FR2880166A1 - Procede et dispositif d'aide a la conduite par alerte en cas de situation d'urgence pour un vehicule automobile - Google Patents

Abstract

Procédé d'aide à la conduite par alerte en cas d'urgence pour un véhicule automobile, selon lequel, en fonction de données dynamiques et environnementales du véhicule et de données relatives au comportement du conducteur, on détermine si le véhicule se trouve dans une situation critique et, le cas échéant, on déclenche une action de correction, la dite action de correction n'étant déclenchée que si, simultanément à la détection de la dite situation critique, on détecte un signal représentatif d'un état anormal de stress ou d'inattention du conducteur. La quantification de l'état de stress est basée sur l'enregistrement des réponses phasiques de la résistance et du potentiel électrodermaux, obtenues par des capteurs disposés par exemple sur le volant du véhicule.

Description

Procédé et dispositif d'aide à la conduite par alerte

en cas de situation d'urgence pour un véhicule automobile.

La présente invention concerne un procédé et un dispositif d'aide à la conduite par alerte en cas d'urgence pour un véhicule automobile.

Les systèmes d'aide à la conduite utilisent généralement différents types d'informations pour déterminer, d'une part, si le conducteur se trouve dans une situation anormale ou d'urgence et, d'autre part, si il est nécessaire d'alerter le conducteur en vue qu'il corrige cette situation, ou même d'agir directement sur le véhicule, sans solliciter l'intervention du conducteur.

Ces différents types d'informations peuvent être classés en trois catégories de signaux de données: - des données dynamiques du véhicule, telles que vitesse, accélération, angle du volant, etc. - des données environnementales, qui sont fournies généralement à l'aide de capteurs d'environnement tel qu'un radar ou une caméra, par exemple la distance ou la vitesse relative à un obstacle, fixe ou mobile, - des données relatives au comportement du conducteur, tel que l'appui sur la pédale de frein ou d'accélérateur, etc. Les systèmes d'aide à la conduite peuvent prendre en compte des paramètres appartenant à ces trois catégories, ou seulement à certaines.

Par exemple, dans des systèmes d'assistance connus de type "ESP", on utilise à la fois notamment la position angulaire du volant par l'intermédiaire d'un capteur d'angle de braquage, une indication sur la volonté de freinage par le conducteur, par détection de l'appui sur la pédale de frein et de la rotation des roues par un capteur de tops ABS, et une indication relative à la trajectoire absolue du véhicule par capteur d'accélération transversale et capteur de lacet, permettant de détecter si cette trajectoire est en concordance avec la position du volant. A partir de ces différents paramètres, le système d'aide peut agir sur le freinage de chaque roue pour corriger la trajectoire du véhicule dans les virages, en situation de sous-virage ou survirage, ou en cas de manoeuvre brutale.

D'autres systèmes combinent la détection d'un obstacle avec l'appui sur la pédale d'accélérateur et la mesure de la vitesse pour commander une coupure de l'accélération ou un freinage.

Ces exemples ne sont nullement limitatifs, et de plus en plus de systèmes visant à aider le conducteur ou le suppléer, pour notamment réduire les risques d'accident, tendent à se développer et à équiper les véhicules automobiles.

Malgré, ou à cause de, la prise en compte possible de nombreux paramètres, il s'ensuit parfois des fausses détections ou des non détections de situations critiques, comme par exemple la signalisation d'un virage coupé qui est interprété comme une sortie de voie du fait de la détection du franchissement d'une ligne de séparation de voie dans un virage, alors que cela correspondrait à une action volontaire du conducteur.

De telles anomalies peuvent être au moins gênantes, ou même dangereuses si elles conduisent à ce que le conducteur agisse par réaction consciente ou réflexe, ou même à ce que le système agisse automatiquement, sur le véhicule pour corriger une situation non anormale, mais cependant considérée comme telle par le dit système.

Par ailleurs, on connaît déjà des systèmes, tels que décrits dans SU-1491445 ou JP-11139178 par exemple, de détection ou mesure de différents paramètres propres au conducteur, tels que mesure de la conductivité ou du potentiel cutané, du rythme cardiaque du clignement des yeux, etc. pour déterminer l'état de conscience ou d'endormissement du conducteur.

