Le logiciel de gestion de données radar intégrant des algorithmes d’intelligence artificielle (IA) Oculii (*) d'Ambarella, associé à la puce-système de contrôle de domaine CV3 gravée en 5 nm de la société, permet pour la première fois, selon Ambarella, de réaliser un traitement centralisé des données issues de plusieurs radars d'imagerie 4D installés à bord d’un véhicule.

L’architecture proposée permet à la fois le traitement central des données radar brutes et la fusion de bas niveau avec d'autres données de capteurs, y compris les caméras, les lidars et les systèmes à ultrasons. Cette approche, qualifiée de révolutionnaire par Ambarella, procure selon la société une meilleure perception de l'environnement et une planification de trajectoire plus sûre dans les systèmes de conduite autonome de niveau L2+ à L5.

D’un point de vue technologique, le logiciel Oculii et ses algorithmes d'IA adaptent dynamiquement les formes d'onde radar à l'environnement environnant, offrant une résolution angulaire de 0,5 degré, un nuage de points ultradense (jusqu'à 10 000 points par image) et une portée de détection jusqu'à 500 mètres.

Pour créer cette architecture, Ambarella a optimisé les algorithmes Oculii pour sa famille de contrôleurs de domaine CV3 et a ajouté un bloc d’accélération spécifique du traitement du signal radar. Ainsi, une seule puce CV3 peut fournir un traitement en temps réel hautes performances pour la perception, la fusion de capteurs de bas niveau et la planification de trajectoire, de manière centralisée dans des véhicules ou des robots autonomes.

Pour rappel, le circuit CV3, qui a marqué le début de l'architecture CVflow de nouvelle génération d'Ambarella, est un processeur vectoriel neuronal associé à un processeur vectoriel général, tous deux conçus pour intégrer les algorithmes de traitement du signal spécifiques aux systèmes radar. Ces processeurs fonctionnent en tandem pour exécuter le logiciel de perception radar Oculii avec des vitesses de traitement jusqu'à 100 fois plus rapides que les processeurs radar traditionnels.

Selon Ambarella, les ensembles de données générés par les technologies radar d'imagerie 4D classiques sont trop volumineux pour être transportés et traités de manière centralisée. Ils génèrent plusieurs térabits par seconde de données par module, tout en consommant plus de 20 watts de puissance par module radar, en raison des milliers d'antennes Mimo utilisées par chaque module afin de fournir la haute résolution angulaire requise pour le radar d'imagerie 4D. Si on agrège les données sur six modules radar, nécessaires pour couvrir un véhicule autonome, le traitement centralisé devient impraticable pour ces technologies radar qui doivent traiter les données sur des milliers d'antennes.

En appliquant un logiciel d'intelligence artificielle pour adapter dynamiquement les formes d'onde radar générées et en utilisant des modèles d’IA “parcimonieuse” (sparse) pour créer des antennes virtuelles, la technologie Oculii réduit le nombre d'antennes réseau nécessaires à chaque tête de radar avec son circuit MMIC (Microwave Integrated Circuit).

Au-delà, Ambarella assure qu’une architecture centralisée apporte des avantages pour les opérations OTA de mises à jour des logiciels à distance (réalisées sur un seul circuit donc), consomme moins d'énergie et réduit la bande passante pour le transport de données, tout en éliminant le besoin d'un traitement de périphérie préfiltré avec la perte d'informations de détection qui en résulte. Cette architecture centralisée définie par logiciel permet également une allocation dynamique des ressources de traitement du processeur CV3, en temps réel.

« Il y a eu environ 100 millions d'unités radar fabriquées en 2021 pour les systèmes ADAS automobiles, explique Cédric Malaquin, analyste en chef de l'activité RF chez Yole Intelligence. Nous nous attendons à ce que ce volume soit multiplié par 2,5 d'ici à 2027, compte tenu des réglementations plus exigeantes en matière de sécurité et des systèmes d'automatisation de la conduite plus avancés qui arrivent sur la route. En effet, de un à trois capteurs radar actuels par voiture, les équipementiers passeront à cinq capteurs radar par voiture. Dans ce cadre le calcul radar centralisé permettra aux équipementiers de mettre au point des systèmes d'imagerie radar dotés de performances élevées et d’intégrer de nouvelles fonctionnalités de conduite autonome. »

(*) La société Oculii a été acquise par Ambarella en 2021 (voir notre article)