Greenerwave et Plastic Omnium transforment les panneaux de carrosserie en radars d'imagerie 4D pour doter les voitures autonomes de supervision.

Les radars 4D de Greenerwave ont une résolution proche de celle d'un Lidar (0,1° en azimut).

Classification des objets, résolution inférieure à un demi-degré sur de grands champs de vision, capacité de perception simultanée à longue et courte distance, robustesse, le radar d'imagerie 4D permet de transformer les pièces de carrosserie en surfaces dotées de capacités d'imagerie proches de celles de Lidar, sans leurs inconvénients et à coût maitrisé.

Outre les caméras et les capteurs ultrasons, les radars sont des éléments clés pour la conduite autonome.

Le radar a été inventé au début du 20ème siècle pour détecter des bateaux dans la brume. Il a été pensé à l'origine pour voir dans des conditions difficiles.

Mais face à leurs limitations (résolution trop faible pour classifier les objets dans des environnements complexes), les constructeurs automobiles et équipementiers se sont tournés vers deux autres technologies : les Lidars et les radars d'imagerie 4D.

Le radar imageur 4D comble les lacunes des capteurs existants.

Il existe aujourd'hui 4 principaux types de capteurs pour l'aide à la conduite.

LE RADAR

Très robuste, il est peu sensible aux conditions extérieures (pluie, neige, brouillard, etc) et à la luminosité. Il est capable de détecter la présence d'objets dans l'environnement du véhicule et de mesurer leur vitesse.Sa faible résolution lui fait « voir l'environnement de façon très pixélisée », le rendant peu performant pour faire de l'imagerie, c'est-à-dire classifier la nature des objets présents (voitures, piétons, cyclistes, motos, animaux…).

LA CAMÉRA

Très précise, elle présente la meilleure résolution de tous les capteurs d'aide à la conduite mais est très sensible aux conditions extérieures (pluie, brouillard, luminosité, etc). Les caméras offrent des fonctionnalités uniques telles que la reconnaissance des couleurs et des signes, obligatoires pour certaines fonctions d'aides à la conduite (ex : reconnaissance des panneaux de signalisation).

LES CAPTEURS ULTRASONS

Ils sont utilisés pour la détection d'obstacles dans l'environnement proche du véhicule, essentiellement pour des fonctions d'assistance au stationnement.

LE LIDAR

Il permet la réalisation d'images assez précises de l'environnement du véhicule grâce à sa bonne résolution mais reste assez sensible aux conditions météorologiques. Son coût est élevé et il est complexe à intégrer dans les panneaux de carrosserie.

Les atouts du radar 4D de Greenerwave :

Une résolution proche de celle d'un Lidar (0,1° en azimut)
Classification des objets (il sait classifier les objets pour construire des images d'environnements complexes)
Vision de près et de loin (multimode)
Insensible aux conditions météo (ses capacités d'imagerie ne sont pas altérées par les conditions extérieures: météo, luminosité, etc)
Peu coûteux
Peu énergivore (consommation de puissance inférieure à 15W pour la version à 6 antennes)
Robuste (peut fonctionner en mode dégradé avec ses autres antennes si une de ses antennes est indisponible ou cassée évitant ainsi de perdre toute la fonction d‘imagerie de l'environnement)
Facile à intégrer d'un point de vue électronique (simplification dans l'architecture électronique du constructeur)
Simple à intégrer d'un point de vue mécanique 5 la séparation du chipset radar des antennes offre une grande flexibilité d'intégration mécanique de l'ensemble)
Diminue les coûts de réparation (la séparation du chipset radar des antennes permet de remplacer uniquement l'antenne endommagée en cas de choc)

La rupture technologique apportée par Greenerwave est le fruit de 15 années de recherches académiques sur les ondes électromagnétiques et de 3 années de conception sur mesure pour les applications d'imagerie radar 4D.

Le radar imageur 4D s'appuie sur l'expertise de Greenerwave en matière de conception de surfaces intelligentes (métasurfaces) et d'algorithmes d'imagerie pour contrôler numériquement les ondes électromagnétiques.

Plastic Omnium, de son côté, apporte son savoir-faire en matière d'intégration du radar d'imagerie 4D dans des pièces de carrosserie plastique. Plastic Omnium sait rendre une carrosserie plastique « transparente » aux ondes électromagnétiques émises et reçues par le radar via l'optimisation des différentes couches de matière et de peinture.