On connaît aussi d'autres méthodes ou systèmes visant à fournir une alerte en cas de détection d'un dépassement d'un certain seuil d'un paramètre physiologique.

Par exemple, RU-2025731 décrit un dispositif de mesure des composantes toniques et phasiques de la résistance cutanée, qui fournit une alerte en cas de franchissement, à la hausse ou à la baisse, d'un certain seuil de stress. JP-09019420 décrit un dispositif de mesure des composantes toniques et phasiques de la résistance cutanée, qui fournit une alerte en cas de détection de niveaux anormaux d'attention, d'endormissement ou d'irritabilité. US-6172610 et DE-29901849 décrivent aussi un dispositif de mesure de la ligne de base de la résistance cutanée, pour fournir une alerte en cas de détection d'un niveau anormal, correspondant à des signes d'endormissement.

D'autres documents encore, tels que GB-2343954, US-4928090, DE- 19959576, décrivent des dispositifs de mesure de différents paramètres physiologiques, tels que rythme cardiaque, taux de glycémie, température cutanée, résistance cutanée, potentiel cutané, ou du niveau de transpiration, pour fournir des alertes éventuelles en cas de détection de niveaux anormaux des signaux mesurés, représentatifs par exemple d'un niveau d'éveil anormalement bas ou d'un niveau de stress anormalement élevé.

On connaît aussi, dans le domaine du transport ferroviaire notamment, des dispositifs de mesure des composantes toniques et phasiques des signaux électrodermaux, pour fournir une alerte sonore si le conducteur devient inattentif, et un dispositif déclenchant une action de sécurité s'il s'avère que le conducteur ne répond pas suffisamment rapidement à l'alerte en pressant un bouton, cette opération de vérification agissant, si elle n'est pas effectuée, comme une confirmation de l'inattention et donc du danger encouru.

Par exemple, SU-1142344 décrit un système, destinés aux trains, de mesure des composantes toniques et phasiques de la résistance cutanée, puis filtrage des signaux cutanés. Une alerte sonore est émise si le conducteur devient inattentif. S'il ne presse pas un bouton prévu à cet effet suffisamment à temps, un freinage automatique du train est déclenché.

Le document WO-200044580 décrit un dispositif de mesure des composantes toniques et phasiques de la résistance cutanée, ainsi que d'autres variables physiologiques électroencéphalogramme, électro- myogramme, électro-occulogramme, pour générer des actions correctives appropriées en cas de détection d'une baisse de vigilance.

Dans d'autres documents, il est proposé d'utiliser les signaux électrodermaux pour quantifier l'état du conducteur, et adapter en conséquence certains réglages du véhicule ou bien à des fins d'occulter d'autres entrées possibles de facteurs stressants. Ainsi, par exemple, si le conducteur est jugé trop stressé, suite éventuellement à la situation actuelle de conduite, son téléphone mobile sera placé d'autorité en mode répondeur, afin de ne pas le perturber d'avantage.

Le document EP-545497 décrit un dispositif de mesure de la conductivité cutanée, en vue de surveiller les conditions psychophysiologiques d'un opérateur pour adapter le type d'informations fournies à cet opérateur en fonction de son état de stress déterminé à partir de la dite mesure. Ce système vise en particulier à ce que, parmi toutes les informations qui peuvent être fournies à l'opérateur, seules les informations prioritaires pourront être transmises en période de stress du conducteur, et les informations les moins prioritaires, telles que niveau de carburant, ou sonnerie de téléphone, ne lui seront transmises que lors des périodes de moindre stress.

Mais aucun de ces systèmes ne permet de résoudre le problème évoqué préalablement, d'éviter le déclenchement de fausses alertes ou la mise en oeuvre d'actions correctives inopportunes sur la base des seules données relatives au véhicule ou à l'environnement.

La présente invention a pour but de résoudre ce problème.

