Les communications connectées laissent leur empreinte sur les poids lourds

Des chercheurs financés par l'UE ont mis au point une technologie des systèmes de transport intelligents (STI) qui permet aux camions d'échanger sans fil des informations avec les infrastructures ou avec d'autres véhicules utilitaires lourds à proximité.


Les aspects liés à la sécurité, au confort et à l'écologie de la conduite occupent une place centrale dans le développement des véhicules hautement automatisés. Grâce à une panoplie de systèmes et de capteurs, la technologie automatisée et connectée avertit le conducteur de tout danger imminent, l'aide à éviter les routes fortement encombrées et fournit des informations de signalisation. Qui plus est, elle transmet à d'autres véhicules des informations essentielles en matière de sécurité, telles que des données de vitesse, de direction, de freinage ou d'accélération.

La technologie coopérative connectée et automatisée est d'une grande valeur pour les voitures et les poids lourds mais son architecture varie en raison de la taille du binôme camion-remorque. Le projet ROADART financé par l'UE a dévoilé une nouvelle plateforme de communication sans fil destinée aux camions qui renforce considérablement la sécurité et l'efficacité du conducteur tout en contribuant à la réduction des émissions nocives. ROADART a exploré différentes pistes pour faire des systèmes camion-à-camion (T2T) et camion-à-infrastructure (T2I) une réalité dans les années qui viennent.

Des antennes multiples pour des gains multiples

Les chercheurs ont étudié différents réseaux d'antennes pouvant être facilement intégrées aux rétroviseurs des camions ou installées dans des pylônes. "Les antennes mises en place dans la plateforme ROADART sont des réseaux parasites à commutation électronique (ESPAR). Leur conception se caractérise par un faible coût, une complexité réduite et une taille compacte, ce qui en fait d'excellents candidats pour les liaisons T2T et T2I", fait remarquer le Dr Christos Oikonomopoulos, coordinateur du projet.

Les antennes ESPAR permettent d'adapter leur diagramme de rayonnement de manière dynamique afin d'augmenter la qualité de la liaison. Afin de renforcer la fiabilité du message, les chercheurs ont utilisé les techniques de diversité d'antennes couplées à une technique innovante de sélection du diagramme de faisceau, appelée "formation de faisceaux en boucle ouverte". "Un autre avantage majeur de l'antenne ESPAR réside dans sa capacité à prendre en charge une série de techniques de communication numériques telles que la diversité des diagrammes", ajoute le Dr Oikonomopoulos.

Une validation du principe réussie

Le renforcement de la solidité des réseaux de communication sans fil en ce qui concerne la perte de paquets de données et les temps de latence augmente la disponibilité des applications de communication. Des communications T2T fiables revêtent une importance particulière pour les aspects critiques en termes de sécurité et de temps des applications de conduite coopérative. ROADART a fait la démonstration fructueuse d'un cas d'utilisation ayant recours à un régulateur de vitesse adaptatif et coopératif (CACC) – une fonction STI coopérative qui permet à deux camions de rouler l'un dernière l'autre à distance rapprochée. "La conduite en peloton permet de réduire les distances entre les véhicules, ce qui diminue la consommation de carburant et permet d'empêcher 10 % des accidents sur autoroute", fait remarquer le Dr Oikonomopoulos.

Des communications efficaces peuvent également aider les pelotons de camions à déterminer le meilleur itinéraire dans des situations où d'autres moyens de communication ne sont pas disponibles, notamment dans les longs tunnels. Le moteur de géolocalisation de ROADART est basé sur un filtre de Kalman étendu qui fusionne les données issues de diverses sources hétérogènes, dont le GPS, les capteurs des camions, les informations de géolocalisation provenant de véhicules coopératifs et les données cartographiques en accès libre. Lors d'une démonstration au cours de laquelle deux camions ont parcouru une distance de deux kilomètres dans un tunnel, l'erreur de géolocalisation accumulée n'a pas dépassé deux mètres.

Conception de la plateforme

La plateforme ROADART récemment développée prend en charge la totalité du traitement du signal. Elle consiste en une série de modules radio définis par logiciel et de deux ESPAR installés sur le côté extérieur de chaque rétroviseur, ainsi que d'une unité de communication correspondante installée dans la cabine du camion. Le logiciel implémenté pour les techniques de diversité sélectionnées et l'algorithme de géolocalisation s'exécutent également dans l'unité de communication.

Globalement, l'utilisation des techniques de diversité ou multi-antennes a permis d'étendre la couverture et d'augmenter le débit de 50 %. Un débit élevé combiné à un faible taux d'erreurs de paquets de données a réduit le temps de latence de 900 % par rapport aux systèmes d'antennes conventionnels. Les concepts d'architecture élaborés jusqu'à présent par ROADART devraient s'adapter à l'évolution des niveaux de densité du trafic et fournir une base solide pour la poursuite des recherches.

Pour plus d'information voir: projet ROADART