Les aides au stationnement

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Description détaillée

Ces systèmes permettent d'assister le conducteur lors de manœuvres de stationnement. Voici l'évolution de la complexité des systèmes existants:

1. Système avec seulement des radars de recul à l'arrière du véhicule et à l'avant suivant les constructeurs, couplés à un bippeur.
2. Système ayant en plus des radars, une caméra de recul à l'arrière du véhicule couplée à un écran
3. Système intelligent permettant d'apprécier si la distance est suffisante pour garer le véhicule en créneau
4. Système de stationnement automatique
5. Stationnement connecté

Une évolution à venir est la mise en relation des systèmes embarqués dans les véhicules ou installé dans les parkings pour une utilisation "communautaire" afin de rendre le stationnement encore plus fluide, on peut le nommer le "stationnement connecté".

On estime qu'un tiers du trafic routier urbain est dû à des automobilistes en recherche de stationnement, parfois en roulant jusqu'à 4,5 km en moyenne avant de trouver une place.

Les parkings connectés sont progressivement mis en œuvre dans les zones urbaines, péri-urbaines et rurales. Bosch, notamment, développe une solution allant de la recherche d'emplacement disponible jusqu'à la manœuvre de stationnement : « la gestion de place de parking active ».

Basé sur une application dans un smartphone, celle-ci délivre au conducteur : un tri par tarif, taille de la place, équipements spéciaux disponibles (borne de recharge, etc.). Une fois la sélection effectuée, la navigation le conduit à l'emplacement choisit. Des services additionnels de paiement ou d'abonnement à distances peuvent être effectués.

Ce système peut être basé sur une place de parking « connectée » via un ensemble de capteurs physique, ou un système de gestion « parking communautaire connecté » en utilisant les détections des véhicules d'utilisateurs et leurs systèmes embarqués de détection de place disponibles (de manière transparente pour le conducteur qui n'est pas nécessairement en train de se garer ou de chercher une place), ou un mixte entre ces deux types de systèmes. Le « cloud » et les systèmes de gestion sont le lien entre tout cela.



1- Système avec radars-capteur ultrason et bippeurs :
Le véhicule est équipé de capteurs ultrason sur le pare-chocs arrière et sur le pare-chocs avant suivant les modèles. Ces derniers informent le calculateur d'aide au stationnement des distances qui séparent le véhicule des éventuels obstacles. Le calculateur commande ensuite un bruiteur émettant des « bips » sonores de plus en plus rapides lorsque le véhicule se rapproche d'un obstacle.


Les capteurs ultrason :

Leur plage de détection s'étend de 30 à 150 cm en avant et en arrière du véhicule. Ils utilisent les principes de propagation des ondes dans l'air qui sont réfléchies lorsqu'elles rencontrent un obstacle. Pour cela, les capteurs émettent des impulsions ultrasonores d'une fréquence de 40 kHz et enregistrent le temps que mettent les ondes acoustiques réfléchies par les obstacles à revenir. Il en sera ainsi déduit une distance suivant le temps entre l'émission et la réception du signal.

Ce capteur se compose :

• d'un convertisseur à ultrason (pastille piézocéramique collée sur une membrane en aluminium)

• d'un circuit imprimé supportant l'électronique d'émission et de réception du signal

• d'une connexion électrique de 2 ou 3 fils suivant les équipementiers

Dans un premier temps, le capteur reçoit du calculateur une impulsion numérique. Le circuit électronique excite alors la membrane d'aluminium par des impulsions pour générer des vibrations ; des ondes ultrason sont alors émises. Lorsque ces dernières sont réfléchies par un obstacle, elles font vibrer à leur tour la membrane qui génère alors un signal électrique analogique. L'électronique du capteur le convertit en un signal numérique qui sera ensuite analysé par le calculateur.


2- Système avec radars et caméra de recul à l'arrière du véhicule :
Une caméra est implantée à l'arrière du véhicule permettant ainsi de visualiser les obstacles sur un écran vidéo. L'écran peut avoir des zones définies pour aider le conducteur dans sa manoeuvre.

Exemple avec un système VAG avec caméra :

La nouvelle Audi A5 peut être équipée en option d'un système de rétrocaméra. Ce dernier, répondant à la désignation « Audi Parking System Advanced » peut être commandé en combinaison avec le système d'aide au stationnement à huit canaux à signalisation acoustique et affichage optique. Dans le cas du système « Audi Parking System Advanced », la MMI est utilisée pour l'affichage de la vue de la rétrocaméra.

La hauteur de la rétrocaméra au-dessus du sol est maintenant entrée directement via un canal d'adaptation. Elle est nécessaire lors du calibrage de la rétrocaméra.

En mode de « stationnement longitudinal », 2 zones bleues et 2 lignes bleues étaient jusqu'à présent projetées dans la vue de la rétrocaméra. Une zone bleu foncé et une ligne bleu foncé étaient affichées pour un créneau en marche arrière à droite, la zone bleu clair et la ligne bleu clair assistaient le conducteur lors d'un créneau en marche arrière à gauche. C'est ce qui est représenté sur la vue de la rétrocaméra de la figure ci-dessous.