Pour Geoffroy Lerosey, cofondateur et Président de Greenerwave : « Nous sommes ravis de la confiance accordée par Plastic Omnium. Ce partenariat vient valider notre technologie unique de contrôle des ondes millimétrique. Compatible avec les marchés de masse, elle est en effet idéale pour fonctionnaliser les grandes surfaces offertes par les pièces produites chez Plastic Omnium afin de réaliser les radars imageurs les plus performants du marché ».

La technologie repose sur le contrôle des ondes électromagnétiques à base de miroirs intelligents reconfigurables.

La technologie utilise des éléments d'électronique matérielle simples et peu coûteux associés à des algorithmes de contrôle et d'imagerie.

Le radar 4D de Greenerwave utilise des techniques d'imagerie et de traitement du signal radar empruntées aux mondes de l'imagerie médicale et de l'optique. Transposées aux ondes millimétriques, elles permettent d'obtenir des nuages de points denses pour reconstruire des images précises de l'environnement avec une puissance de calcul optimisée.

La technologie permet de remplacer plusieurs radars présents, par exemple sur le pare-chocs avant d'un véhicule, (ex : un radar central et 2 radars de coin) par un seul radar imageur 4D présentant de meilleures performances d'imagerie, afin d'améliorer des fonctions d'aide à la conduite en milieu urbain complexe (détection de vélos, de piétons, de trottinettes, etc.).

A la clé pour les constructeurs, une simplification dans l'architecture électronique du véhicule et une réduction des coûts et de la consommation énergétique pour le développement des fonctions d'aide à la conduite.

Selon Mathieu Bancelin, Directeur des Technologies de Plastic Omnium Intelligent Exterior System : « Avec la technologie développée par Greenerwave, nous rentrons dans l'ère de la fonctionnalisation des pièces de carrosserie extérieure pour proposer aux constructeurs automobiles des radars de hautes performances à coût compétitif pour les fonctions d'aide à la conduite ».

Le radar imageur 4D est formé d'un composant radar standard (appelé chipset en anglais) relié à plusieurs antennes distribuées sur les panneaux de carrosserie. Ce radar standard crée une onde qui est guidée jusqu'aux antennes. Celles-ci, soit émettrices soit réceptrices, agissent comme des miroirs intelligents (dans le domaine électromagnétique) capables de réfléchir les ondes dans la direction souhaitée.

Les ondes réfléchies par ces miroirs intelligents se propagent devant le véhicule et sont réfléchies par les objets environnant sous forme d'échos. Les antennes réceptrices captent ces échos : un traitement algorithmique approprié permet alors de reconstituer l'environnement du véhicule et de classifier les différents objets qui s'y trouvent.

Dans un radar traditionnel, les antennes (mesurant quelques centimètres) sont très proches du chipset radar. Il en résulte une faible ouverture et in-fine une faible résolution. L'originalité du radar de Greenerwave réside dans le fait de séparer physiquement le chipset des antennes de grandes tailles fixées sur le pare-chocs.

L'ouverture et la résolution du radar sont augmentées. La surface de réception des échos radar (qui sont reçus sur toute la surface du pare-chocs au lieu d'être reçus sur la faible surface d'un radar traditionnel) est augmentée, assurant la captation d'une plus grande richesse d'informations sur l'environnement du véhicule.

Cette approche de la conception du radar, combinées aux grandes surfaces de panneaux de carrosserie plastique transparents aux ondes électromagnétiques, permet de proposer aux constructeurs automobiles des radars capables de hautes résolutions (inférieures à 0,5°) sur des champs de vision larges (supérieure à 180°) tout en étant robustes et fiables quelles que soient les conditions externes rencontrées (météo, luminosité, casse d'une antenne dues à un choc, déformations du pare-chocs…).

Le radar d'imagerie 4D permettra de doter toutes les pièces de carrosserie de capacités d'imagerie 4D avec des performances proches de celles du Lidar, mais sans leurs inconvénients.

Plastic Omnium et Greenerwave visent un démarrage de la production des premiers exemplaires du radar imageur 4D en 2026 pour des constructeurs automobiles premiums.