Les solutions informatiques embarquées sont des plateformes de traitement intégrées qui permettent aux systèmes sans pilote de contrôler des véhicules, de gérer des charges utiles, de traiter les données des capteurs et de prendre en charge l'exécution autonome de missions. Utilisés dans les drones (UAV), les véhicules terrestres sans pilote (UGV), les navires sans pilote (USV), les véhicules sous-marins télécommandés (ROV) et les véhicules sous-marins autonomes (AUV), ces systèmes combinent des processeurs (CPU), des processeurs graphiques (GPU), des circuits intégrés programmables (FPGA), des accélérateurs d’IA, des composants réseau et des solutions de stockage sécurisées au sein d’architectures robustes soumises à des contraintes de taille, de poids et de puissance (SWaP).
Cette page présente les principaux fabricants de systèmes informatiques embarqués, qui proposent des solutions pour le contrôle en temps réel, la fusion de capteurs, l’IA en périphérie, la vision industrielle, le routage des communications, les diagnostics et la cybersécurité.
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Plates-formes de calcul IA en périphérie et SOM pour l'autonomie des drones et la robotique de nouvelle génération
Modules informatiques et d'E/S vidéo robustes : 6U et 3U VPX, XMC, petit format et solutions personnalisées
Solutions de traitement vidéo et de streaming Edge AI offrant une connaissance de la situation en temps réel pour les drones et les systèmes sans pilote critiques
Stations de contrôle au sol (GCS) robustes, harnais spéciaux et solutions clés en main pour les systèmes sans pilote et la robotique critiques
Solutions de connectivité réseau sécurisées et dispositifs de cryptage IFF Mode 5 pour les drones et les systèmes sans pilote militaires et gouvernementaux
Systèmes informatiques embarqués de qualité industrielle pour l'informatique de pointe en matière d'IA et l'apprentissage automatique
Logiciels radar et solutions de traitement des capteurs, contrôle radar maritime, suivi et visualisation pour USV
Logiciels et matériel de traitement vidéo embarqués pour systèmes sans pilote
Écrans robustes haute performance et solutions IHM sur mesure pour les systèmes sans pilote à mission critique
Solutions informatiques robustes pour les drones et les systèmes sans pilote destinés à des missions critiques
Solutions matérielles robustes et ultra-fiables pour les drones et les systèmes sans pilote critiques opérant dans des environnements extrêmes
Contrôleurs de vol, capteurs et autres technologies électroniques de pointe pour drones et robotique
Surveillance électro-optique et traitement vidéo pour les systèmes sans pilote et les applications anti-drones
Contrôleurs embarqués, tests avioniques, simulation HIL et systèmes d'acquisition de données pour applications UAV/UAS
Solutions graphiques vidéo haute performance, GPGPU, traitement IA/ML et affichage pour les applications C5ISR
Fusion, intégration et affichage des données de surveillance radar et ADS-B | Suivi des drones et intégration ATC
Alimentations électriques et convertisseurs de puissance robustes pour systèmes sans pilote et UAV
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Les solutions informatiques embarquées constituent la base du traitement embarqué des systèmes sans pilote modernes, transformant les données brutes issues des capteurs en comportements opérationnels essentiels. Contrairement au matériel de bureau standard, l’informatique embarquée destinée au contrôle des véhicules sans pilote repose sur des modules spécialisés qui exécutent des tâches dans le cadre de contraintes très strictes en matière de taille, de poids, de consommation électrique et de dissipation thermique, tout en résistant à des vibrations intenses, à des chocs et à des conditions environnementales extrêmes.
Pour les plateformes de petite taille, les développeurs s’appuient sur un ordinateur embarqué de petit format ou sur un module informatique embarqué compact associé à une carte porteuse sur mesure. À mesure que la complexité des missions augmente, l’architecture évolue vers des systèmes informatiques robustes, des ordinateurs embarqués sur mesure ou des unités de fond de panier modulaires, traitant d’importants volumes de données entièrement à bord afin de garantir une autonomie en temps réel lorsque les communications sont perturbées ou interrompues.
Le traitement en temps réel est une exigence essentielle pour le contrôle des véhicules sans pilote, garantissant que la stabilisation, les corrections de navigation et la surveillance de la sécurité s’effectuent dans des fenêtres temporelles déterministes. Les systèmes informatiques embarqués haute performance coordonnent les données inertielles à haut débit, les réponses des actionneurs et le retour d’information des moteurs avec une latence minimale afin d’empêcher que les boucles de contrôle critiques ne soient interrompues par des tâches de calcul secondaires.
Les plateformes sans pilote s’appuient sur une fusion robuste des données issues des capteurs pour combiner les informations provenant du GNSS, des unités de mesure inertielle, des radars, des LiDAR, des sonars et des caméras EO/IR afin de constituer une image opérationnelle résiliente. La plateforme informatique embarquée aligne ces flux de données disparates tant dans le temps que dans l’espace, réduisant ainsi les fausses détections et préservant un contexte de navigation précis, même dans des environnements encombrés, dépourvus de signal GPS ou à faible visibilité.