Source VAG


Sur l'Audi A5 (à partir de 2007), il y a maintenant dans cette fonction, en mode de "stationnement longitudinal", suppression de la zone et de la ligne qui ne sont pas nécessaires. Cela se produit à compter du moment où le clignotant est mis. Avant, les deux zones et les deux lignes sont visibles. Lorsque l'on met le clignotant droit, la zone bleu clair et la ligne bleu clair ne s'affichent plus. La zone et la ligne restent masquées lorsque le clignotant revient en position initiale. Ce n'est que lorsque l'on actionne le clignotant du côté opposé que la zone bleu clair et la ligne bleu clair réapparaissent.

Lorsque le véhicule roulant en marche arrière s'approche d'un obstacle, une représentation graphique est projetée en surimpression dans la vue de la rétrocaméra par l'OPS (Optical Parking System), à partir d'une distance définie par rapport à l'obstacle. L'obstacle est ici détecté par les capteurs à ultrasons de l'aide au stationnement.



3- Système intelligent permettant d'apprécier si la distance est suffisante pour garer  le véhicule en créneau :
Le système évalue l'espace nécessaire au créneau lorsque le clignotant est activé du côté désiré. Pour cela, le véhicule est équipé de capteurs positionnés à l'avant et à l'arrière du véhicule. La vitesse du véhicule doit être relativement faible (jusqu'à 30 Km/h) afin que le système soit opérationnel.

Le conducteur est ainsi informé sur un écran multifonctions de la faisabilité ou non de son créneau.



4- Système de stationnement automatique :
Lors de parcage en créneau, ce système intervient sur la direction afin de braquer les roues dans les différentes directions souhaitées. Suivant les véhicules on peut trouver 2 modes de fonctionnement :

• Le conducteur gère l'embrayage, le levier de vitesses, l'accélérateur et les freins suivant les indications affichées au tableau de bord. Le volant tourne automatiquement sans aucune intervention du conducteur  (Volkswagen Touran 2007)

• Le véhicule se gare automatiquement sans aucune intervention du conducteur. Ce dernier peut contrôler les freins si nécessaire. Le volant tourne automatiquement sans aucune intervention du conducteur (Toyota Prius 2 équipée du système IPA : Intelligent Parking Assist)

La crémaillère de direction :


Les systèmes de type "stationnement automatique" nécessitent l'utilisation d'un moteur électrique sur la colonne de direction afin de manœuvrer le volant.
 

Voici un exemple des technologies possibles sur la nouvelle Audi A5 (disponible depuis 2007):

Trois systèmes d'aide au stationnement sont proposés sur la nouvelle Audi A5 :
• Le système à 4 canaux avec alerte acoustique (aide au stationnement arrière)
➔ Audi Parking System

• Le système à 8 canaux avec alerte acoustique et affichage optique (aide au stationnement avant et arrière)
➔ Audi Parking System Plus

• Le système à 8 canaux avec alerte acoustique et affichage optique, agrémenté d'une rétrocaméra
➔ Audi Parking System Advanced

Ce graphique présente la structure de communication d'une aide au stationnement à 8 canaux sur une Audi A5 sans MMI (Man Machine Interface, interface d'utilisation pour l'utilisateur).

Source VAG

En vue du fonctionnement correct de l'aide au stationnement, le calculateur d'assistant aux manoeuvres de stationnement échange les informations suivantes avec les calculateurs ci-dessous :

Calculateur d'ABS :
– Vitesse momentanée du véhicule

Calculateur de frein de stationnement électromécanique :
– État actuel du frein de stationnement (ouvert ou fermé)

Calculateur de boîte automatique :
– Position momentanée du levier sélecteur

Autoradio :
– Volume sonore réglé du signal sonore d'avertissement, fréquence du signal sonore d'avertissement et affichage ou non d'une vue de rétrocaméra ou d'un affichage graphique de l'aide au stationnement
– Informations requises pour un affichage graphique

Calculateur central de système confort :
- Numéro de la clé du véhicule momentanée et bit de la borne 15

Calculateur de réseau de bord :
- Bit « feu de recul allumé ou éteint »

Détails de fonctionnement:

- Le calculateur n'est plus alimenté que par la borne 15. L'alimentation supplémentaire par la borne 30 est supprimée. Pour cette raison, son post-fonctionnement après arrêt du moteur n'est plus possible.

- Lors de l'activation de l'aide au stationnement (par engagement de la marche arrière ou actionnement de la touche d'aide au stationnement), le volume sonore de l'autoradio est réduit à un volume réglable. Après désactivation de l'aide au stationnement, le volume sonore précédemment réglé est restitué. Cette fonction n'équipe pour l'instant que l'autoradio de la troisième génération.

- Dans le cas d'un frein de parking fermé, l'aide au stationnement est mise en sourdine. Cette fonction n'est proposée que dans le cas d'une aide au stationnement avant et arrière et n'est pas disponible avec l'aide au stationnement arrière uniquement.