Avec ces objectifs en vue, l'invention a pour objet un procédé d'aide à la conduite par alerte en cas d'urgence pour un véhicule automobile, selon lequel, en fonction de données dynamiques et environnementales du véhicule et de données relatives au comportement du conducteur, on détermine si le véhicule se trouve dans une situation critique et, le cas échéant, on déclenche une action de correction, caractérisé en ce que la dite action de correction n'est déclenchée que si, simultanément à la détection de la dite situation critique, on détecte un signal représentatif d'un état anormal de stress ou d'inattention du conducteur.

Par situation critique, il faut comprendre toute situation considérée comme critique ou dangereuse par des dispositifs connus d'aide à la conduite, telle que notamment une déviation anormale de trajectoire par rapport à l'orientation du volant, ou une distance entre deux véhicules insuffisante compte tenu de la vitesse, ou un positionnement incorrect du véhicule sur sa voie, etc. Par action de correction, il doit être compris non seulement le déclenchement de tout signal d'alarme, visuel, auditif, tactile, etc., pouvant être capté par le conducteur, mais aussi toute action corrective susceptible d'être effectuée automatiquement par le véhicule, sans intervention du conducteur.

Par état de stress, il faut comprendre autant un état de stress élevé que de stress trop faible, pouvant refléter un état d'inattention, cette quantification de l'état de stress étant déterminée par rapport à un niveau considéré comme normal de ce stress.

La technique utilisée selon l'invention pour quantifier cet état de stress est basée sur l'enregistrement des réponses phasiques de la résistance et du potentiel électrodermaux, qui permettent donc de prendre en compte l'état physiologique du conducteur.

L'activité électrique électrodermale est l'un des reflets périphériques de l'activité du système nerveux autonome (SNA). Le fonctionnement de ce dernier est intimement lié à celui du système nerveux central (SNC) mais il a pour particularité, comme son nom l'indique, de fonctionner de façon autonome, c'est à dire sans nécessité d'action consciente. Par exemple, les battements du coeur et leurs variations sont gérés par le système nerveux autonome en adaptation permanente au milieu extérieur.

Les variations de la résistance électrique de la peau sont, elles aussi, révélatrices du niveau de relaxation ou au contraire de grande attention d'un individu et sont très dépendantes du milieu extérieur. De même les variations du potentiel électrique de la peau sont le reflet du stress actuel du conducteur. Les grandes variations ponctuelles de ces grandeurs sont particulièrement intéressantes car elles sont la réponse de l'organisme à une stimulation extérieure; on les appelle réponses phasiques.

Selon l'invention, il est donc possible de déclencher une alerte ou un actionneur en combinant la détection d'une situation critique par les données classiques, du type dynamique véhicule, cible détectée, comportement du conducteur, etc., avec une détection de l'état physiologique du conducteur.

Par exemple, une alerte pourra alors être déclenchée si le système détecte une situation d'urgence, à l'aide des données classiques, telles que distance relative, vitesse relative, temps de suivi, etc., et si le conducteur se trouve dans un état d'inattention par rapport à son état en conduite normale.

Selon un autre exemple, un actionneur pourra être déclenché si on détecte une situation d'urgence, également à l'aide des données classiques, et si le conducteur se trouve dans un état d'inattention ou de stress par rapport à son état en conduite normale.

Selon une disposition particulière de l'invention, le niveau normal de stress peut par exemple être déterminé au cours d'une période d'apprentissage, par exemple lors de chaque démarrage, par les moyens d'évaluation de l'activité du système nerveux autonome, ces moyens étant ensuite utilisés comme capteurs de détection d'une variation de cette activité, signe d'une modification de l'état physiologique du conducteur.

L'invention a aussi pour objet un dispositif d'aide à la conduite pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus, comprenant des capteurs pour fournir des données dynamiques et environnementales du véhicule et des données relatives au comportement du conducteur, et un calculateur pour déterminer à partir de ces données si le véhicule se trouve dans une situation critique et, le cas échéant, déclencher une action de correction. Selon l'invention, le dispositif est caractérisé en ce qu'il comporte aussi des moyens de capteurs pour fournir au dit calculateur des données représentatives de l'état de stress du conducteur, le calculateur étant agencé pour déclencher la dite action de correction seulement si le véhicule se trouve dans une situation critique et si les données représentatives de l'état de stress du conducteur reflètent un état de stress anormal.

