Modélisation et simulation de capteurs électromagnétiques appliquées au domaine automobile pour le prototypage de systèmes d'aide à la conduite. Applications aux radars et systèmes de télécommunications

This thesis deals with embedded electromagnetic sensor modelling for advanced driving assistance system prototyping. One of the main issue about the problem is the computation time consuming. To get or approach a real-time operation, several methods of resolution based on capabilities of the core architecture (CPU) and graphics card-programmable capabilities (GPU) are implemented. A software solution is also defined in order to distribute the processing relating to the models in the virtual scene on a set of workstation. The simulation of the propagation of electromagnetic waves is discussed in terms of the situations studied and the desired level of granularity. In general, this level of performance is directly related to noise associated with the environment. This generic model has allowed to develop two specific types of sensors used in the automotive field: the RADAR sensor type and telecommunications system. A complete model of radar based on our generic model is implemented and the first encouraging results are presented. This simulation of a motor RADAR relies on several technical solutions used today in RADARs shipped. This model incorporates all the parts of a real RADAR sensor, ie the set of all its hardware and its software modules. For the second model for telecommunication systems, a first functional architecture is proposed (transmitter, receiver, propagation channel). Prospects are also proposed to lead to the definition of a virtual router. All physically realistic models were successfully implemented in the simulation platform vehicles, infrastructure and sensors LIVIC (SiVIC).Cette thèse propose un modèle de capteur électromagnétique générique pour la simulation de scènes routières dans le cadre de la mise en oeuvre de nouveaux systèmes d'aide à la conduite pour le transport terrestre. L'une des contraintes majeures de cette problématique concerne les temps de traitements disponibles dans un tel contexte. Pour obtenir ou approcher d'un fonctionnement temps réel, plusieurs méthodes de résolution utilisant les capacités de l'architecture centrale (CPU) et les capacités programmables des cartes graphiques (GPU) sont mises en oeuvres. Un bus de partage est également défini afin de pouvoir répartir les traitements relatifs aux modèles présents dans la scène virtuelle sur un ensemble de poste de travail. La simulation de la propagation des ondes électromagnétiques est abordée en fonction des situations étudiées et du niveau de granularité souhaité. En général, ce niveau de représentation est directement lié aux bruits associés à l'environnement. Les modélisations de ce canal mettent donc en oeuvre plusieurs représentations du phénomène de propagation des ondes électromagnétiques et de leurs interactions avec l'environnement. Cet environnement dispose également de plusieurs niveaux de modélisations. Cette modélisation générique a permis de développer deux types de capteurs spécifiques utilisés dans le domaine automobile: le capteur de type RADAR et les systèmes de télécommunications. Un modèle complet de radar reposant sur cette modélisation générique est mis en oeuvre et des premiers résultats encourageant sont présentés. Cette simulation d'un RADAR automobile s'appuie sur plusieurs solutions techniques utilisés aujourd'hui dans les RADARs embarqués. Cette modélisation intègre toutes les parties d'un capteur RADAR réel, c'est à dire l'ensemble de tous ses composants matériels et de ses modules logiciels. Pour la seconde modélisation concernant les systèmes de télécommunications, une première architecture fonctionnelle est proposée (émetteur, récepteur, canal de propagation). Des perspectives sont également proposées pour aboutir à la définition d'un routeur virtuel. Toutes ces modélisations physiquement réalistes ont été implantées avec succès dans la plateforme de simulation de Îhicules, d'infrastructures et de capteurs du LIVIC (SiVIC)