jeudi 3 juin 2021

Véhicule "autonome" : les niveaux d'autonomie

Les systèmes d'assistance à la conduite [1] ou d'automatisaton de la conduite [2] (la nuance n'est pas fondamentale pour l'instant) sont classés par niveau d'autonomie, allant du niveau 0 au niveau 5. Ce classement a initialement été établi par la SAE [3], à l'origine du standard J3016 accompagné d'une représentation visuelle évoluant régulièrement.
On trouve quantité d'articles sur le sujet, mais je vais essayer de résumer ça de façon simple, repoussant autant que possible les acronymes en notes de bas de page.

Niveau 0 : seul le conducteur peut actionner la direction, l'accélération et le freinage. Il peut en revanche y avoir des assistances passives à la conduite, par exemple via des avertissements lumineux ou sonores.

Niveau 1 : le véhicule peut prendre en charge direction OU accélération/freinage dans un certain domaine de fonctionnement [4], mais le conducteur humain reste responsable et doit conserver en permanence le contrôle du véhicule. C'est le cas d'un régulateur de vitesse adaptatif, par exemple, à même de moduler la vitesse sur autoroute, ou d'un système de freinage automatique d'urgence [5]

Niveau 2 : le véhicule peut prendre en charge direction ET accélération/freinage dans un certain domaine de fonctionnement, mais le conducteur humain reste responsable et doit conserver en permanence le contrôle du véhicule. C'est par exemple le cas d'un véhicule couplant régulateur de vitesse adaptatif et système de maintien dans la voie [6]. Entrent dans cette catégorie les systèmes Autopilot de Tesla, Super Cruise de General Motors, ProPilot de Nissan, etc ...

Niveau 3 : le véhicule peut prendre en charge direction ET accélération/freinage dans un certain domaine de fonctionnement, et le conducteur humain n'est plus responsable mais il doit être en mesure de reprendre le contrôle lorsque le véhicule le lui "demande". Honda est le premier constructeur à avoir obtenu une telle certification (seulement au Japon pour le moment), et vend depuis mars 2021 des Honda Legend (en nombre très limité, une centaine d'exemplaires, et à un prix conséquent). Concrètement, il est donc possible (et autorisé !) de lâcher le volant et de regarder des films (mais apparemment seulement dans les embouteillages).

Niveau 4 : le véhicule peut se passer complètement de conducteur dans un certain domaine de fonctionnement.

Niveau 5 : le véhicule peut se passer complètement de conducteur dans toutes les situations.

Même si ces énoncés semblent relativement simples, les frontières entre les différents niveaux sont moins nettes qu'il n'y parait, et certains constructeurs en profitent en improvisant des niveaux "2.5" ou "2+", principalement pour tenter de convaincre leur clientèle qu'ils se démarquent des concurrents. Mais le point important reste comme on le comprend le transfert de responsabilité du conducteur au véhicule (donc au constructeur), et à l'exception de Honda donc sur une toute petite série aucun constructeur ne s'y est pour le moment risqué. Audi avait annoncé la mise en oeuvre d'un niveau 3 sur sa berline A8 fin 2017 (ici le communiqué, une vidéo), mais en conditionnant le déploiement de la fonctionnalité à l'évolution de la législation dans les pays de commercialisation. Officiellement, c'est la raison pour laquelle le constructeur a fini par renoncer début 2020, faute d'avancée règlementaire ...

La difficulté inhérente à ce niveau 3 (j'en parlais dans un billet il y a 2 ans : Niveau 3 ?) réside dans le fait que le véhicule doit demander au conducteur de reprendre le contrôle en un temps "raisonnable", ce qui implique que ledit conducteur maintienne un niveau d'attention "suffisant". Nombreux furent les constructeurs à annoncer entre 2015 et 2017 (lorsque la hype sur le véhicule autonome battait son plein) qu'ils passeraient directement du niveau 2 au niveau 4 (notamment Ford, cf cet article de février 2017 Ford to Skip Level 3 and Go Straight to Fully Autonomous (Self-driving) Cars. Depuis cette date, tout le monde ayant compris qu'atteindre le niveau 4 était (nettement) plus compliqué que prévu, le niveau 3 redevient un objectif avoué (Ford encore, en janvier 2019 : Ford rethinks Level 3 autonomy)

On peut maintenant revenir sur la distinction évoquée en début de billet entre les Advanced driver-assistance systems (ADAS) et les Automated Driving Systems (ADS). On comprend que les ADAS désignent plutôt de "simples" assistances à la conduite (donc aux niveaux 1 à 2), alors que les ADS, en tant que systèmes de conduite automatisée, concernent les niveaux 3 à 5.
Phil Koopman, professeur à Carnegie Mellon [7] et commentateur attentif de l'évolution du véhicule autonome, milite pour une simplification de la grille de lecture de ces niveaux d'autonomie. Il explique notamment dans cette vidéo récente "Driver Assistance vs. Automated Vehicle Safety" qu'on peut commencer à parler de conduite automatisée quand le véhicule est à la fois en charge de la conduite ET de la sécurité (le slide visible à 2'15 est parfaitement clair).
Le niveau 3 est donc un niveau "hybride", dans lequel le véhicule est censé être en charge de la sécurité, mais est susceptible de demander au conducteur de reprendre la main quand il ne sait plus gérer.

La question du domaine opérationnel est alors fondamentale. Les propriétaires de Tesla pourront tenter d'argumenter que le système Smart Summon est une fonctionnalité de niveau 4 puisque le véhicule peut évoluer à basse vitesse en totale autonomie sur des parkings, mais à ma connaissance le propriétaire reste responsable en cas d'accrochage, et le domaine opérationnel reste très limité. Quant à l'AutoPilot, malgré la communication ambiguë du constructeur (enfin de son patron) sur le sujet, l'avocat général associé de la marque Eric Williams vient de confirmer lors d'échanges avec le gouvernement californien que l'Autopilot reste une fonctionnalité de niveau 2 :

“Currently neither Autopilot nor FSD Capability is an autonomous system, and currently no comprising feature, whether singularly or collectively, is autonomous or makes our vehicles autonomous”


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Notes

[1] ADAS = Advanced driver-assistance systems

[2] ADS = Automated Driving Systems

[3] Society of Automotive Engineers

[4] ODD = Operational Design Domain

[5] AEB = Assisted / Automated Emergency Braking

[6] LCA = Lane Centering Assist

[7] enseignant notamment sur la sécurité des systèmes embarqués

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