Selon une disposition particulière de l'invention, les capteurs pour fournir au dit calculateur des données représentatives de l'état de stress du conducteur pourront comporter des moyens de mesure de la résistance et/ou du potentiel cutanés du conducteur. Préférentiellement, ces capteurs seront des électrodes disposées sur le volant du véhicule, et ces électrodes seront reliées à un conditionneur pour fournir au calculateur, à partir des signaux issus des capteurs, un signal représentatif de l'état physiologique du conducteur.

D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront dans la description qui va être faite d'un exemple de mise en oeuvre de l'invention.

On se reportera aux dessins annexés dans lesquels.

- la figure 1 est un schéma de l'architecture d'un système selon l'invention, - la figure 2 est un schéma illustrant la 20 disposition des capteurs sur le volant et le traitement du signal issu de ces capteurs.

- la figure 3 est un graphique illustrant, à titre d'exemple spécifique, une évolution des paramètres cutanés en réponse à un événement, et en comparaison la réponse du conducteur, illustrée ici par la variation de vitesse du véhicule.

Le système, représenté figure 1, comporte un calculateur 1, dans lequel sont définis des algorithmes de décision. Ce calculateur est relié à des capteurs 2, 3, 4, qui lui fournissent respectivement: - des données dynamiques du véhicule, telles que vitesse longitudinale, et accélération longitudinale et transversale, - des données relatives à l'environnement, telles que par exemple la détection d'obstacles ou d'une ligne blanche de la chaussée par une caméra, - des données relatives aux actions du conducteur, telles que l'appui sur les freins ou l'accélérateur, l'état de la commande des feux clignotants, ou l'angle du volant, etc. De manière spécifique à l'invention, le système comporte en plus des moyens de capteurs 5 pour fournir au dit calculateur des données représentatives de l'état physiologique du conducteur, ces données étant particulièrement la résistance et le potentiel cutané du conducteur.

Le calculateur est par ailleurs relié à un boîtier d'interface 6, qu'il pilote en fonction du résultat des calculs effectués selon les algorithmes de décision à partir des données issues des différents capteurs, pour fournir un signal de commande d'une alerte sonore, visuelle ou tactile.

Comme représenté figure 2, les moyens de capteurs 5 pour fournir au calculateur des données représentatives de l'état physiologique du conducteur comportent des électrodes 51, par exemple en chlorure d'argent, réparties sur le volant 52 du véhicule, de manière que les mains du conducteur soient en permanence en contact avec au moins une électrode, quelle que soit la position des mains sur le volant. Les électrodes 51 sont connectées à un conditionneur 53 qui traite les signaux fournis par les électrodes, représentatifs de la résistance et du potentiel cutanés du conducteur, pour en analyser les variations à court terme, associées au stress du conducteur, et les variations à plus long terme, associées au niveau d'attention du conducteur, pour fournir au calculateur des signaux représentatifs de son état de stress ou d'inattention.

Prenons comme exemple le cas d'une alerte en cas de sortie de la voie de circulation normale. Comme cela est déjà connu, les lignes blanches tracées sur la chaussée sont détectées à l'aide d'une caméra située soit au niveau du rétroviseur intérieur soit regardant l'arrière du véhicule et couplée à un processeur de traitement d'image. Dès que le conducteur se rapproche trop près d'un marquage au sol sans avoir mis son clignotant, il est alerté à l'aide d'une alarme sonore, tactile ou visuelle.

Dans les systèmes connus, un conducteur qui coupe volontairement un virage génère une fausse alarme. Dans ce cas le système détecte un franchissement de ligne blanche et alerte le conducteur alors que son franchissement de ligne est volontaire et ne correspond pas forcément à une situation critique. De plus, pour limiter le nombre de fausses alarmes, notamment en ville, un tel système est généralement actif uniquement au-dessus de 70 km/h et inopérant en dessous.

