L'autonomie des véhicules et l'avenir de l'électrotechnique

Avez-vous déjà regardé un film de science-fiction où d'étonnantes innovations futuristes volaient ou traversaient l'écran ?

Avez-vous déjà cru que ces inventions se produiraient de votre vivant ? Eh bien, l'avenir est ici sous la forme d'un véhicule autonome.

Mieux connues sous le nom de véhicules électriques autonomes (AEV), ces merveilles de la technologie moderne utilisent une combinaison de capteurs, de caméras et d'autres technologies de pointe pour surveiller les zones autour du véhicule et voir si des structures se trouvent devant.

Alors que les taux d'accidents automobiles augmentent en raison d'erreurs de conduite, les constructeurs automobiles cherchent de nouvelles façons de construire des véhicules plus sûrs qui ne dépendent pas de conducteurs humains.

Qu'est-ce qu'un véhicule électrique autonome ?

Un véhicule électrique autonome est un véhicule qui ne nécessite pas de conducteur humain.

Par conséquent, il utilise une combinaison de radar, de capteurs, de caméras et d'intelligence artificielle pour naviguer sur l'itinéraire entre les destinations.

Un véhicule entièrement autonome doit le faire sans intervention humaine, et plusieurs niveaux d'autonomie sont utilisés pour mesurer cela.

Niveaux d'autonomie

La National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA) des États-Unis détaille les six niveaux d'autonomie, en commençant par le niveau 0, où le véhicule ne peut être conduit qu'avec l'aide d'un être humain.

Les cinq autres niveaux détaillent et explorent les fonctionnalités autonomes jusqu'au véhicule entièrement autonome qui ne nécessite aucune assistance.

Niveau 1

Ce niveau implique un système avancé d'assistance à la conduite (ADAS) qui aide le conducteur avec les fonctions du véhicule, comme la direction, l'accélération et le freinage, mais pas simultanément.

De plus, ce système implique des caméras arrière qui peuvent capturer n'importe quel objet derrière le véhicule. De plus, il définit des avertissements pour les conducteurs s'ils sortent de leur voie.

Ces dispositifs de sécurité sont de série sur les véhicules utilitaires et un système d'assistance à la conduite est généralement disponible sur les véhicules neufs.

Niveau 2

L'autonomie de niveau 2 implique un système avancé d'aide à la conduite qui peut braquer, freiner ou accélérer simultanément pendant que le conducteur est au volant.

Le véhicule peut reprendre la tâche de conduire, mais le conducteur peut reprendre le contrôle à tout moment.

Niveau 3

Le niveau 3 implique un système de conduite automatisée (ADS) plutôt qu'un système d'assistance au conducteur qui peut effectuer toute la conduite dans certaines circonstances.

Un exemple de niveau 3 est un véhicule qui peut se garer pour le conducteur sans assistance. Cependant, le conducteur humain doit toujours être vigilant et prendre le contrôle de la voiture la plupart du temps.

Le niveau 3 est celui où le véhicule commence à détecter l'environnement et à apprendre l'environnement autour de la voiture.

Niveau 4

Ce niveau est celui où le conducteur humain est davantage un passager et peut s'asseoir et se détendre pendant que le système de conduite automatisé effectue toutes les tâches et surveille l'environnement.

Un véhicule est suffisamment fiable à ce niveau pour que l'humain puisse faire autre chose en roulant et ne pas prêter autant d'attention que les différents niveaux.

Niveau 5

Le niveau 5 est la quintessence de l'autonomie, où un véhicule fait tout ce qu'un conducteur humain ferait pendant que les passagers sont assis et ne sont pas censés surveiller le véhicule.

C'est le niveau que les constructeurs automobiles s'efforcent d'atteindre car il vous offre un chauffeur virtuel. Vous êtes donc libre de faire autre chose pendant le trajet en voiture au lieu de prêter attention à la circulation.

Certains véhicules de niveau 5 en phase de test ont des résultats prometteurs, montrant que les véhicules dotés de cette capacité peuvent être fabriqués à peu de frais et donc accessibles à tous.

Comment fonctionnent les voitures autonomes ?

Les véhicules électriques autonomes fonctionnent via l'intelligence artificielle, qui utilise d'énormes quantités de données pour construire un système permettant au véhicule de se déplacer sans l'aide d'un conducteur.

Les systèmes comprennent la reconnaissance d'images, l'apprentissage automatique et les réseaux de neurones qui nécessitent un haut degré d'expertise en ingénierie pour être maintenus et exécutés.

Les réseaux de neurones identifient les modèles dans de grandes quantités de données, qui sont ensuite introduites dans des algorithmes d'apprentissage par ordinateur.

Les réseaux de neurones apprennent alors à identifier des éléments tels que les feux de circulation, les bordures de trottoir, les arbres, les piétons, les panneaux de signalisation et d'autres éléments naturels d'un environnement de conduite.

