Comment nous avons conçu un système de surveillance de l'état du conducteur

La fatigue est un facteur sous-estimé à l'origine d'accidents de la route, un tueur silencieux dans près de 30 % des cas et une cause de blessures graves dans 15 % des cas.

De longues heures de conduite, un paysage monotone, une nuit sans sommeil, le travail posté – quelle qu'en soit la cause, la fatigue du conducteur peut être dangereuse à tout moment, de jour comme de nuit, même sur une courte distance. La fatigue ne conduit pas toujours à s'endormir au volant. Même de brefs moments de déconcentration peuvent s'avérer fatals.

La fatigue altère les performances du conducteur presque autant que des niveaux d'intoxication alcoolique légalement proscrits. Elle entraîne une détérioration de la vigilance et de l'attention, prolonge considérablement le temps de réaction et réduit la capacité à juger la situation sur la route.

Heureusement, personne ne s'endort au volant de façon soudaine. Il existe plusieurs signes avant-coureurs perceptibles, comme cligner des yeux plus que d'habitude, bâiller, dériver sur ou au-delà des lignes de voie, avoir le regard qui se perd ou la tête qui tombe. L'augmentation du niveau de fatigue pourrait être détectée, déclenchant l'alarme et sauvant de nombreuses vies humaines si seulement ces symptômes étaient détectés à temps. Mais les symptômes diffèrent légèrement d'une personne à l'autre, il serait donc parfait de pouvoir les apprendre et de nous adapter individuellement à chaque conducteur pendant la conduite.

C'est ainsi qu'est née l'idée d'un système de surveillance de l'état du conducteur. Notre équipe Innovation Lab travaille sur cette solution depuis plusieurs mois, et nous souhaitons aujourd'hui vous en dire plus sur la manière dont elle a été développée.

Comment fonctionne le système de surveillance de l'état du conducteur ?

La solution conçue par notre équipe utilise un ensemble de caméras qui surveillent actuellement les yeux/iris et le visage des conducteurs, mais qui, à l'avenir, mesureront également l'état humain, notamment le pouls, l'oxydation sanguine et la température, sans capteurs corporels. Aujourd'hui, l'IA et les algorithmes propriétaires de fusion de capteurs analysent le niveau de somnolence du conducteur sur la base d'une classification temporelle : fermé, mi-fermé, mi-ouvert, ouvert.

La solution Mediapipe a été utilisée pour la reconnaissance des yeux et du visage. Ensuite, les algorithmes Spyrosoft calculent le niveau d'ouverture en se basant sur le contour relatif de l'œil et la surface de l'iris, ce qui nous rend indépendants de la distance de la caméra. Les algorithmes ajustent les valeurs à chaque conducteur, reconnu après quelques secondes. Pour chaque œil, le système prend le point médian du contour supérieur et le point médian du contour inférieur et calcule la distance entre eux. Il inclut également le diamètre de l'iris pour calculer le niveau d'ouverture maximal de l'œil.

Lorsque le système détecte que les yeux sont fermés pendant au moins 3 secondes ou qu'aucun œil n'est détecté (par exemple, lorsque le conducteur ne regarde pas la route), l'alarme appropriée est diffusée via les haut-parleurs. À l'avenir, il pourrait également être possible d'arrêter le véhicule ou d'appeler les secours.

Qu'advient-il des données ?

Les données sont stockées dans la mémoire non volatile de l'appareil. En cas d'accident, les données relatives au temps de conduite, à l'identité du conducteur, aux avertissements et aux alarmes peuvent être récupérées à partir de ce que l'on appelle la boîte noire. L'identification d'un conducteur est possible par reconnaissance faciale et par un identifiant attribué à chaque conducteur. Utilisation possible d'un oxymètre de pouls

Pour obtenir des informations supplémentaires sur l'état d'un conducteur, il est possible d'utiliser un oxymètre de pouls pour mesurer sa saturation en oxygène et sa fréquence cardiaque. Pour garantir une mesure correcte, il est nécessaire de placer plusieurs oxymètres de pouls sur le volant et éventuellement sur le levier de vitesses, qui seront très proches les uns des autres.

Perspectives d'avenir

En tant que partenaire NVIDIA dans un programme de perception, nous transférons actuellement l'application pour qu'elle fonctionne sur la plateforme NVIDIA Drive IX, dédiée à une utilisation dans le secteur automobile.

À l'avenir, nous prévoyons d'intégrer les bibliothèques NVIDIA afin d'obtenir des fonctionnalités supplémentaires et une précision encore meilleure de nos algorithmes. Le système de surveillance de l'état du conducteur peut également être intégré à d'autres capteurs, au système d'infodivertissement, ou voir ses fonctionnalités étendues par des algorithmes supplémentaires.

Quels sont les avantages de cette solution ?

Le système de surveillance de l'état du conducteur peut s'avérer efficace pour réduire le nombre d'accidents de la route liés à la fatigue du conducteur. De plus, en ajoutant un oxymètre de pouls, non seulement le niveau de fatigue pourrait être mesuré, mais aussi l'état de santé général du conducteur, par exemple les signes de crise cardiaque. Grâce à la communication sans fil, le personnel médical pourrait être immédiatement informé du mauvais état de santé du conducteur.

La solution peut être intégrée à tout type et modèle de voiture, ce qui est particulièrement important à la lumière de la nouvelle réglementation européenne obligeant les constructeurs automobiles à installer des systèmes de sécurité avancés dans toutes les nouvelles voitures sur le marché de l'UE. La réglementation a été adoptée en novembre 2019 et sera progressivement mise en œuvre sur une période de quatre ans, à partir de 2022. Par ailleurs, le gouvernement américain envisage de rendre Système de surveillance du conducteur une nécessité pour les nouvelles voitures.

Il convient également de mentionner que la solution garantit un haut niveau de confidentialité du conducteur en limitant l'accès aux données collectées, selon les marchés cibles, par exemple les voitures particulières par rapport aux camions de transport.

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