Imageurs thermiques pour ADAS, AEB, Vision Nocturne et Véhicules Autonomes

1.1. L’augmentation rapide des fonctionnalités ADAS de série

Les constructeurs automobiles généralisent aujourd’hui les systèmes d’aide à la conduite. Cette accélération s’explique par plusieurs facteurs : l’évolution continue des réglementations internationales, la volonté d’améliorer la sécurité routière et les attentes croissantes des consommateurs. Les véhicules modernes embarquent désormais des fonctionnalités telles que le freinage automatique d'urgence (AEB), le maintien dans la voie (LKA), le régulateur adaptatif (ACC) ou encore la détection des usagers vulnérables en milieu urbain.

La vision nocturne figure également parmi les défis les plus critiques pour les systèmes d’aide à la conduite.

Dans ce contexte, l’imagerie thermique apporte une réponse concrète et complémentaire aux autres technologies. Elle permet aux systèmes ADAS de conserver un haut niveau de performance, même lorsque les caméras visibles, les radars ou les lidars sont perturbés par la lumière, la météo ou les conditions d’éclairage.

1.2. Réglementation : l’impact des normes FMVSS 127 et EuroNCAP sur les systèmes AEB

Aux États-Unis, la nouvelle norme FMVSS 127 impose que tous les véhicules légers neufs soient équipés d’un système de freinage automatique d’urgence (AEB) capable de détecter les piétons de jour comme de nuit, et dans des conditions de conduite réelles. Cette réglementation fixe des exigences strictes en matière de portée et de fiabilité de la détection de nuit.

Pour être conformes, les AEB doivent démontrer leur capacité à identifier un piéton à une distance suffisante pour éviter la collision, même la nuit ou en présence d’éblouissement. Ces exigences renforcées placent la question de la perception au premier plan et accélèrent l’intégration de technologies comme l’imagerie thermique.

En Europe, EuroNCAP joue un rôle similaire en faisant évoluer en continu ses protocoles d’évaluation de la sécurité active. Les scénarios de tests intègrent désormais des situations de plus en plus représentatives de la conduite réelle, incluant la détection des piétons et des cyclistes dans des conditions de faible luminosité ou de nuit. Les performances des systèmes AEB et des fonctions de protection des usagers vulnérables (VRU) deviennent ainsi déterminantes dans l’attribution des notes de sécurité.

1.3. La préparation de la conduite autonome (SAE L3, L4, L5)

L’essor de la conduite autonome transforme profondément la manière dont les constructeurs conçoivent les systèmes de perception embarqués. 

L’imagerie thermique joue un rôle central dans cette transition, car elle apporte une information complémentaire aux capteurs traditionnels et permet de renforcer la sécurité dans les conditions où la visibilité est limitée.

La classification internationale de la SAE International (Society of Automotive Engineers)définit six niveaux de conduite autonome, de 0 à 5. Les niveaux L3, L4 et L5 correspondent aux formes avancées de conduite autonome dans lesquelles le véhicule s’appuie sur des capteurs thermiques de plus en plus évolués pour réagir et garantir la sécurité. Le niveau de sécurité L4 devrait être atteint en 2030, ce qui montre la rapidité des développements dans ce domaine.

L’imagerie thermique ne dépend pas de la lumière : elle capte l’énergie infrarouge émise naturellement par les objets, les êtres vivants et l’environnement. Elle fournit ainsi une perception stable, lisible et exploitable dans les conditions les plus difficiles.

2.1. AEB et détection des piétons (PAEB) : la nuit devient un défi maîtrisable

La majorité des accidents mortels impliquant des piétons surviennent la nuit ou en faible visibilité.

Les essais réalisés avec des capteurs thermiques démontrent :

• une détection fiable de piétons jusqu’à plus de 100 mètres selon la résolution,
• une résistance aux éblouissements de phares,
• une détection stable en environnement urbain et rural.

Les calculs de distances d’arrêt montrent que pour répondre aux exigences réglementaires, un système doit reconnaître un piéton à 46 mètres minimum dans le cas d’un freinage d’urgence à 60 km/h.
Les capteurs thermiques satisfont cette exigence avec une marge confortable.

2.2. Vision nocturne embarquée : anticipation des dangers

                                         Visible                                                                         Thermique 

Les caméras thermiques permettent au conducteur — ou au système autonome — de voir des piétons ou cyclistes mal éclairés sur le bord de route, des animaux traversants, des obstacles non réflectifs. De fait, la vision nocturne est une application native de l’imagerie thermique automobile.

2.3. Freinage autonome : les bénéfices de l'imagerie thermique

L’imagerie thermique améliore simultanément deux critères habituellement difficiles à concilier : la réduction des faux positifs et des faux négatifs. En diminuant les déclenchements intempestifs, elle limite les freinages fantômes, tout en renforçant la capacité du système à détecter les situations réellement dangereuses.

Les performances mesurées montrent que l’imagerie thermique permet d’augmenter significativement la précision de détection par rapport à une caméra visible seule, avec un gain d’Average Precision de l’ordre de 36 %.                                                                                                        

3.1. SWaP : un impératif central

Les plateformes ADAS et autonomes exigent des capteurs ultra compacts, légers et à très faible consommation. Les microbolomètres LYNRED répondent précisément à ces contraintes, certains consommant moins d’1 W — un avantage essentiel pour l’intégration véhicule.

3.2. Champ de vision, portée et résolution

Les études montrent qu’un piéton doit occuper environ 20 pixels en hauteur pour être classifié correctement par un réseau de neurones. De plus, la résolution et le champ de vision doivent être choisis selon l’usage (ville vs route).

LYNRED propose une gamme de capteurs disponibles du plus petit format QQVGA au plus grand format SXGA, apportant une portée étendue pour les scénarios AEB haute vitesse et les cas d’usage autonomes.