Par conséquent, c'est essentiellement la voiture qui va à l'école de conduite et qui apprend ce qu'il faut surveiller. Ce système peut réduire les accidents car l'intelligence artificielle peut détecter ce qui se trouve autour du véhicule.

De plus, la voiture peut prédire ce que ces objets pourraient être et faire des choix de conduite en conséquence en quelques secondes. Le système ne fait que s'améliorer au fur et à mesure qu'il fonctionne, car il en apprendra plus à chaque sortie.

Un exemple du fonctionnement d'un système avancé est le projet Waymo de Google :

• Le passager définit la destination et le logiciel du véhicule calcule le meilleur itinéraire.

• Un capteur rotatif sur le toit surveille une portée allant jusqu'à 60 mètres autour de la voiture et crée une carte 3D de l'environnement autour du véhicule.

• Un autre capteur sur la roue arrière gauche détecte tout mouvement latéral pour surveiller la position du véhicule par rapport à la carte 3D.

• Les radars sur les deux pare-chocs calculent les obstacles et la distance du véhicule par rapport à eux.

• Un logiciel d'intelligence artificielle est relié à tous les capteurs et collecte les données du logiciel Street View de Google et les données des caméras vidéo du véhicule.

• L'apprentissage en profondeur du système d'intelligence artificielle simule la perception humaine et les capacités de prise de décision pour contrôler des actions telles que la direction, les freins et l'accélération.

• Le logiciel du véhicule communique avec Google Maps pour être averti à l'avance des points de repère à venir ou des problèmes tels que les accidents, les panneaux de signalisation et les feux de circulation.

• Une fonction prioritaire est intégrée au système si le conducteur doit reprendre le contrôle du véhicule.

Ce type de système est un véritable véhicule autonome où le conducteur n'est là que pour prendre le contrôle de la voiture en cas de besoin.

Avantages des véhicules autonomes

Sécurité

On estime que 94 % de tous les incidents de la circulation sont causés par une erreur ou un mauvais comportement du conducteur.

Avec l'avènement des véhicules autonomes, les déplacements ne dépendront plus de la capacité d'un être humain à se concentrer et à suivre les règles de la route.

Par conséquent, il semblerait logique que l'incidence des accidents de la circulation puisse être réduite à zéro.

Indépendance

Une voiture autonome pourrait apporter une indépendance tant recherchée aux personnes qui ne peuvent pas conduire en raison d'un handicap.

Comme la personne âgée qui ne peut plus conduire à cause de la dégénérescence maculaire ou la femme qui est paralysée de la taille aux pieds et qui n'a plus besoin de dépendre des autres pour se déplacer pour faire des courses.

Une voiture autonome est une excellente solution pour ceux qui souhaitent conserver leur indépendance et vivre une vie de qualité sans dépendre des autres.

Économise de l'argent

Ces véhicules pourraient aider à économiser de l'argent sur les réclamations d'assurance, car le nombre d'accidents diminuera.

Avec le temps, les taux d'assurance pour les voitures autonomes pourraient également être réduits car les cas de réclamations chuteront considérablement.

De plus, avec l'augmentation constante des prix de l'essence, les gens pourraient économiser de l'argent puisque ces véhicules sont électriques.

Productivité accrue

Les passagers n'auront plus à regarder la voiture devant eux lors des embouteillages pare-chocs à pare-chocs.

De plus, ils peuvent lire un livre, terminer un rapport ou se reposer en vue de la journée à venir.

La technologie pourrait également permettre au véhicule de déposer des passagers à destination, puis d'aller se garer.

Réduit la congestion

Ces véhicules peuvent réduire les embouteillages en réduisant le nombre d'accidents entraînant des retards.

Meilleur pour l'environnement

Réduire les embouteillages signifie moins de marche au ralenti et moins de gaz à effet de serre nocifs pour l'atmosphère. Un véhicule autonome est également un moyen idéal pour faire du covoiturage, réduisant ainsi le nombre de voitures sur la route.

Ingénierie du véhicule électrique autonome

L'ingénierie dans le domaine des véhicules autonomes est un défi. Il peut également s'agir d'une profession interdisciplinaire enrichissante qui implique une formation en informatique, en robotique, en automobile et en apprentissage automatique.

Par conséquent, les ingénieurs de cette industrie peuvent rechercher un emploi auprès de l'une des principales entreprises automobiles ouvrant la voie aux innovations de pointe.

Si vous souhaitez travailler avec des véhicules autonomes, vous pouvez vous inscrire à un programme de maîtrise ECE comme celui proposé à Kettering University Online.

De plus, ce type de programme est spécifiquement conçu pour enseigner l'ingénierie des véhicules électriques et autonomes en vue de l'avenir de l'industrie automobile.

Les voitures d'ingénierie autonomes vont au-delà de la formation traditionnelle en ingénierie et se ramifient dans de nombreux domaines d'expertise.

