Éclairages intelligents BeamAtic®

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Description détaillée

Ces systèmes se rencontrent souvent avec des noms propres aux constructeurs qui utilisent ces équipements. On peut trouver par exemple chez Audi, l'appellation "Feux de route assistés" ou chez PSA de "Éclairage directionnel". Chaque système reprend tout ou partie des fonctions BeamAtic® proposé en option (entre 300 à 900 euros selon le niveau) ou de série.

Pour résumer, ils ont tous une caméra dédiée au traitement et à la prise de décisions. Les fonctions gérées dépendront du niveau d'équipement : plus on monte en gamme, plus les fonctions sont puissantes. Chaque niveau est capable de réaliser les fonctions du niveau précédent.

BeamAtic® :

Passage automatique feux de route/croisement en fonction de la luminosité et dès qu'un véhicule entre dans le champ de vision (fonction "Feux de route assistés").

Le faisceau de la caméra est théoriquement capable de détecter jusqu'à 600 mètres.

BeamAtic® Plus :

Ce niveau rajoute une fonction qu'Audi nomme "Portée variable des projecteurs". Il détecte les autres véhicules qui précèdent ou viennent en sens inverse et adapte la portée du faisceau de façon optimale.

Un occulteur dynamique vient adapter le faisceau de chaque optique indépendante. Le système "suit" donc les véhicules qui entrent dans son champ de vision.

BeamAtic® Premium :

Avec ce système, on peut rouler en « pleins phares » en permanence : c'est lui qui règle en continu la portée du faisceau entre feux de route et feux de croisement, à l'aide d'un occulteur qui recouvre la portion du cône de lumière qui pourrait gêner les autres usagers.

Le premier système, en 2010, était basé sur des blocs optiques Xénon (lampes à décharge), mais depuis 2012 on peut le trouver avec des blocs à LED.

En supplément, pour tous ces niveaux :

En plus de cette automatisation codes/phares, d'autres fonctions de type "éclairage intelligent" sont rendues possibles grâce au traitement numérique de la caméra et de son logiciel embarqué (parfois il existe un calculateur supplémentaire).

On peut trouver notamment

- « Autoroute », pour augmenter jusqu'à 140 m (voire 240 m) la portée du faisceau de lumière.
- « Météo », pour adapter l'éclairage au brouillard ou à la pluie, par exemple en augmentant la visibilité latérale.

Ou encore, le mode « Tourisme », pour les pays où le côté de circulation est différent (couplé à l'info GPS ou non).

On ne peut pas faire visuellement la différence entre un projecteur BeamAtic® et un autre classique.

Optique Q7:

Optique Phaeton (Beamatic® Premium):

BeamAtic® Premium LED :

Sur véhicules généralistes et premium à partir de 2014:

· «Multi Beam» reproduit le mouvement du faisceau du système original au xénon où l'ensemble du faisceau lumineux tourne autour du véhicule détecté pour former la zone d'ombre.
· «Sail Beam» forme un faisceau lumineux dont seule la partie supérieure, au dessus de la route, est mobile.
· «Dynamic Shadow» se compose d'un module fixe équipé d'un cache interne mobile. Il positionne une zone d'ombre dynamique dans le faisceau qui reste toujours centré sur la route.

Sur véhicules à partir de 2016:

· «Matrix Beam» forme un faisceau lumineux par juxtaposition de quelques dizaines de pixels lumineux qui s'allument et s'éteignent indépendamment, au fil des détections de véhicules environnants.

La caméra avant est la clé de cette technologie, et peut être exploitée pour d'autres applications, comme les systèmes d'identification de la signalisation et de surveillance de trajectoire latérale.

Les systèmes BeamAtic® sont équipés d'une fonction de correction prédictive, qui assure que les phares éclairent toujours la route et n'éblouissent pas le conducteur en face, même au passage du sommet d'une colline ou dans les pentes (adaptation au profil de la route).

De manière générale, le système BeamAtic® (basique) n'allume les feux de route que lorsque toutes les conditions suivantes sont remplies :

• la caméra des feux de route assistés signale que la luminosité environnante est inférieure à un seuil paramétré
et
• les feux de croisement ont déjà été allumés sur demande du détecteur de pluie et de luminosité
et
• la vitesse du véhicule est supérieure à 60 km/h
et
• il n'est détecté ni véhicule ni moto roulant devant le véhicule
et
• aucune localité n'est détectée.