3.3. IA embarquée et traitement du signal

Les modules intégrés (type Advanced thermal imager) permettent :

• d’intégrer des corrections automatiques,
• de rationaliser le développement des caméras,
• de fournir une image prête pour l’inférence IA.

LYNRED met à disposition l’une des gammes de microbolomètres les plus complètes du marché, couvrant tous les besoins ADAS et autonomes.

4.1. Formats disponibles : QVGA, VGA, XGA, SXGA

• QVGA : coût optimisé, AEB entrée de gamme, détection courte à moyenne distance.
• VGA : référence pour AEB, vision nocturne et perception 360°.
• SXGA : résolution haute pour perception longue distance (véhicules autonomes).

4.2. Technologie 12 μm et nouvelle génération 8,5 μm

La réduction du pas permet :

• des optiques plus compactes,
• une réduction des coûts,
• une intégration facilitée.

Les essais démontrent qu’en passant de 12 μm à 8,5 μm, la portée de reconnaissance reste quasiment identique pour une même ouverture optique. Cette évolution permet d’utiliser des capteurs plus petits et des optiques plus compactes, ouvrant la voie à des caméras thermiques plus économiques sans compromis sur les performances nécessaires aux systèmes ADAS.

4.3. Modules intégrés : image optimisée pour IA

Les modules intégrant des algorithmes embarqués garantissent une qualité d’image stable pour les réseaux neuronaux, même dans des environnements thermiques changeants.

5.1. Une expertise historique de l’imagerie thermique  

LYNRED bénéficie d’une expérience de 40 ans dans la détection infrarouge et maîtrise l’ensemble du spectre IR, du SWIR au LWIR. Cette maturité garantit une continuité et une stabilité technologique essentielles dans un secteur automobile où les cycles de développement et de production sont longs.

5.2 Une capacité industrielle éprouvée pour les marchés à forte volumétrie

L’entreprise dispose d’une capacité industrielle éprouvée, capable de répondre aux besoins croissants des constructeurs et des équipementiers. Plusieurs millions de détecteurs ont déjà été livrés, illustrant une maîtrise complète de la production en volume, de la fiabilité des procédés et de la répétabilité des performances. 

Cette solidité industrielle sécurise les chaînes d’approvisionnement et assure des livraisons conformes, régulières et adaptées aux cadences automobiles.

Désireuse de répondre aux exigences internationales, LYNRED possède déjà les certifications ISO 9001, EN9100 et ISO 14001. En tant que preuve du niveau d’excellence, LYNRED vient d’obtenir la lettre de conformité à la certification automobile IATF 16949 spécifique au marché automobile requérant un système de management de la qualité qui encourage l'amélioration continue, la prévention des défauts ainsi que la réduction des non-conformités et des rebuts dans la chaîne d'approvisionnement.

5.3. Une qualité d’image stable et prédictible pour les algorithmes ADAS

La qualité de l’image délivrée constitue un autre avantage déterminant. Les capteurs LYNRED offrent une uniformité stable, un faible niveau de bruit et des traitements embarqués permettant d’optimiser le contraste et la lisibilité. 

Cette qualité d’image est indispensable pour garantir des performances fiables des algorithmes embarqués, notamment des réseaux neuronaux entraînés pour la détection et la classification des usagers vulnérables. 

5.4. Un partenaire engagé dans l’innovation et l’optimisation continue

LYNRED investit en continu dans la recherche et le développement afin d’améliorer la sensibilité de ses capteurs, de réduire leur encombrement, d’abaisser les coûts d'intégration et d’anticiper les besoins futurs des systèmes autonomes. Cette dynamique d’innovation assure aux constructeurs et équipementiers un accès à des technologies pérennes, évolutives et adaptées aux nouveaux usages de la mobilité.

5.5. Un accompagnement complet, de la R&D à l’industrialisation

Enfin, LYNRED accompagne ses partenaires à chaque étape du cycle de vie du produit, depuis les premières phases de conception jusqu’à l’intégration finale en passant par la validation environnementale et la montée en production. 

LYNRED a mis au point le premier dataset d’images thermiques européen ouvert et à grande échelle dédié à l'industrie automobile, aux systèmes avancés d'aide à la conduite (ADAS) et à d'autres applications basées sur l'intelligence artificielle (IA). LYNRED Mobility Dataset est l’outil pour tester l’efficacité de l’imagerie thermique.

LYNRED Mobility Dataset est unique en son genre. Il comprend plus de 250 000 images thermiques et offre aux chercheurs en IA une ressource sans précédent pour évaluer le bénéfice de la technologie thermique pour les applications de mobilité, et plus encore.

LYNRED Mobility Dataset : Steréovision

Capturé sur plusieurs années et saisons à l'aide d'une variété de caméras thermiques et de caméras dans le visible, LYNRED Mobility Dataset offre un ensemble de scénarios de circulation routière très diversifiés et réalistes. Il est conçu pour aider les modèles d'IA à apprendre à détecter les obstacles et à réagir à toute la complexité des environnements de circulation - des piétons traversant des routes rurales enneigées aux véhicules naviguant dans des scènes urbaines nocturnes.

Ce jeu de données dispose de trois fonctionnalités complémentaires :

• Détection multimodale : pour entraîner des algorithmes d’IA, avec jusqu’à neuf classes (d’objets et de personnes) dans des conditions météorologiques diverses,
• Stéréovision : pour fusionner les données multimodales, IR thermique stéréo et visible RGB stéréo, permettre le tracking (séquences vidéo), avec des images parfaitement synchronisées,
• Estimation de la distance : pour estimer la distance de détection des piétons dans différentes conditions de système de freinage d’urgence automatique, au-delà des exigences réglementaires