Application pratique des dispositifs acoustiques à distance sur les véhicules autonomes

Avec le développement rapide de la technologie des véhicules autonomes, leurs scénarios d'application s'étendent constamment, couvrant des domaines allant de l'inspection dans des parcs fermés au transport sur route ouverte, en passant par la réponse d'urgence et la patrouille de sécurité. Cependant, les véhicules autonomes ne disposent pas des capacités de communication en temps réel et de dissuasion propres aux conducteurs humains, ce qui les rend vulnérables à des risques pour la sécurité dans des environnements complexes. En s'appuyant sur leurs avantages principaux que sont la transmission sonore précise et la commande à distance flexible, dispositifs acoustiques à distance sont devenus une configuration essentielle pour compenser cette lacune des véhicules autonomes, offrant un soutien solide au fonctionnement sécurisé de ces véhicules dans divers scénarios.

I. Scénarios d'application des Dispositifs acoustiques à distance Adaptés aux véhicules autonomes

Les scénarios d'application des dispositifs acoustiques à distance sur les véhicules autonomes se concentrent principalement sur les domaines nécessitant communication, avertissement et dissuasion, couvrant les scénarios fondamentaux suivants :

• Scénarios d'inspection dans les parcs et usines : Lorsque des véhicules autonomes effectuent des tâches d'inspection dans des parcs industriels, des parcs logistiques et de grandes usines, ils doivent alerter le personnel pénétrant sans autorisation dans la zone ainsi que les véhicules stationnés en infraction. Par ailleurs, ils doivent remettre aux employés présents dans le parc des avis de travail et des rappels relatifs à la sécurité.
• Scénarios de secours d'urgence : Après la survenue de catastrophes telles que tremblements de terre ou inondations, lorsque des véhicules autonomes pénètrent dans des zones où des personnes sont piégées afin d'effectuer des missions d'exploration, ils doivent établir un contact avec les personnes coincées par voie sonore afin de confirmer leur position et leur état physique, tout en communiquant l'avancement des opérations de secours et des indications pour s'échapper. Sur le lieu d'un incendie de forêt, les véhicules autonomes peuvent utiliser des dispositifs acoustiques à distance pour diffuser des alertes incendie et des instructions relatives aux itinéraires d'évacuation destinées aux résidents ou au personnel environnants.
• Scénarios de sécurité et de patrouille aux frontières : Lorsque des véhicules de sécurité autonomes patrouillent dans des zones telles que les aéroports, les lignes ferroviaires et les zones frontalières, ils doivent dissuader le personnel suspect et les intrusions illégales en diffusant des informations d'alerte de manière directionnelle. En même temps, ils doivent transmettre la situation sur place au centre de commandement arrière afin d'aider à élaborer des plans d'intervention.

II. Besoins fondamentaux des clients dans les scénarios de véhicules autonomes

Dans l'application des véhicules autonomes, les besoins des clients concernant les dispositifs acoustiques à distance s'articulent autour des trois axes essentiels de « sécurité, efficacité et précision », plus précisément les suivants :

• Besoin de communication en temps réel : L'équipement doit permettre une transmission vocale à longue distance et claire afin d'assurer un échange d'informations sans délai ni distorsion entre le véhicule autonome et les personnes environnantes. En particulier dans des environnements bruyants (tels que les zones de construction de parcs ou les intersections urbaines), le signal sonore doit percer le bruit ambiant pour que le destinataire puisse recevoir l'information avec précision.
• Besoin de dissuasion précise : Face à des cibles suspectes ou à des comportements dangereux, l'équipement doit être capable d'émettre un son de manière directionnelle afin d'éviter que la diffusion sonore n'interfère avec des zones non concernées. Par ailleurs, l'intensité sonore doit pouvoir être ajustée pour exercer une dissuasion efficace sans causer de dommages auditifs permanents aux personnes.
• Besoin de contrôle et de coordination à distance : Il permet une commande à distance via le système de contrôle du véhicule autonome ou la plateforme de commandement arrière, y compris le réglage du volume, le changement de mode de fonctionnement et la lecture de messages vocaux préenregistrés. Aucune intervention manuelle sur le véhicule autonome n'est nécessaire pour la configuration. En même temps, il doit être en mesure de coopérer avec les équipements de détection du véhicule autonome, tels que les radars et les caméras. Lorsque ces équipements détectent une situation anormale, l'équipement acoustique est automatiquement activé.
• Besoin d'adaptabilité environnementale : Les véhicules autonomes opèrent principalement en extérieur, aussi l'équipement doit-il résister à des environnements difficiles tels que les températures élevées, les basses températures, la pluie et les poussières. Il doit garantir un fonctionnement stable sans arrêt de panne dans des conditions allant de -40 °C à 60 °C, sous fortes pluies (protection IP65) et lors de tempêtes de sable.