Solution informatique embarquée Condor GR5SL-B5000 d’EIZO Rugged Solutions
Le traitement embarqué permet de passer du pilotage à distance à l’autonomie supervisée, en exécutant des filtres de navigation, des routines d’optimisation de trajectoire et la logique de mission. Afin de garantir la sécurité des opérations, des modules de calcul hautement fiables destinés aux plateformes robotiques imposent une séparation stricte entre les fonctions d’autonomie consultatives, telles que l’identification d’objets, et les commandes du véhicule dotées d’une autorité décisionnelle, comme la récupération d’urgence automatisée.
Au-delà du contrôle du véhicule, les dispositifs informatiques embarqués gèrent les exigences complexes en matière de synchronisation, d’alimentation et d’acheminement des données propres aux charges utiles spécialisées, notamment les caméras de cartographie, les capteurs de gaz et les bras robotiques. Une architecture embarquée bien conçue permet une intégration transparente des périphériques, déclenchant la capture de données et synchronisant les horodatages sans compromettre la marge de traitement nécessaire à la survie du véhicule.
Situées au cœur du réseau du véhicule, les solutions informatiques embarquées gèrent le trafic sur les bus internes tels que CAN et Ethernet, tout en assurant la gestion des liaisons de données externes par radio, réseau cellulaire ou satellite. Les charges utiles d’imagerie modernes générant davantage de données brutes que ne peuvent en transmettre les liaisons standard, les systèmes de traitement en périphérie hiérarchisent les données de télémétrie critiques et condensent les ensembles de données volumineux en paquets de métadonnées légers. En intégrant ces systèmes dans un cadre de l’Internet des objets (IoT), les opérateurs peuvent mettre en place une surveillance évolutive de l’état de l’ensemble de la flotte et une journalisation centralisée des missions
Les charges de travail liées à la vision artificielle nécessitent une puissance de calcul importante pour traiter des images optiques, thermiques ou sonar en temps réel, à des fins de suivi de cibles, d’extraction de caractéristiques et d’odométrie visuelle. L’intégration d’accélérateurs dédiés au sein de l’architecture embarquée permet une classification du terrain en temps réel et une évaluation automatisée des zones d’atterrissage directement en périphérie, éliminant ainsi la latence liée au traitement par la station au sol.
Afin de protéger les actifs de grande valeur, l’architecture embarquée surveille en permanence l’état des composants électroniques en suivant la consommation de courant, les profils de température et l’intégrité du stockage sur l’ensemble des sous-systèmes. Si une anomalie est détectée, le système lance des diagnostics localisés ou des protocoles automatisés de gestion des défaillances, garantissant ainsi que le véhicule puisse interrompre une mission en toute sécurité ou regagner sa base avant qu’une défaillance critique ne se produise.
Module informatique embarqué VPX3U-AD5000E-CX7 (WOLF-153L) de Wolf Advanced Technology
Les UAV exigent une efficacité rigoureuse, car chaque gramme de charge utile et chaque watt de puissance ont un impact direct sur l’autonomie de vol. Des modules informatiques embarqués robustes et de petit format sont largement déployés sur ces plateformes pour prendre en charge les missions de renseignement, de surveillance et de reconnaissance (ISR), de cartographie et d’inspection industrielle.
Alors qu’un contrôleur de vol dédié gère la stabilité aérodynamique de base, un ordinateur embarqué robuste pour drone prend en charge les tâches intensives d’IA en périphérie, la stabilisation de la caméra et le suivi d’objets. La conception thermique reste un défi majeur, nécessitant des boîtiers étanches et sans ventilateur qui dissipent la chaleur à travers la cellule afin de résister à la charge solaire et aux variations d’altitude.
Les UGV nécessitent des ordinateurs embarqués robustes intégrés au véhicule, conçus pour résister aux chocs mécaniques extrêmes, à la poussière, à la boue et aux infiltrations d’eau lors des opérations sur le terrain. Ces plateformes traitent les charges de travail liées à la perception en champ proche en fusionnant les données provenant du LiDAR, de la vision stéréoscopique et des codeurs de roues afin de naviguer sur des terrains complexes ou dans des environnements urbains.
Pour la robotique spécialisée dans la neutralisation des engins explosifs (EOD) et les missions à haut risque, le système embarqué coordonne le contrôle précis du manipulateur et les flux vidéo haute définition. Ces ordinateurs fonctionnant à proximité de groupes motopropulseurs électriques puissants, les concepteurs ont recours à des E/S isolées et à un conditionnement d’alimentation robuste afin d’éviter les interférences électromagnétiques.
Les déploiements maritimes présentent des risques environnementaux sévères, obligeant les ingénieurs à prescrire des ordinateurs de qualité maritime dotés d’une étanchéité de classe IP67 contre le brouillard salin et de revêtements anticorrosion spécialisés. À l’intérieur des coques sous-marines étanches, où le refroidissement par circulation d’air active est impossible, les solutions informatiques compactes doivent dissiper la chaleur par conduction à travers le châssis.