De même, le système va désactiver ces feux de route (s'il les a lui-même allumés) aux conditions suivantes :

• un véhicule ou une moto arrivant en face est détecté
ou
• un véhicule ou une moto roulant devant est détecté
ou
• une localité suffisamment éclairée est détectée
ou
• la vitesse du véhicule chute en dessous de 30 km/h
ou
• l'assistant de feux de route détecte du brouillard de façon univoque.

Pour avoir un exemple concret, sur l'Audi Q7 (2010), on trouve quatre modes d'éclairage :

- Mode « Autoroute » qui se déclenche à partir de 115 km/h et qui permet de doubler la distance de visibilité (140 m au moins au lieu de 80 m) par rapport à un éclairage Xénon classique.

- Mode « Temps pluvieux » qui évite l'effet miroir de la pluie.

- Mode « Ville » (sous les 30 km/h) qui réduit la distance d'éclairage et favorise la largeur du faisceau.

- Mode « Tourisme » qui adapte l'éclairage dans les pays où le côté de circulation est différent. (variante : où la circulation est à gauche)

Pour finir, voici les types d'adaptations possibles du faisceau d'éclairage avec BeamAtic® Premium :

Exemple des technologies embarquées sur A8 2010 :

source VAG

Le calculateur caméra a été placé le plus haut possible sur le pare-brise, c'est-à-dire au-dessus du pied du rétroviseur intérieur.

Le calculateur caméra remplace l'ancien calculateur d'assistant de maintien de voie.

Il assure les fonctions :

-      de l'assistant de maintien de voie,
-      de portée variable des projecteurs.

Par ailleurs, ce calculateur met à disposition du calculateur de traitement d'images les images fournies par sa caméra pour leur traitement. Ce calculateur ne sera monté, en début de commercialisation de l'Audi A8 2010, que si le véhicule dispose de l'option ACC Stop & Go.

Caractéristiques de la caméra :

• La résolution de la caméra s'élève à 1024 x 512 pixels (par rapport aux 640 x 480 pixels de la caméra intégrée du système de maintien de voie).
• Elle peut enregistrer, en plus des valeurs en noir et blanc comme jusqu'à présent, des informations de couleur rouge.
• L'angle d'ouverture horizontal a été porté à 42 degrés.

Réalisation de la fonction sur le véhicule

La situation routière momentanée est saisie par la caméra intégrée au calculateur et évaluée par l'unité de calcul interne.

Le logiciel de traitement d'images recherche les sources de lumière dans l'image de la caméra. Le logiciel du calculateur classifie les sources de lumière comme suit :

. Projecteurs avant.
. Feux de recul.
. Éclairage de la route.
. Autres sources de lumière sans incidence pour la fonction.

Si les sources de lumière peuvent être affectées sans équivoque à un véhicule, grâce au programme interne et selon une cartographie d'analyse, le système déterminera la position du véhicule détecté dans l'image fournie par la caméra et estimera son éloignement par rapport au véhicule équipé. Ces deux valeurs sont alors transmises via le bus CAN Extended au calculateur de feux directionnels et de réglage du site des projecteurs.

À partir des deux grandeurs d'entrée, la position et l'éloignement par rapport au véhicule détecté, le système peut calculer les positions nécessaires du réglage de site.

Soit le synoptique suivant :


source VAG

Pour régler le site des projecteurs, un tambour a été monté dans les deux projecteurs. Ce tambour est muni d'un profil bien spécifique qui engendre l'éclairage souhaité de la chaussée lorsque le tambour tourne, entraîné par un moteur (DC) de réglage. C'est de cette manière que l'on règle la portée des projecteurs avant.

Les positions que le tambour doit atteindre sont transmises aux deux projecteurs via le bus CAN Private. Les électroniques intégrées aux projecteurs pilotent selon les instructions du calculateur de feux directionnels leurs moteurs de réglage pour que la chaussée soit éclairée de façon optimale conformément à la situation momentanée de la circulation.