III. Caractéristiques principales des dispositifs acoustiques à distance adaptés aux véhicules autonomes

Pour répondre aux besoins des scénarios de véhicules autonomes, les dispositifs acoustiques à distance doivent présenter les caractéristiques ciblées suivantes :

• Conception miniaturisée et légère : Les dimensions de l'équipement doivent s'adapter à l'espace d'installation du véhicule autonome, et il doit pouvoir être intégré sur le toit, sur le côté de la carrosserie ou à d'autres emplacements du véhicule. Le poids doit être limité à 3 kilogrammes afin d'éviter d'augmenter la charge du véhicule autonome, ce qui pourrait nuire à son autonomie et à sa stabilité en conduite. Par ailleurs, une structure modulaire est adoptée pour faciliter la connexion mécanique, le démontage et la maintenance avec le véhicule autonome.
• Commutation flexible entre dispositifs directionnels et omnidirectionnels : il permet de passer d'un dispositif directionnel (avec un angle de couverture sonore de 30°) à un dispositif omnidirectionnel (couverture sonore à 360°). Les dispositifs directionnels sont utilisés pour avertir ou dissuader précisément des cibles spécifiques, tandis que le mode dispositif omnidirectionnel sert à diffuser des informations dans une zone étendue environnante. La commutation entre les deux dispositifs peut être effectuée rapidement par commandes à distance, avec un temps de réponse contrôlé au niveau du milliseconde.
• Bande de fréquence large et sortie de niveau de pression acoustique élevé : elle couvre la bande de fréquence sensible à l'oreille humaine, de 200 Hz à 20 000 Hz, afin de garantir une distinction claire du signal vocal. Le niveau de pression acoustique en sortie peut atteindre 130 dB à 150 dB, et la distance de transmission effective dans un environnement dégagé est d'au moins 800 mètres, ce qui répond aux besoins de communication et de dissuasion des véhicules autonomes dans des scénarios à moyenne et longue distance.
• Adaptation multi-alimentation et faible consommation d'énergie : elle supporte la connexion au système d'alimentation embarqué du véhicule autonome, tout en disposant d'une batterie lithium-ion de secours intégrée. En cas de panne de l'alimentation embarquée, la batterie de secours permet de maintenir le fonctionnement continu de l'équipement pendant plus de 4 heures. En mode veille, la consommation de l'équipement est inférieure à 5 W, réduisant ainsi l'impact sur l'autonomie de la batterie du véhicule autonome.
• Protection IP65 et capacité anti-interférences : Le boîtier adopte un design étanche et antipoussière, conforme à la norme de protection IP65, et peut fonctionner normalement sous une pluie battante ou dans des conditions de poussière abondante. Le circuit interne dispose d'une capacité anti-interférences électromagnétiques permettant d'éviter les perturbations dues aux signaux électromagnétiques émis par le radar, les équipements de communication et d'autres composants du véhicule autonome, et garantit une transmission sonore stable.