Les véhicules sous-marins autonomes (AUV) s’appuient entièrement sur des modules informatiques embarqués pour exécuter des filtres de navigation et traiter les données sonar ou acoustiques, car les signaux radio ne peuvent pas traverser l’eau. Pour les véhicules de surface sans pilote (USV) et les véhicules télécommandés (ROV), ces systèmes gèrent la prévention autonome des collisions, traitent les flux vidéo haute résolution et assurent des communications par câble à haut débit.
Les ordinateurs monocarte (SBC) intègrent le traitement, la mémoire et les E/S standard sur un substrat unifié afin d’offrir des performances informatiques hautement optimisées et rentables. Par ailleurs, une architecture « ordinateur sur module » isole les éléments informatiques essentiels sur une petite carte mezzanine qui s’enfiche dans une carte porteuse spécifique à l’application, ce qui réduit au minimum la complexité de la conception technique sur mesure. Les principaux fabricants de modules informatiques conçoivent ces plateformes modulaires pour résister à des températures industrielles extrêmes, offrant ainsi aux intégrateurs de systèmes une flexibilité à long terme en matière de mises à niveau technologiques.
Systèmes embarqués ARM par Review Display Systems
Les PC embarqués robustes regroupent le matériel informatique, le filtrage interne de l’alimentation et des connecteurs externes durables dans des boîtiers entièrement étanches et prêts à être montés, ce qui réduit au minimum les coûts d’intégration. Situé au cœur du système de contrôle du véhicule, un ordinateur de mission spécialisé fait office de coordinateur principal du système, établissant des ponts de données sécurisés entre le pilote automatique, les ensembles de charge utile de la mission et l’infrastructure de traitement en périphérie.
Lorsque les systèmes autonomes nécessitent une bande passante de traitement extrême, les architectures de fond de panier modulaires telles que VPX et OpenVPX offrent des vitesses de routage des données inégalées ainsi qu’une intégrité structurelle mécanique exceptionnelle. Ces systèmes utilisent des emplacements standardisés pour permettre la coexistence transparente de lames de traitement interchangeables, de FPGA et de commutateurs réseau haut débit, réduisant ainsi les risques d’obsolescence à long terme pour les grandes installations de défense, de radar et de traitement maritime de pointe.
L’informatique en périphérie conserve l’intégralité de la logique décisionnelle critique à bord du système sans pilote, garantissant ainsi l’exécution immédiate des commandes d’évitement de collision et de stabilisation sans attendre de réponse du réseau externe. À l’inverse, l’autonomie connectée au cloud exploite une infrastructure de serveurs distants après la mission, permettant aux opérateurs de télécharger les diagnostics d’état du véhicule, d’affiner les modèles de perception par apprentissage automatique et de synchroniser les jumeaux numériques à l’échelle de la flotte une fois la connectivité à haut débit rétablie.
Le choix d’une architecture de traitement appropriée nécessite de trouver un équilibre entre le débit de calcul et les contraintes thermiques et énergétiques du véhicule.
| Technologie | Cas d’utilisation principal | Avantages et limites techniques |
| Processeurs | Logique de commande, planification, exécution du système d’exploitation et applications générales liées à la mission. | Excellente logique séquentielle, chaînes d’outils logiciels éprouvées et programmation aisée ; toutefois, ils peuvent s’avérer inefficaces lors du traitement de flux de données hautement parallélisés. |
| GPU | Traitement parallèle des données, analyse vidéo en temps réel et inférence sur les réseaux neuronaux. | Débit inégalé pour l’amélioration intensive des images, la cartographie 3D et le SLAM visuel ; limités par une consommation électrique élevée et des défis majeurs en matière de gestion thermique dans les espaces hermétiques. |
| FPGA | Traitement du signal déterministe à faible latence et pontage d’E/S sur mesure. | Implémentation de la logique directement dans le matériel pour une exécution prévisible à la microseconde près, le prétraitement sonar et le filtrage radar ; s’accompagne d’une grande complexité de développement et d’exigences de programmation spécialisées. |
| Accélérateurs d’IA / NPU | Tâches d’inférence et de perception en apprentissage automatique économe en énergie. | Performances par watt exceptionnelles pour l’exécution de modèles entraînés de détection et de classification d’objets ; nécessite une quantification rigoureuse et une vérification de la compatibilité des modèles. |
La protection des plateformes autonomes nécessite une stratégie défensive mise en œuvre au niveau matériel, capable de protéger les données de mission sensibles et de préserver l’intégrité opérationnelle.
L’intégration directe de ces mesures de sécurité dans l’architecture informatique permet au système d’isoler automatiquement les menaces et de préserver le contrôle du véhicule dans des conditions défavorables.
L’évolution rapide des plateformes de véhicules autonomes est à l’origine de plusieurs avancées majeures en matière de conception matérielle et de paradigmes de l’informatique en périphérie.
Ces évolutions globales garantissent que les plateformes sans pilote de nouvelle génération resteront adaptables, sécurisées et pleinement capables de traiter d’énormes volumes de données directement sur le terrain.
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