Conception et développement d'un système d'éclairage innovant pour les véhicules autonomes

par Hongyi Zhang

Projet de thèse en Génie électrique

Sous la direction de Moussa Boukhnifer, Rabia Sehab et de Shéhérazade Azouigui.

Thèses en préparation à université Paris-Saclay , dans le cadre de École doctorale Electrical, optical, bio-physics and engineering , en partenariat avec ESTACA (laboratoire) , S2ET - Systèmes et Energie Embarqués pour les Transports (equipe de recherche) et de Faculté des sciences d'Orsay (référent) depuis le 07-01-2019 .


  • Résumé

    Dans le cadre de l'automatisation des véhicules, les systèmes de détection d'obstacles deviennent incontournables. Ces systèmes, qui jusque-là apportaient une aide complémentaire à la conduite, vont constituer dans le véhicule autonome des éléments indispensables et décisifs dans la chaîne de détection et de prise de décision. La fiabilité et la robustesse de ces systèmes sont donc un enjeu majeur . Les solutions actuelles de détection d'obstacles, bien qu'ayant démontré de très bonnes performances, doivent donc être améliorées en vue d'une sécurité optimale du véhicule autonome sur la route de jour comme de nuit. En particulier, les systèmes doivent permettre de détecter des modifications dans les conditions de route pour anticiper les réactions du véhicule et/ou désactiver les fonctions d'automatisation en cas de verglas, flaque d'eau avec risque d'aquaplaning, gravillons, … L'objectif de cette thèse est de proposer des solutions d'éclairage innovantes permettant aux caméras de détecter ce type d'obstacles de jour comme de nuit avec une haute fiabilité. Une première phase consistera à : • réaliser un mapping des obstacles/dangers actuellement détectés et une classification de la qualité de détection • réaliser un mapping des conditions de route à détecter (verglas, flaque d'eau avec risque d'aquaplaning, gravillons) pour améliorer la sécurité des véhicules en mode autonome. • effectuer un choix de capteurs et proposer des solutions de détection éclairage/caméra. La deuxième phase sera dédiée à : • la conception du mode d'éclairage (photométrie du faisceau, mode pulsé ou continu) • le choix du type de caméra et du logiciel de traitement d'image adapté en vue d'identifier les différents types d'obstacles sur la route • la définition d'une architecture globale pour l'intégration de cette solution innovante dans le véhicule autonome. Enfin, la troisième phase sera consacrée : • aux propositions de solutions de référencement/calibration automatique pour la précision d'alignement relative entre la (les) caméras et le système d'éclairage • aux propositions d'intégration des nouveaux modules d'éclairage dans le véhicule, avec mise en perspective sur les designs des futurs véhicules autonomes en prenant en compte les impacts réglementaires et l'acceptation par les usagers de la route de ce(s) nouveau(x) type(s) de faisceaux (simulation, études cognitives…).

  • Titre traduit

    Design and development of an innovative lighting system for autonomous cars


  • Résumé

    Detection Systems to avoid obstacles on road, which have been so far an assistance to the driver, will constitute essential and decisive elements in the chain of detection and decision-making in the autonomous car. Reliability and robustness of these systems are hence a main issue. Although current solutions for detecting obstacles have shown quite good performances, they have to be improved for an increased safety of autonomous cars on road, both in day- and night-time conditions. In particular, these systems must allow to detect changes in the weather and road conditions to anticipate the vehicle reaction and/or deactivate the automated functions in case of ice, puddle with aquaplaning risk, gravels… The aim of this thesis is to propose innovative lighting systems to allow cameras to detect these types of obstacles with high reliability. First part of the work will consist in : • making a mapping of obstacles and events that are detected by current systems and a classification of their detection quality • making a mapping of road conditions to be detected (ice, puddle, gravels) to improve safety of autonomous cars • selecting camera sensors and proposing solutions for lighting source/camera system. Second part will be dedicated to : • the design of the lighting profile (photometry, pulsed or continuous mode…) • the choice of image processing software/algorithm in order to identify the different obstacles on road • the definition of a global architecture for the integration of this innovative solution in the autonomous car. Finally, third part will consist in : • proposing referencing/automatic calibration solutions for the relative alignment accuracy between the camera(s) and the lighting system • proposing an integration solution of the new lighting modules in the car, together in perspective with the design of future autonomous cars taking into account possible impacts on regulation and also the acceptance of road users of these new type(s) of light beams.