IV. Solutions d'intégration des dispositifs acoustiques à distance avec d'autres équipements

Dans le système de véhicule autonome, les dispositifs acoustiques à distance ne fonctionnent pas de manière indépendante, mais sont intégrés à divers équipements afin de former un système coordonné. Les solutions d'intégration courantes incluent :

• Intégration avec l'équipement de perception : elle est reliée au radar laser, au radar à ondes millimétriques, à la caméra haute définition et à l'imagerie thermique infrarouge du véhicule autonome. Lorsque le radar ou la caméra détecte des piétons et des obstacles en avant, ou identifie des événements anormaux tels que « intrusion dans une zone interdite » et « véhicule en marche arrière », il envoie automatiquement un signal déclencheur au dispositif acoustique distant. Ce dernier diffuse automatiquement le message vocal correspondant selon le type d'événement (par exemple, « Des piétons sont présents devant, veuillez ralentir » et « Ceci est une zone interdite, veuillez partir immédiatement »). Parallèlement, les informations relatives à l'incident sont transmises en temps réel au centre de commande arrière.
• Intégration avec les équipements de communication : Elle est connectée au module de communication 4G/5G ou au module de communication par satellite du véhicule autonome afin de permettre une commande à très longue distance. Lorsque le véhicule autonome effectue des missions dans des zones éloignées sans signal réseau public (telles que les frontières ou les zones montagneuses), le personnel du poste de commandement arrière peut envoyer des ordres au dispositif acoustique via la liaison satellite pour ajuster les paramètres sonores ou changer le mode de fonctionnement. En même temps, l'appareil peut transmettre en temps réel l'état de fonctionnement (comme le niveau de batterie, le volume actuel et les informations sur les pannes) à la plateforme de commandement, facilitant ainsi la surveillance à distance.
• Intégration avec un équipement de lumière d'alerte : Elle est associée au feu clignotant LED et à la lumière stroboscopique du véhicule autonome pour créer un effet d'alerte « coordination son et lumière ». Lorsque le dispositif acoustique active le mode d'alerte, la lumière d'alerte s'allume simultanément. Grâce à une double stimulation visuelle et auditive, l'effet de rappel pour les personnes environnantes est renforcé. Par exemple, lorsque le véhicule autonome tourne, le « clignotant + message vocal » est déclenché simultanément, permettant aux piétons de percevoir plus facilement l'intention de conduite du véhicule autonome.
• Intégration avec les équipements de positionnement et de navigation : En combinaison avec le système de positionnement GPS/Beidou du véhicule autonome, lorsque ce dernier pénètre dans une zone prédéfinie (comme aux alentours d'écoles ou d'hôpitaux), le dispositif acoustique passe automatiquement en « mode faible volume » afin d'éviter toute perturbation sonore dans des zones sensibles. Lorsque le véhicule autonome s'écarte de son itinéraire prévu et entre dans une zone dangereuse (comme une zone de chantier ou une zone inondée), le dispositif diffuse automatiquement un message vocal d'alerte pour avertir les personnes à proximité de s'éloigner, tout en envoyant au centre de commande une alerte d'anomalie de position.

V. Avantages principaux de la combinaison de dispositifs acoustiques à distance et de véhicules autonomes

Par rapport à une opération manuelle traditionnelle ou à des dispositifs acoustiques indépendants, la combinaison de dispositifs acoustiques à distance et de véhicules autonomes offre des avantages dans de nombreux aspects :

