Les voitures sans chauffeur se multiplieront dans les années à venir et leurs systèmes de communications sophistiqués dépendront d’un réseau de données fiable et ultra-rapide.

On entend beaucoup parler des voitures sans chauffeur mais le chemin vers la conduite autonome est loin d’être tout tracé. Le travail des ingénieurs, constructeurs, régulateurs et scientifiques qui développent un futur radicalement différent pour l’automobile est parsemé d’embuches.

Le véhicule autonome est souvent perçu comme un phénomène singulier : une voiture prototype sans conducteur Google, par exemple, circulant ponctuellement sur une autoroute. Une voiture qui existe certes mais qui n’a absolument rien à voir avec la réalité des automobilistes d’aujourd’hui.

Cependant, les véhicules autonomes se multiplient et cette notion sera amenée à changer. Les véhicules autonomes ne peuvent pas exister de manière abstraite. Plus ils seront présents sur les routes, plus ils seront développés, sécurisés et sophistiqués.

« Les véhicules autonomes nous forcent à réfléchir à ce qui nous semblait impossible auparavant », déclare Kevin Hattendorf, Director of Product Marketing, ADG (Automated Driving Group) Intel. « Tout repose principalement sur un excellent système de communication. »

Chaque voiture fonctionne individuellement mais elle fait partie d’un écosystème complexe au sein duquel la communication est essentielle (comment les véhicules interagissent entre eux, avec l’infrastructure routière, avec le réseau et, enfin, avec les centres de données).

Pour réaliser tout le potentiel de la conduite autonome, un réseau sans fil fiable, robuste et omniprésent s’impose. Kevin Hattendorf indique que ces exigences sont la base des réseaux 5G, qui devraient être disponibles début 2020 (des essais sont déjà en cours).

La 5G, qu’est-ce que c’est ?

Pour faire simple, la 5G, c’est la nouvelle « génération » de réseaux sans fil. Elle permettra le déplacement plus rapide d’un plus grand nombre de données avec moins de latence et une grande fiabilité. Elle permettra l’utilisation de milliards de périphériques connectés (des bâtiments intelligents aux exploitations vinicoles connectées à Internet).

Selon M. Hattendorf, chaque véhicule autonome traitera des téraoctets de données tous les jours. Les véhicules sont dépendants d’une multitude de capteurs (caméras, lidar et radar) qui identifient les informations sur l’environnement du véhicule. Par exemple, les caméras peuvent détecter une personne mais le radar peut capter la profondeur et faire la différence entre un être humain et, disons, un personnage en carton.

Le système doit fonctionner en symbiose et chaque élément nécessite une certaine puissance de calcul et un certain nombre de données synthétisées. Les données accumulées permettent aux véhicules de s’imprégner et d’apprendre de leurs expériences et environnements.

« Toutes ces données sont ensuite collectées et envoyées au centre de données », ajoute notre interlocuteur. Le centre de données intègre toutes les données et, à l’aide de protocoles et d’outils d’apprentissage en profondeur et d’apprentissage machine, génère un ensemble d’instructions qui est communiqué aux véhicules pour leur apprendre à décrypter leur environnement et à réagir en fonction. Les voitures commencent à reconnaître les objets en mouvement et à les différencier (un être humain, un chien, un ballon) car elles ont appris en exploitant différentes expériences.

Cet apprentissage aide également les véhicules à identifier les anomalies. Si une girafe traverse la rue, le véhicule reconnaît la situation comme anormale, il envoie les informations au centre de données qui crée un nouvel ensemble de règles.
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De nombreuses étapes du processus requièrent un grand nombre de données. Le véhicule doit intégrer une plate-forme informatique pouvant répondre en temps réel à une interface homme-machine (HMI) embarquée. Il doit pouvoir se connecter à d’autres véhicules afin de leur communiquer les informations qu’il a apprises. Il s’agit également d’envoyer les informations dans le cloud, ou au centre de données, où elles pourront aider les voitures à comprendre toutes sortes de situations (feux de signalisation, collision récente, chien ou girafe traversant la rue, etc.).

Comment éviter de renverser le chien ?

Pour traiter toutes ces informations, un réseau de communication sophistiqué est nécessaire. C’est le rôle de la 5G.

Prakash Kartha, responsable du marketing stratégique chargé des véhicules connectés, compare la 5G à une autoroute de données pour les véhicules autonomes. Selon lui, les réseaux LTE actuels ne sont pas assez performants.

Il est très difficile de concevoir un si grand nombre de données voyageant à une vitesse si élevée. Prakash Kartha simplifie.

« Prenez l’exemple d’un tuyau », explique-t-il. « Certains tuyaux sont longs et étroits, d’autres sont courts et larges. » Une plus petite quantité de données peut traverser le long tuyau mais la transmission sera plus lente. Un nombre plus important de données se déplacent à une fréquence plus élevée dans un tuyau plus court et plus large, mais la portée sera plus courte.

Pour la voiture qui circule dans les rues, les données en temps réel (collectées via des capteurs) dicteront les opérations via la plate-forme informatique embarquée.

Cependant, pour l’apprentissage sur le long terme, M. Kartha indique que les voitures chargent et téléchargent des informations par intermittence et souvent en rafale, que ce soit à une station service, dans un parking, à une intersection ou à domicile. Le véhicule peut alors charger un grand nombre de données.

Dans le monde entier, de nombreux véhicules collectent déjà des données sur les réseaux LTE (Uber, Google, BMW, etc.).

« Mais disposez-vous de la même connectivité dans un véhicule connecté sur LTE qu’avec un iPhone ? Maintenant considérez les besoins en données des véhicules autonomes. Aujourd’hui, le réseau LTE ne peut pas être utilisé pour traiter ce type de données, » souligne M. Kartha, qui travaille avec des équipes développant la nouvelle technologie d’ondes millimétriques qui permettra de transférer d’importantes rafales de données très rapidement.

Voilà à quoi sert la 5G et son rôle ne s’arrête pas là. Lorsque les capteurs ne disposent pas d’une bonne visibilité ou en cas d’intempéries, des signaux radio 5G à faible fréquence fournissent, selon M. Kartha, « une couche de protection supplémentaire » en communiquant (de manière fiable et rapide) avec les véhicules à proximité et les infrastructures routières.

Que se passe-t-il dans le cloud ?

Brian Krzanich, CEO d’Intel, a récemment annoncé que chaque véhicule autonome devrait générer jusqu’à 4 000 Go d’informations par jour, tous les jours, soit la production quotidienne de près de 3 000 personnes. Et si l’on ajoute les 50 milliards d’autres « choses » qui devraient être connectées sans fil d’ici 2020, le « cloud » ne risque-t-il pas d’être surchargé ?

M. Hattendorf n’est pas de cet avis. En effet, il n’existe pas un seul cloud mais des centres de données de tailles et de formes différentes.

« Les entreprises feront appel à différentes stratégies », selon lui. « Certaines décideront qu’elles disposent d’un nombre de données tellement élevé qu’elles veulent en être propriétaires. Elles ne voudront pas sous-traiter la gestion des données et développeront leur propre centre de données. »

D’autres entreprises disposeront de centres de données distribués géographiquement. Certaines pourront s’appuyer sur les compétences d’un centre de données tiers.

Néanmoins, ces centres nécessiteront le réseau 5G pour déplacer les données, les analyser, créer des algorithmes et renvoyer les connaissances à la voiture.

L’adoption massive des véhicules autonomes n’est certes pas pour demain mais le développement d’une autoroute de données ultra-rapide et efficace est, elle, bien réelle.