ESPCI web site
Conception d’un système électromagnétique coopératif estimant la position latérale d’un véhicule sur sa voie pour une application d’aide à la conduite
Résumé
Ce travail porte sur l’étude et la validation du principe d’un système d’aide à la conduite dont le but est de détecter en temps réel la position latérale du véhicule sur la route, afin d’alerter son conducteur d’un début de perte de contrôle. L’approche décrite consiste à utiliser un système de communication électromagnétique fonctionnant en bande UHF et des transpondeurs passifs intégrés dans les bandes de signalisation latérales. Le système de communication embarqué dans le véhicule est en interaction avec les transpondeurs. Ces éléments sont facilement intégrables sur la chaussée et leurs coûts de production et d’installation sont raisonnables.
Chaque transpondeur contient une antenne demi-onde pour recevoir et retransmettre les ondes électromagnétiques, ainsi qu’un résonateur à onde acoustique de surface ayant un coefficient de qualité élevé à sa fréquence de résonance. Le système embarqué comprend des antennes d’émission et de réception ainsi qu’une chaine de transmission contenant une unité numérique d’acquisition des signaux basses fréquences. Un calculateur est chargé de déterminer à l’aide d’un algorithme d’optimisation la distance entre les transpondeurs et le véhicule en se basant sur les informations du temps de vol contenues dans le signal. Ce système offre une erreur sur la position latérale de l’ordre de ±2cm sur une plage de distance de 2m
Mots-clés : ADAS, Antennes planaires, Réflexion des ondes électromagnétiques, Radiofréquence, Résonateur SAW, Transpondeur, Traitement du signal, Optimisation.
Abstract
The aim of this work is to study and experimentally validate an advanced driver assistance system, whose goal is to detect in real time a vehicle lateral position in order to alert its driver to imminent run-off-road. The described approach is composed of an electromagnetic communication system operating in the UHF band, and passive transponders integrated in the lateral white strips. The on-board electromagnetic communication system is able to interact with the transponders, which are easily integrated in the road and are cheap to produce and install.
Each transponder consists of an half-wave antenna and a Surface Acoustic Wave resonator with a high quality factor at its resonance frequency. The on-board system is composed of emitting and receiving antennas and a transmission chain containing a digital acquisition unit for the low frequency signals. The distance between transponders and the vehicle is determined by a computer that uses an optimization algorithm and the time of flight informations included in the signal. The system evaluates the distance with an accuracy of ±2 cm, on a range of 2 m.
Keywords : ADAS, Planar antennas, Electromagnetic waves reflection, Radiofrequency,
SAW resonator, Transponder, Signal processing, Optimization.