En couplant cette détection de lignes blanches avec une information reflétant l'état physiologique du conducteur, obtenue à partir des électrodes placées sur le volant, on peut déclencher une alarme correspondant à un franchissement de ligne uniquement si le conducteur franchit la ligne et si l'état de stress ou d'attention ne correspond plus à son état en conduite normale. Dans le cas du virage coupé, comme le conducteur ne manifeste pas de niveau de stress anormal, l'alerte ne sera pas déclenchée et il n'y aura plus de fausses alarmes. De plus, l'activation du système pourra se faire non plus sur un seuil de vitesse mais selon l'état de stress ou d'inattention du conducteur, s'il manipule son autoradio par exemple.

Pour tenir compte de la grande variabilité intra individuelle de la réponse électrodermale, il est prévu un système d'initialisation, qui se met en oeuvre par exemple à chaque démarrage du véhicule. Ce système définit une période d'apprentissage de l'état physiologique du conducteur en conduite nominale par le système d'aide, en utilisant préférentiellement les premières minutes de conduite comme référence.

Les graphiques de la figure 3 illustrent les variations de la résistance cutanée et du potentiel cutané suite à un événement extérieur, tel que un signal de flash d'alerte. On constate que la réponse en résistance ou potentiel cutané est quasi instantanée, alors que la réponse consciente du conducteur, représentée ici par le ralentissement du véhicule, n'intervient qu'avec un retard sensible, de plus d'une seconde. On constate alors l'intérêt d'utiliser comme signaux d'alerte la résistance et le potentiel cutané, qui permettent de fournir une information de manière inconsciente pour le conducteur, et plus rapide que la perception visuelle du flash et la réponse consciente à de tels stimuli.

Claims (8)

REVENDICATIONS

1. Procédé d'aide à la conduite par alerte en cas d'urgence pour un véhicule automobile, selon lequel, en fonction de données dynamiques et environnementales du véhicule et de données relatives au comportement du conducteur, on détermine si le véhicule se trouve dans une situation critique et, le cas échéant, on déclenche une action de correction, caractérisé en ce que la dite action de correction n'est déclenchée que si, simultanément à la détection de la dite situation critique, on détecte un signal représentatif d'un état anormal de stress ou d'inattention du conducteur.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'action de correction est le déclenchement d'un signal d'alarme, visuel, auditif, tactile, pouvant être capté par le conducteur, ou une action corrective susceptible d'être effectuée automatiquement par le véhicule.

3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la quantification de l'état de stress est basée sur l'enregistrement des réponses phasiques de la résistance et du potentiel électrodermaux.

4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la quantification de l'état de stress est déterminée par rapport à un niveau normal de stress, qui est déterminé au cours d'une période d'apprentissage.

5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la période d'apprentissage à lieu à chaque démarrage du véhicule.

6. Dispositif d'aide à la conduite par alerte en cas d'urgence pour un véhicule automobile, comprenant des capteurs (2, 3, 4) pour fournir des données dynamiques et environnementales du véhicule et des données relatives au comportement du conducteur, et un calculateur (1) pour déterminer à partir de ces données si le véhicule se trouve dans une situation critique et, le cas échéant, déclencher une action de correction, caractérisé en ce que, pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 5, il comporte aussi des moyens de capteurs (5) pour fournir au dit calculateur des données représentatives de l'état de stress du conducteur, le calculateur (1) étant agencé pour déclencher la dite action de correction seulement si le véhicule se trouve dans une situation critique et si les données représentatives de l'état de stress du conducteur reflètent un état de stress anormal.

7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les capteurs pour fournir au dit calculateur des données représentatives de l'état de stress du conducteur comportent des moyens (51) de mesure de la résistance et/ou du potentiel cutanés du conducteur

8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que les capteurs sont des électrodes (51) disposées sur le volant du véhicule, et ces électrodes seront reliées à un conditionneur (53) pour fournir au calculateur (1), à partir des signaux issus des capteurs, un signal représentatif de l'état physiologique du conducteur.