Vue du bloc optique :

Précision pour la détection de localité :

Une localité est considérée comme détectée si, dans l'image fournie par la caméra, au moins deux éclairages de la route différents sont identifiés. Le système peut alors faire la distinction sans équivoque de l'éclairage de la route par rapport à d'autres sources de lumière.
Activation du système selon les conditions suivantes:

Calculateur de traitement d'images.

source VAG

Monté uniquement si le véhicule est équipé de « l'Adaptive cruise control Stop & Go."

Portée variable des projecteurs avec soutien de la navigation:

Petit résumé :

Les calculateurs disposent, entre autres, des données de navigation suivantes :

. Type de route empruntée (route nationale, autoroute, etc.).
. Vitesse autorisée sur cette section de route.
. Nombre de voies de circulation.
. Virages à venir avec géométrie correspondante du virage.
. Croisements imminents.
. Position actuelle à l'intérieur d'une agglomération ou hors agglomération.
. Pays dans lequel le véhicule se trouve actuellement.
. Type de conduite (à droite ou à gauche).

Les calculateurs disposent, grâce à ces données de navigation, d'informations exactes sur la section de trajet. C'est pour cette raison que ces données sont dénommées "données préventives ou prédictives du trajet".

Ces informations sont, entre autres, utilisées pour un pilotage optimisé des projecteurs avant. Cela permet d'obtenir une répartition améliorée de l'éclairage des projecteurs au Xénon en adéquation avec la situation routière momentanée.

Il est ainsi possible de régler, même sur une route dans une agglomération, une autre répartition de la lumière que, par exemple, lors d'un trajet sur route nationale. Même des trajets sur routes avec voies de circulation séparées par une construction permettent d'avoir plus de degrés de liberté pour l'éclairage de la chaussée que dans le cas de trajets effectués sur route, hors agglomération, avec circulation constante en sens inverse.

Exemple d'architecture électrique pour un système complet :

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Méthodes et pratiques

Pour le réglage des blocs optiques à l'aide d'un régloscope ou réglophares:

•  "Ajustement" pour déterminer l'inclinaison du projecteur, l'éblouissement ou encore le déplacement latéral et l'intensité lumineuse et réaliser la correction éventuelle en même temps.
• "Contrôle", certains équipements permettent de lancer une procédure référencée dans l'outil, via la manipulation de l'opérateur, pour imprimer un ticket de diagnostic.

Mise à jour des données lors d'évolution des fonctions via l'outil de diagnostic.

Diagnostic-Remplacement suite à un dysfonctionnement.

Pour déposer le bloc optique, il faut souvent, selon les véhicules, déposer certains éléments de carrosserie.

Lors de la dépose-repose de la caméra, il faut s'assurer de la propreté du pare-brise et de la caméra. Et sur les systèmes les plus évolués, il faut finaliser la procédure par un apprentissage suite à un remplacement du pare-brise.

Certaines procédures imposent un test routier pour finaliser l'apprentissage de la caméra.

Certains systèmes imposent de mettre la caméra dans un sac isolant une fois déposée et de remplacer le joint silicone si le pare-brise est remplacé.

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Impact sur les compétences en atelier

Les techniciens être en mesure de:

• Tester un système d'éclairage
• Utiliser les outils de calibration spécifiques
• Tester un système multimédia
• Tester des caméras
• Tester des commandes au volant
• Effectuer des mises à jour des données lors d'évolution des fonctions
• Connaître le principe des caméras numériques et des interfaces IHM

Les non techniciens doivent:

• Être en mesure d'identifier et intervenir sur les systèmes multimédia pour réaliser le remplacement ou la dépose-repose des caméras ou des éléments englobant des caméras (comme des rétroviseurs ou des parebrises).
• Exploiter et utiliser des équipements de tests et de calibration des caméras
• Réaliser la dépose-pose des blocs optiques
• Réaliser les réglages des blocs optiques à l'aide des régloscopes ou réglophares

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Exemple d’outillage approprié

Outil de diagnostic

Réglophares ou régloscope aligné avec le plan du véhicule par un laser de positionnement

Dispositif d'ajustage (exemple VAS 6430 de chez VAG)