Qualités d'un ingénieur véhicule électrique autonome

Lorsque vous poursuivez une maîtrise en génie électrique et informatique pour les systèmes de mobilité avancés, vous vous concentrerez sur les aspects suivants :

• L'intégration de systèmes informatiques et de systèmes électriques pour une utilisation dans des véhicules autonomes et d'autres applications de mobilité avancées

• Le développement d'applications de mobilité avancées pour les véhicules électriques, autonomes et hybrides, ainsi que d'autres systèmes de transport - en particulier, comment développer des systèmes d'intelligence artificielle et de robotique tels qu'ils s'appliquent au domaine des applications de mobilité avancées

• Comment concevoir des systèmes dynamiques qui améliorent la fonctionnalité autonome

• La robotique améliorée par l'IA

Il faut une personne dévouée avec un esprit vif et des yeux tournés vers l'avenir pour s'efforcer de devenir un ingénieur automobile autonome.

Si vous travaillez à temps plein, vous pouvez poursuivre vos études en ligne. Par conséquent, cela en soi exige une détermination et une discipline propres aux apprenants indépendants.

Cette carrière n'est pas une course à l'arrivée mais un marathon qui vous mènera dans de nouveaux domaines technologiques.

Les innovations sur lesquelles vous travaillerez seront constamment élargies à mesure que le domaine des véhicules autonomes change et s'améliore à pas de géant.

Vous voudrez peut-être vous intéresser à cette carrière dynamique si vous avez certaines de ces caractéristiques :

• Être un apprenant tout au long de la vie qui est prêt à améliorer continuellement ses compétences et ses connaissances

• Une passion pour la recherche pour aider à améliorer la technologie

• Dévouement à résoudre les problèmes et à persévérer même face à une tâche difficile

• Une aptitude pour la programmation et le codage propre

• La capacité de penser techniquement

• Capable d'analyser les systèmes pour découvrir les lacunes

Les personnes ayant une formation existante en ingénierie avec différents styles, intérêts et compétences peuvent trouver un grand succès en s'associant à une entreprise impliquée dans l'ingénierie des véhicules autonomes.

Il existe de nombreux domaines ouverts à une personne titulaire d'un diplôme d'études supérieures, notamment:

• Ingénieur en robotique : un ingénieur en robotique travaille à l'intégration de robots dans des technologies existantes telles que des véhicules autonomes, des submersibles, des véhicules aériens autonomes et d'autres types de robots.

• Ingénieur électricien : un ingénieur électricien se concentre sur le travail avec l'électromagnétisme, l'électricité et l'électronique

• Ingénieur validation conduite autonome (ADVE) : Ces ingénieurs testent et valident la plateforme informatique des véhicules autonomes

• Ingénieur système : il s'agit d'un ingénieur qui développe et entretient des systèmes fonctionnels (par exemple, des systèmes de communication sans fil de véhicule à véhicule, des systèmes de communication par satellite aérospatiaux, des systèmes d'informatique en nuage)

• Ingénieur des commandes et des entraînements : ce type d'ingénieur se concentre sur la maintenance du logiciel et du matériel pour les composants fonctionnels du système d'intelligence artificielle, tels que les actionneurs et les capteurs.

• Programmeur informatique : c'est quelqu'un qui écrit et teste le code de programmation informatique pour le fonctionnement des logiciels et du matériel

• Ingénieur système de capteurs : un ingénieur système de capteurs se concentre sur les aspects logiciels et matériels des systèmes de capteurs tels que les radars, les lidars et les caméras.

Devenir ingénieur en véhicules autonomes implique une étude interdisciplinaire dans les domaines du génie logiciel, des mathématiques et de la robotique.

De plus, la programmation informatique, les capteurs, la conception et la mécanique automobiles et le génie mécanique sont également requis.

C'est l'évolution de l'ingénierie, et c'est une perspective fascinante de voir quelles innovations viendront ensuite.

Dernières pensées

L'avenir est là, et un jour, lorsque nous monterons tous dans nos véhicules autonomes sans volant, nous nous demanderons comment les générations passées ont fait quoi que ce soit d'autre.

Nos véhicules à essence qui doivent être dirigés par des humains suivront la voie du cheval et de la calèche.

Les accidents cesseront d'exister car les futures voitures seront adaptées les unes aux autres et continueront d'en apprendre davantage chaque jour qui passe.

La technologie des véhicules électriques autonomes est plus accessible qu'on ne le pense. De plus, certaines entreprises s'efforcent de rendre cette technologie aussi abordable que possible.

La façon dont les véhicules électriques autonomes aideront notre environnement et la sécurité des conducteurs est remarquable.

Avez-vous des idées à ce sujet? Portez la discussion sur notre Twitter ou Facebook.

Recommandations des éditeurs :

• Les percées technologiques pourraient fournir la clé d'une conduite autonome sûre
• L'Apple Car serait entièrement autonome et pourrait sortir d'ici 2025
• Les accidents de Tesla Autopilot ont de grandes implications pour les voitures autonomes
• Véhicules autonomes et sécurité routière