.

3. Méthodologies

Dans le processus de développement, diverses méthodologies sont utilisées, y compris la conception de systèmes, la conception d'architecture logicielle, la conception matérielle, la conception d'interaction. Les tests devraient être développés à tous les niveaux, y compris les unités de programme, la régression, l'intégration, SIL, HIL, les tests de véhicules. D'autres aspects incluent la sécurité fonctionnelle, les règles, l'homologation, la sécurité, la protection, la vérification et la validation.

4. Firmware

La pile logicielle intégrée se compose d'un système d'exploitation (j'espère en temps réel pour les systèmes de sécurité critiques, pas seulement Linux), lui-même composé d'un noyau, d'un planificateur et de pilotes. Au-dessus du système d'exploitation se trouve (au moins dans un système bien conçu) une structure logicielle qui résume les nombreux composants susmentionnés, tels que le système d'exploitation, le matériel informatique, les interfaces tactiles, l'enregistrement des données, la lecture, la visualisation et le middleware. Il doit fournir un support pour la sécurité, la protection et les diagnostics. ROS, le système d'exploitation du robot, est de facto le cadre standard, et la collection d'articles sur la conception ROS 2 fournit un aperçu plus détaillé des composants inclus dans le cadre robotique. Chez Apex.AI, nous avons développé une publicité,Fork de sécurité bientôt certifié de ROS 2, que nous appelons Apex.OS. Au sommet du cadre se trouvent des composants algorithmiques. La perception se réfère au traitement des informations des capteurs dans un bref modèle environnemental. La localisation est l'emplacement du véhicule par rapport à la voie, la route et le monde indiqué sur les cartes. La compréhension de la scène pénètre la compréhension sémantique du monde perçu. Les décisions de conduite sont prises en fonction d'un certain nombre d'objectifs et en fonction de l'environnement, le mouvement souhaité du véhicule est planifié et envoyé aux actionneurs du véhicule via le contrôleur. Beaucoup de ces composants algorithmiques sont mis en œuvre à l'aide de méthodes modernes d'intelligence artificielle (IA), qui peuvent atteindre une précision similaire à celle de l'homme,mais faire de nouvelles exigences sur de nombreuses parties de la pile.

5. Produit

Tous les composants doivent être intégrés dans le produit, qui se réfère ici à l'application qui interagit avec l'utilisateur / l'opérateur. L'application est adaptée à son utilisation prévue, configurée pour les capacités de la pile qui la prend en charge et libérée. L'intégration de système pour un travail hautement autonome est une collaboration avec plusieurs acteurs, et avec une pile bien conçue, elle peut rapidement passer par la définition, la configuration, les tests et la publication.

L'activateur pour une pile modulaire et étendue est une architecture courante. ROS nous a fourni une architecture standardisée et ouverte et une implémentation open source gérée par la fondation. Nous avons étendu le modèle ROS à la pile d'applications et sommes récemment devenus l'un des fondateurs de la Fondation Autoware. La Fondation Autoware développe une architecture fonctionnelle pour l'auto-conduite et construit cette architecture et une implémentation de référence entièrement open source. Plus de 35 entreprises et organisations ont déjà rejoint la Fondation Autoware. Rejoignez ce groupe puissant pour aider à créer la norme.

Waymo ne serait pas en avance sur tout le monde s'ils attendaient le développement de la décomposition de la pile, mais c'est le fardeau du pionnier. Tous ceux qui essaient de rattraper le retard le feront plus rapidement et à moindre coût, en soutenant la décomposition de la pile, en aidant à établir des normes et à choisir les bons partenaires, dans l'espoir qu'il ne faudra pas 100 ans pour atteindre le prochain niveau de maturité dans l'industrie autonome.

À propos d'ITELMA

- automotive . 2500 , 650 .

, , . ( 30, ), -, -, - (DSP-) .

, . , , , . , automotive. , , .

Lisez d'autres articles utiles:

Voitures autonomes: une pile de technologies

1. Pile matérielle

2. Logiciel externe

3. Méthodologies

4. Firmware

5. Produit

More articles: