Développement de tests standardisés pour l’évaluation des lidars dans les véhicules autonomes

Vers des tests standardisés pour évaluer les lidars dans les véhicules autonomes

Carte et photographie de la zone de test de 200 mètres où les performances de différents lidars AV ont été évaluées. Crédit : Par les auteurs, Génie optique (2023). DOI : 10.1117/1.OE.62.3.031211

Aujourd’hui, les véhicules autonomes (VA) et les systèmes avancés d’aide à la conduite (ADAS) sont des pistes de recherche en plein essor visant à accroître la sécurité des véhicules et des routes. Les deux technologies minimisent l’erreur humaine en permettant aux voitures de « percevoir » leur environnement et d’agir en conséquence. Ceci est réalisé en utilisant la technologie de détection et de télémétrie de la lumière (lidar), l’un des composants les plus importants et les plus polyvalents des AV. Les lidars fournissent une carte tridimensionnelle de tous les objets autour du véhicule, quelles que soient les conditions d’éclairage extérieur. Cette carte, mise à jour des centaines de fois par seconde, permet d’estimer en temps réel la position du véhicule par rapport à son environnement.

Malgré leur rôle crucial à la fois dans les VA et les ADAS, les lidars manquent actuellement d’une mesure standardisée pour décrire leurs performances. En d’autres termes, il n’existe pas de protocole largement accepté pour comparer un lidar à un autre. Bien que l’on puisse sans doute comparer les lidars uniquement sur la base des spécifications de leurs fabricants, de telles comparaisons ne sont pas très utiles. En effet, les mesures de performance utilisées par les fabricants varient et sont généralement confidentielles. De plus, contrairement aux lidars utilisés pour les applications scientifiques, topographiques ou de défense, les lidars de qualité automobile sont optimisés en termes de fabrication, de coût et de taille. Cela est susceptible d’entraîner des variations marquées de performances qui seraient impossibles à quantifier sans tests standardisés.

Pour résoudre ce problème, le Dr Paul McManamon de Exciting Technology a formé un groupe national en collaboration avec SPIE pour résoudre le problème avec un effort de trois ans pour développer des tests et des normes de performance pour les lidars utilisés dans les AV et les ADAS. Les tests au cours de la première année ont été dirigés par le Dr Jeremy P. Bos, professeur agrégé à la Michigan Technological University (MTU), avec l’aide de son doctorat. étudiant, Zach Jeffries. Dans leur article publié récemment dans Ingénierie optiquel’équipe rapporte les résultats des tests de la première année et un bref aperçu du plan triennal plus large.

L’objectif de ces tests était d’évaluer la portée, l’exactitude et la précision de huit lidars de qualité automobile en utilisant un lidar de qualité topographique comme référence. Bos, Jeffries et l’équipe ont installé diverses cibles le long d’un chemin de 200 mètres dans un champ ouvert à Kissimmee, en Floride. Un aspect clé de ces cibles qui a permis aux tests de se démarquer des études précédentes était qu’il s’agissait de surfaces mates presque parfaites avec une réflectivité calibrée de 10 % sur un large spectre. Les chercheurs ont également mesuré la capacité des lidars à détecter la cible parmi des panneaux routiers hautement réfléchissants.

Vers des tests standardisés pour évaluer les lidars dans les véhicules autonomes

Des panneaux de signalisation réfléchissants ont été placés près des cibles pour mesurer la précision et la portée des lidars automobiles dans des conditions plus difficiles. Crédit : Par les auteurs, Ingénierie optique (2023). DOI : 10.1117/1.OE.62.3.031211

Les résultats des tests étaient, en général, conformes aux valeurs annoncées dans les fiches techniques du fabricant. Cependant, malgré l’enregistrement d’une précision moyenne de 2,9 cm sur tous les appareils testés, la distribution des valeurs mesurées n’était pas gaussienne. En termes simples, il y avait une probabilité non négligeable pour ces appareils de rapporter des valeurs très imprécises (erreur supérieure à 10 cm). En fait, dans certains cas, la distance mesurée déviait de la valeur réelle jusqu’à 20 cm.

Un autre résultat important était que les panneaux de signalisation réfléchissants nuisaient aux performances de détection des cibles des lidars. “Les performances de portée annoncées des lidars se rapportent à des conditions très spécifiques, et les performances se dégradent considérablement en présence d’un objet adjacent hautement réfléchissant”, a déclaré Bos.

Dans l’ensemble, la première série de tests a fourni des informations importantes sur les différences de performances entre les différents lidars, ce qui suggère que les métriques rapportées par leurs fabricants respectifs ne sont pas fiables. Pourtant, Bos souligne que ce n’est que le début. “Les tests de la première année étaient les plus simples d’entre eux. La deuxième année, nous dupliquerons ces tests pour les lidars caractérisés tout en introduisant une confusion résultant d’autres lidars automobiles venant de la direction opposée. De plus, nous mesurerons la sécurité oculaire du lidars », a déclaré Bos. “Enfin, au cours de la troisième année, nous inclurons les effets météorologiques comme point culminant de l’accumulation de complexité.”

Les efforts de l’équipe aideront les décideurs, les ingénieurs et les fabricants à prendre conscience de l’importance de la normalisation du lidar et, en fin de compte, à rendre nos routes plus sûres.

Plus d’information:
Zach Jeffries et al, Vers des tests de référence ouverts pour les lidars automobiles, année 1 : erreur de plage statique, exactitude et précision, Ingénierie optique (2023). DOI : 10.1117/1.OE.62.3.031211

Fourni par SPIE – Société internationale d’optique et de photonique

Citation: Développement de tests standardisés pour l’évaluation des lidars dans les véhicules autonomes (6 janvier 2023) récupéré le 6 janvier 2023 sur https://techxplore.com/news/2023-01-standardized-lidars-autonomous-vehicles.html

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