Voiture Autonome

Un accident est vite arrivé, en effet un moment d’inattention ou de somnolence et on se retrouve directement dans le décor. C’est pourquoi nous avons créé un système qui permette aux automobilistes d’éviter un accident et donc d’épargner leur vie. Ce système consistera à alerter le conducteur avant qu’il ne dépasse une des lignes de marquage présente sur les routes, au sol. Dans cette partie nous essayerons de résoudre la problématique suivante : comment gérer la trajectoire du véhicule en fonction des lignes blanches ?

Pour cela nous utiliserons un système que l’on appellera « Lane Assist ».

 

1) Composition et fonctionnement du système

 

Ce système est composé de deux capteurs de détection de lignes et de plusieurs fils de contact permettant la circulation des informations données par le capteur au boitier.

Les 2 capteurs, positionnés de part et d’autre du véhicule, sont reliés à un circuit imprimé à l’intérieur du boitier. Ils sont indépendants. Si un des capteurs est mal branché ou se détache, l’autre capteur marchera encore. Les capteurs sont mis en marche à partir du moment où la voiture démarre. Notre système est conçu principalement pour les autoroutes, car en ville la signalisation au sol est trop complexe. Notre système entrera en vigueur lorsque la voiture avance sur l’autoroute si le conducteur s’endort ou s’assoupit par mégarde et que la voiture se déplace sur un côté ou l’autre de la route.

 

2) Fonctionnement du capteur

 

Pour notre système nous utiliserons le capteur CNY70. Le détecteur se compose d'un phototransistor (voir définition p8), d’un émetteur et d’un récepteur infrarouges. C’est un capteur dont la source d'émission de lumière et le détecteur sont disposés dans la même direction pour détecter la présence d'un objet en utilisant le système de réflexion de la lumière. Si le capteur se trouve au-dessus d’un objet de couleur claire, la lumière se reflètera et viendra frapper le phototransistor, ce qui déclenchera un bruit pour avertir le conducteur (les infrarouges seront réfléchis). Si la surface est foncée, les infrarouges seront absorbés. La longueur d'onde utilisée est de 950 nm.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Représentation du capteur CNY70

schema-montage-electronique.blogspot.fr

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Photo d’un phototransistor

http://www.tech-faq.com/what-is-a-phototransistor.html

 

Ce capteur possède plusieurs caractéristiques :

- Des dimensions de 7 x 7 x 6mm

- Une sortie de signal haut

- Un faible coefficient de température

- Une distance de fonctionnement qui doit être supérieure à 5mm

Pour fonctionner, il lui faut une tension de 5V et une intensité de 50mA, cela est donc tout à fait adaptable à une voiture si on le branche sur l’allume-cigare. Son temps de réaction est de 100 microsecondes, donc instantané pour le conducteur car il réagira moins vite que le capteur.

 

Données prises dans le dossier des caractéristiques du capteur.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                           Photo des capteurs CNY70 lors de l’expérience                                           Photo du capteur CNY70

 

3) Expérimentation

 

Le matériel utilisé est : 

• Un voltmètre

• Une plaquette et un breadboard

• Des fils de liaison fin (x6) et épais (x2)

• 2 capteurs CNY70

• Une feuille de papier

• Une boite de couleur foncée (noire)

• Un livre

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Photo prise lors de l’expérience

 

Description de l’expérience :

- On branche le voltmètre au « breadboard  ». On fait tous les branchements nécessaires à l’expérience. On branche le capteur à la plaquette qu’on pose sur le « breadboard ». Le capteur est positionné sur le scratch d’une boite. On pose à côté du circuit, une boite noire sur laquelle on pose une feuille blanche pliée, qui servira de ligne de marquage pour l’expérience et un livre, qui est posé sur la feuille blanche pour pouvoir maintenir une hauteur égale tout au long de l’expérience (comme dans une voiture). Sur ce livre, il y aura la boite avec le capteur.

Le protocole étant en place nous procédons à l’expérience.

- On branche le circuit avec une prise pour démarrer le circuit. On place le capteur au-dessus de la boite noire et nous notons la valeur indiquée par le voltmètre. Puis petit à petit nous déplaçons le boitier vers la gauche pour qu’il passe sur la ligne blanche, nous remarquons que si un des 2 capteurs est toujours au-dessus de la boite noire la valeur indiquée ne change pas.  Si les 2 capteurs sont au-dessus de la ligne blanche la valeur (en V) augmente d’environ 4V.  Pour notre système de Lane Assist, nous n’avons besoin que d’un seul capteur positionné de chaque côté du véhicule car si nous utilisons les deux capteurs d’un même côté, le temps que le conducteur soit averti la voiture aura déjà dépassé la ligne, ce n’est pas le but. Donc nous avons débranché un des capteurs et nous avons réitéré l‘expérience pour en tirer, au final, les mêmes conclusions.

Avec les résultats de cette expérience, nous en avons déduit, que la solution optimale pour notre système, est de n’utiliser qu’un seul capteur de part et d’autre de la voiture. Cela est suffisant pour pouvoir avertir le conducteur de l’approche de la ligne.

 

Première expérience :

 

 

2 capteurs au-dessus de la couleur noire

1 capteur au-dessus de la couleur noire

2 capteurs au-dessus de la couleur blanche

Valeur (en V)

 

Deuxième expérience :

 

1 capteur au-dessus de la couleur noire

1 capteur au-dessus de la couleur blanche

Valeur (en V)

0.56

4.88

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Photos prises lors de la seconde expérience

 

4) Algorigramme

 

Pour ce capteur CNY70, nous avons créé un algorigramme, qui permettra au capteur de fonctionner sans problème.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

On prend une valeur de 1.5V pour avoir un minimum de marge d’erreur si jamais la route est « vieille » et donc de couleur grise, plus proche du blanc.

Notre système fonctionne uniquement si le clignotant est inactif car s’il est actif cela insinue que le conducteur veut sortir de l’autoroute et donc il dépassera forcément des lignes de marquages.

 

Conclusion

 

Ce système de Lane Assist, nous permet de répondre à notre problématique de départ, en envoyant, grâce aux deux capteurs CNY70, un son au conducteur pour qu’il puisse rétablir la trajectoire de la voiture. Adaptable sur toutes les voitures, ce système pourra permettre d’amplifier la sécurité des utilisateurs de la voiture. Mais nous pouvons encore aider à améliorer l’autonomie des véhicules et la sécurité des automobilistes sur l’autoroute, notamment grâce au respect des distances de sécurité.

 

*Un phototransistor est un composant électronique capable de réagir à la lumière en laissant passer plus ou moins de courant par sa base. Pour simplifier, lorsque la base est éclairée le phototransistor est équivalent à un interrupteur fermé entre l'émetteur et le collecteur,  lorsque la base n'est pas éclairée, est équivalent à un interrupteur ouvert.