à quoi servent les LiDAR et pourquoi vont-ils se démocratiser?

Vous avez peut-être déjà lu ou entendu parler du LiDAR, notably sur les dernières voitures électriques présentées. Cette technologie, encore rare dans nos voitures, devrait être de plus en plus présente d’ici les années à venir, et nous allons vous explicer de quoi il s’agit.

Le LiDAR d’une Nio ET7 (au milieu de l’image) // Source : Nio

The advent of the electric automobile has made the course of the autonome au second plan passer quelque peu. Les investissements des constructeurs se concentrent principalement sur le développement de batteries et de moteurs électriques performantes, notamente parce qu’en Europe (mais pas que), d’ici 2035, ces mêmes constructeurs ne podyant plus commercialiser de voitures thermiques neuves. Et d’ici les années qui suivront, ce sera également le cas partout ailleurs, même au sein des pays qui se montrent les plus récalcitrants aujourd’hui.

Si la voiture électrique tends à largement se démocratiser, c’est un peu moins le case de la voiture entiere autonome. Et pour diverses raisons. En effet, outre l’aspect technologique qui reste à parfaire, il ya d’autre facteurs qui entrent en compte, Let’s start with the infrastructure (connexion Car2X, villes connectées…), mais aussi les différences regulations qui régissent le développement de la voiture autonome.

Le législateur a convenu qu’il existait six niveaux d’autonomie pour un véhicule. Certain régions authorize l’utilisation de tel ou tel niveau, d’autres non, et d’autres à titre expérimental. À titre d’exemple, la conduite autonome de niveau 3 est autorisé en Europe depuis le 1er septembre dernier, mais ce n’est pas partout le cas. To discover more precisely the different levels of autonomy, don’t hesitate to take a look at our dedicated article, but also at our infographic published below.

Qu’est-ce qu’un LiDAR ?

Comme énoncé un peu plus haut, la technologie LiDAR n’est pas vraiment, voire même pas du tout démocratisée sur nos voitures. Par exemple, les rare voitures série à en être équipées are the Mercedes EQS with the Drive Pilot option, ou encore le premier SUV et la premier electric voiture de Lotus, l’Eletre. On peut aussi citer la Nio ET7 et le tout nouveau Volvo EX90.

But LiDAR is not new: we discovered it at CES de Las Vegas in 2016! The acronym LiDAR signifies « Light Detection And Ranging«. Il s’agit d’une méthode de calcul qui permet de determinaire The distance between the sensor and the target object. A LiDAR uses a laser beam for detection, analysis and tracking.

Le LiDAR de la Volvo EX90
Le LiDAR de la Volvo EX90

Dit autrement, il s’agit d’une sorte de gros composant électronique qui fait partie de la famille des captres. The sensor collects data on a physical parameter such as temperature, humidity, light, weight or distance.

Knowing the speed of the light, the LiDAR can precisely calculate the distance in relation to each object starting from the delay between the emission of the laser pulse and the return pulse. Each second, ce système prend ainsi des millions de points de mesure precise de la distance, à partir desquels on peut produire une matrix 3D de son environnement. Cette detailed cartographie peut renseigner la position, la form et le behavior des objets ou encore des personnes en mouvement.

How does LiDAR work?

The LiDAR sees everything, like a camera, but with its strength, it also helps the vehicle’s computer system à prévoir le behavior des objets et à adapt la conducte accordingly. Chose que les autres technologies presente aujourd’hui dans nos véhicules ne font pas.

Most of the time, a single radar provides constant measurements of distance and speed, but his return peut être un peu penalisé par la météotandis que la résolution est inférieure et peut difficilement cartographier les petits détails à longue distance.

Outre le radar, il ya aussi la caméra, une technology frequently used on our modern cars, but this cell depends beaucoup d’une powerful artificial intelligence et d’un logiciel connexe pour traduire les données captées en interpretations 3D. Les conditions environnementales et l’éclairage peuvent aussi nuire à la technologie de vision par caméra.

La solution s’appelle donc LiDAR, puisque This large box offers accurate 3D measurement data over short and long distances, even when the weather and lighting are difficult.. LiDAR can also be paired with other sensor data to produce the most faithful representation of static and mobile objects in the environment.