• Améliorer la sécurité et la fiabilité : Il n'est pas nécessaire d'intervenir manuellement dans des situations dangereuses (telles que les sites de désastre ou les zones de conflit frontalier) pour accomplir des tâches de communication et de dissuasion, ce qui réduit le risque de blessures ou de pertes humaines. Par ailleurs, la liaison entre l'appareil et le système de perception du véhicule autonome permet une réponse rapide aux situations anormales et évite les accidents liés à un retard de réaction humaine. Par exemple, sur un lieu d'incendie, le véhicule autonome transporte un dispositif acoustique jusqu'à la limite de la zone sinistrée, permettant au personnel de commandement de communiquer avec les personnes piégées via cet appareil depuis une zone sécurisée, sans que les pompiers aient à prendre le risque d'entrer profondément dans l'incendie.
• Étendre la plage d'opération et l'efficacité : les véhicules autonomes peuvent rouler en continu pendant une longue période (avec une autonomie de batterie de 8 à 12 heures). Combinés à des dispositifs acoustiques à distance, ils peuvent couvrir une zone plus vaste pour accomplir leurs tâches. Par rapport aux rondes manuelles ou aux dispositifs acoustiques fixes, l'efficacité opérationnelle est augmentée de 3 à 5 fois. Par exemple, dans un parc industriel de 50 kilomètres carrés, le véhicule autonome combiné au dispositif acoustique peut effectuer l'inspection complète de la zone et la diffusion des avis de sécurité en moins de 4 heures, alors qu'une inspection manuelle prend 2 à 3 jours.
• Réduction des coûts d'exploitation : cela réduit la dépendance à la main-d'œuvre. Un véhicule autonome peut remplacer le travail de 2 à 3 agents d'inspection, et une exploitation à long terme permet de réduire significativement les coûts salariaux. En même temps, la conception modulaire et la faible consommation d'énergie du dispositif acoustique à distance entraînent des coûts d'entretien réduits et une longue durée de vie (supérieure à 5 ans en utilisation normale), ce qui diminue encore davantage les frais d'exploitation globaux.
• Permettre une gestion précise et intelligente : Grâce à l'intégration avec le système de contrôle et la plateforme de commande du véhicule autonome, les données de fonctionnement du dispositif acoustique (telles que la durée d'utilisation, le nombre de déclenchements et la zone couverte) peuvent être analysées statistiquement afin d'optimiser le parcours d'inspection et la planification des tâches du véhicule autonome. Par exemple, une analyse des données peut révéler qu'un grand nombre d'incidents de « intrusion non autorisée de personnel dans une zone » se produit fréquemment dans un secteur donné. La fréquence de patrouille du véhicule autonome dans cette zone peut alors être ajustée, et le contenu vocal d'alerte du dispositif acoustique optimisé pour améliorer l'efficacité de l'avertissement.

VI. Cas d'utilisation des dispositifs acoustiques à distance sur les véhicules autonomes

Cas : Application pratique des véhicules autonomes de secours d'urgence et des dispositifs acoustiques à distance

Lors d'un sauvetage en montagne après un séisme, l'équipe de secours a mis en œuvre 3 véhicules autonomes d'intervention d'urgence. Ces véhicules étaient équipés de dispositifs acoustiques à distance, de caméras thermiques infrarouges et de modules de communication par satellite, et sont entrés dans la zone sinistrée où les routes étaient coupées. Alors que les véhicules roulaient autour des décombres, la caméra thermique infrarouge a détecté des signes de vie sous les ruines. Le dispositif acoustique a été activé immédiatement, diffusant le message vocal « Veuillez rester calme, les secouristes arrivent, faites un bruit pour indiquer votre position » vers cette zone. Parallèlement, les secouristes ont ajusté à distance le volume du dispositif via la liaison satellite afin de garantir que le son parvienne jusqu'au fond des décombres sans nuire aux personnes en raison d'un volume excessif. Lorsque les personnes piégées ont répondu en tapant sur un tuyau métallique, le microphone du véhicule autonome a capté le signal sonore et, combiné à la fonction directionnelle du dispositif acoustique, a permis d'assister à la localisation précise des personnes piégées, offrant ainsi une orientation exacte pour les opérations de sauvetage suivantes. Lors de cet incident, la combinaison du dispositif acoustique à distance et du véhicule autonome a permis à l'équipe de secours de retrouver 3 personnes piégées en moins de 2 heures, ce qui a considérablement amélioré l'efficacité par rapport à l'exploration manuelle traditionnelle, tout en évitant le risque pour les secouristes d'entrer dans des zones de décombres instables.