5- Stationnement connecté:
5.1- Application via un parking connecté:

La gestion de parking connecté peut être réalisée en se basant sur l'architecture suivante : (Bosch et Valéo réalisent ce type d'installation)

Un capteur au centre de la place, une connexion vers un serveur central (sur le cloud) puis une interface vers les applications des utilisateurs. Le capteur détecte l'état de la place, Le serveur central ou « data center » contient les « méta données » (tailles, tarifs, fonctions, équipements, etc.) et génère les cartes interactives en temps réel des parkings pour les applications d'utilisateurs.

Les applications peuvent être interfacées dans le système multimédia du véhicule de l'utilisateur ou uniquement dans le smartphone selon le niveau d'équipement et le type de véhicule.

Les propriétaires ou gestionnaires de parking disposent également d'une interface de gestion via ce système. Ils peuvent en temps réel avoir des états, des statistiques, etc.

Par exemple, dans le cadre des accords sur les ITS (transports intelligents), la ville de Hambourg avec les constructeurs Audi, VW et Porsche, vont tester ce type de parking autonome à partir de 2019. Le véhicule sera déposé à l'entrée et il trouvera seul sa place pour revenir à l'entrée via une demande sur smartphone du conducteur.

Par ailleurs, Bosch et Daimler propose ce service, dit "voiturier autonome" (niveau 4, conduite sans conducteur dans une zone géographique isolée) au sein du musée Mercedes-Benz de Stuttgart. Accessible depuis une application mobile et une infrastructure de stationnement équipée des capteurs Bosch disséminés au sein des emplacements. Les autorités de Stuttgart et du land de Bade-Wurtemberg ont validé cette démonstration.

Sous le pilotage de Valéo et des parkings INDIGO, dans la ville de Paris, à partir de 2020, un véhicule prototype puis 12 à 15 véhicules électriques en autopartage se gareront automatiquement au sein d'un parking INDIGO équipé pour l'occasion de capteurs adaptés.

5.2- Application via les véhicules:

La gestion du système « parking communautaire connecté » repose lui sur une communication « véhicule vers cloud ».

Le système de détection du véhicule doit être fonctionnel et son système de communication vers l'infrastructure également (capteurs ultrasons, park4U, ou tout autre système similaire ainsi que la partie 3, 4 ou 5G ou V2X).

Il détecte les emplacements tout au long du trajet (en tenant compte des limitations de chacun de ces systèmes). Le véhicule transmet les informations (taille et localisation) à l'application de gestion (sur le cloud) qui les met en forme (vérifie avec d'autres données d'utilisateurs, gère le temps réel, les prédictions, etc.) et les met à disposition des utilisateurs.

L'intelligence artificielle intégrée dans l'interface de gestion doit apprendre pour donner des prédictions les plus à jour possible (les places de parking libres à un moment peuvent rapidement devenir occupées). Pour que ce système soit efficace il faut que la communauté d'utilisateurs soit importante.

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Méthodes et pratiques

Systèmes embarqués sur le véhicule:
Tous les intervenants doivent:

• Veiller à la propreté des capteurs ultrason (parfois nommé radar).
• Ils doivent mettre en place correctement les capteurs, pour ne pas être pincés ou obstrués.
• Ne doivent pas utiliser de nettoyeur haute pression pour le nettoyage aux abords de ces éléments.
• Les peintres doivent respecter les consignes constructeurs pour vérifier si le type de capteur ultrason monté peut ou pas être peints.

Pour les techniciens:

• Ils doivent maîtriser les tests via l'outil de diagnostic pour déclencher des tests actionneurs des capteurs et vérifier de manière sensorielle (avec une pièce de monnaie ou un gobelet plastique pour amplifier ou ressentir les vibrations de pilotage) le bon fonctionnement des capteurs.
• Coder le côté de recherche de place par défaut selon le pays concerné.

Il n'y a pas d'apprentissage ou de calibration requis lors de la dépose-repose.


Systèmes équipant les garages-parking instrumentés:


Pour information, les systèmes de capteurs pour la gestion des parkings connectés des systèmes Bosch, reposant sur un ensemble de capteurs et de passerelle de gestion, sont basés sur des composants à faible consommation d'énergie et sans entretien.

Le capteur est donné pour une durée de vie de 7 ans. Via l'interface de gestion de la passerelle, le gestionnaire peut voir l'état du capteur et de la batterie. De plus, le système de détection de la place de parking est doublé dans le capteur. Il repose sur deux types de détection différents et permet ainsi d'améliorer la détection et la durée de vie du système. Le capteur communique avec la passerelle de gestion via un réseau type WIFI crypté dans un rayon de 1km².

Les mises à jour des applications, passerelles et capteurs sont réalisés à distance également.

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Impact sur les compétences en atelier

Les intervenants doivent:

• Être en mesure de câbler le système si les éléments sont déposés
• Identifier les types de capteurs selon la disposition et le niveau d'équipement
• Respecter les consignes pour les peintres qui seraient amenés à peindre autour ou sur ces éléments.

Les techniciens doivent:

• Être en mesure de réaliser des diagnostics du système
• Être capable de réaliser le remplacement des capteurs (parfois appelé radar) ultrason

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Exemple d’outillage approprié

Outil de diagnostic.