What are the main advantages of LiDAR for a car?

Encire plus que les radars et les cameras, le LiDAR It generates instantly an enormous amount of measurements and can be precise to a centimeter, that is qui requiert une enorme puissance de calcul au sein de la voiture pour gérard et treater toutes les données. Les données LiDAR peuvent être plus facilis à convertir en maps 3D servant à interpréter l’environnement que les images issues des caméra qui necessaire beaucoup de machine learning et d’intelligence artificielle.

The fact of using lasers and not cameras allows you not to be touched by variations in ambient light and works well in all low-light conditions. L’autre avantage, c’est aussi la rapidité de treatment des données. LiDAR data are direct measures of distance. N’ayant pas besoin d’être déchiffrées ou interpretées, elles permettent un fonctionnement rapide et réduisent le treatmentment necessaire.

Le LiDAR escamotable present sur le toit du nouveau Lotus Eletre

Les autres domaines d’application du LiDAR

LiDAR is not only used in the automobile domain, but on the contrary, certain sectors are in use for longer periods of time, for example in the airport domain. There are three types:

  • Atmosphérique: it uses UV rays thanks to which it can detect changes in high atmosphere (concentrations in nitrogen, oxygen…), and give information on the evolution of aerosols (poussières, volcanic clouds, forest fires…)
  • Topographique: it uses infrared rays thanks to which it can reproduce cartographies of different terrestrial environments (hydrological networks, forests, urban zones, littorals…)
  • Bathymetric: it uses an infrared ray in addition to a green ray to obtain data on seabeds, souvent sur les littoraux. The infrared ray detects the surface of the littoral and the water, while the green ray traverses the water mass to aller au contact du fund marin et ainsi determine the depth of the objects detected (a wreck, a reef…)

Nevertheless, this type of LiDAR remains extremely expensive. For terrestrial detection, two types of LiDAR are favored, less expensive and more effective for their domain of choice:

  • Mobile: this is the one used for the cars, the sensor is in motion and it is coupled to an inertial navigation system (as for the airport) in order to compensate the parasitic movements.
  • Fix: the sensor is mounted on a tripod, it is used for the analysis of buildings or natural areas, both in exterior and interior. Vous avez déjà sans doute croisé dans la rue un ingénieur avec ce type de technologie pour prendre des mesures notably.

But the future is another type of LiDAR: les solid-state ou LiDAR à l’état solide. Ils n’ont aucune pièce en mouvement, ce qui réduit leur taille et leur conception. Leur cost sera donc bien plus abordable. Pour le moment, les constructeurs implémentent des LiDAR hybrids, avec encore quelques pièces en mouvement.

The importance of LiDAR for future self-driving cars

Si les constructeurs sont globalement bien avance à ce sujet, malgré un léger recul dû à la marche forcée de l’électrique, c’est le législateur qui aura le dernier mot. There are still many parameters to take into account and the degree of autonomy of a vehicle does not depend only on itself, mais aussi de l’environnement qui l’entoure. Les villes d’ainsi être connectées pour fluidifier le trafic ou encore sender des informations aux véhicules autonomes pour signaler tel ou tel problem.

Nevertheless, LiDAR will obviously remain the “heart” of tomorrow’s self-driving car, and comme vous n’êtes surement pas sans le savoir, notably when you look at certain info-divertissement interfaces of certain constructors, les technologies numériques ne sont pas forcément leur domaine de prédilection.

Ainsi, certain constructors délèguent ces activités à des entreprises spécialisés dans les nouvelles technologies. This is the case, for example, of the Alliance Renault-Nissan-Mitsubishi that is associated with Waymo, an enterprise belonging to Google, not only for the technological aspect, but also for the evaluation of market opportunities and sur le travail conjoint afin d’apporter un cadre commercial, légal et régulatory à l’automobile autonome dans l’Hexagone et au Japon.

On the other hand, Tesla does not believe in LiDAR or radars. Elon Musk thinks that it is actually possible to propose an entirely autonomous vehicle only based on cameras. Afin de diminuer les costs et la complexity de sa mise en œuvre. L’avenir nous dire qui avait raison, entre les constructeurs qui misent sur les LiDAR, et ceux qui préfrent les caméras seules.

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