Michael McDonald, directeur du marketing
La surveillance dans l'habitacle est essentielle pour améliorer la sûreté, la sécurité et l'expérience globale des occupants du véhicule. En matière de sécurité, la surveillance basée sur la vision joue un rôle crucial en aidant à réduire les accidents potentiels, en améliorant les interventions d'urgence et en se conformant aux réglementations dans le paysage évolutif de la technologie automobile. Plus précisément, les systèmes basés sur la vision améliorent la sécurité des véhicules en détectant la distraction au volant et la fatigue du conducteur.
La distraction au volant et la somnolence sont des problèmes de plus en plus préoccupants depuis quelques années, en raison de l'utilisation généralisée des smartphones et des appareils électroniques, ainsi que des comportements multitâches. Les conducteurs inexpérimentés, la population vieillissante et/ou les conducteurs qui ne sont pas pleinement engagés ou alertes lorsqu'ils sont au volant compliquent encore la situation. Si les campagnes de sensibilisation du public et la connectivité mains libres ont contribué à réduire ce risque, la surveillance dans l'habitacle est une évolution importante pour la sécurité du conducteur et l'assistance automatisée. Dans ce blogue, nous explorons ces deux scénarios et la manière dont indie s'engage dans le développement de produits qui aident à aborder et à améliorer les caractéristiques de sécurité.
Les dangers de la distraction au volant
Le danger de la distraction au volant n'est un secret pour personne. En 2021[i], la distraction au volant a coûté la vie à plus de 3 500 personnes rien qu'aux États-Unis. Face à cette situation, les véhicules modernes sont de plus en plus souvent équipés de dispositifs avancés de sécurité du conducteur et de fonctions automatisées, tels que le régulateur de vitesse adaptatif (ACC) et l'assistance à la direction, afin de réduire la charge de travail du conducteur et d'améliorer sa sécurité. Comme ces systèmes continuent d'évoluer et de s'améliorer, ils sont de plus en plus adoptés dans les véhicules. Cependant, malgré ces dispositifs de sécurité, les équipementiers automobiles comptent sur le conducteur humain pour qu'il reste engagé et qu'il garde le contrôle du véhicule afin d'éviter les accidents et les blessures. Il est intéressant de noter que c'est la réussite de ces systèmes de sécurité du conducteur qui pose un défi inattendu aux constructeurs automobiles.
Les conducteurs sont confrontés à la "complaisance de l'automatisation" lorsqu'ils font confiance au système de sécurité du véhicule pour agir et prendre des décisions et, par conséquent, se désengagent de la conduite du véhicule. Un conducteur peut commencer à se sentir à l'aise en faisant plusieurs choses à la fois, en interagissant avec son téléphone, en mangeant ou en buvant, ou simplement en regardant par la fenêtre. Pire encore, des cas d'utilisation délibérément abusive des fonctions d'aide à la conduite ont été constatés. Une recherche rapide sur le web permet de trouver des vidéos en ligne de conducteurs lisant des livres, jouant à des jeux, regardant des vidéos, ou même sautant sur un autre siège dans le véhicule et supposant que le véhicule est capable de se conduire tout seul dans toutes les conditions.
Les dangers de la fatigue au volant
À la distraction des conducteurs s'ajoute la prévalence de la fatigue des conducteurs. Nos modes de vie, nos horaires de travail, nos problèmes de santé, nos longs trajets et d'autres pressions quotidiennes font souvent des ravages - en un mot, les gens sont fatigués. Cela ne fait pas toujours bon ménage avec la conduite. La réactivité des personnes fatiguées peut être affectée, entraînant des temps de réaction plus lents ou une mauvaise prise de décision, ce qui peut conduire à des accidents.
Selon la National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA)[ii], "en 2017, 91 000 accidents signalés par la police impliquaient des conducteurs somnolents. Ces accidents ont fait environ 50 000 blessés et près de 800 morts. Mais les milieux de la sécurité routière, de la science du sommeil et de la santé publique s'accordent à dire qu'il s'agit là d'une sous-estimation de l'impact de la somnolence au volant". La NHTSA estime que le coût de la fatigue des conducteurs pour la société s'élève à plus de 109 milliards de dollars par an, sans compter les dommages matériels.
Systèmes de gestion des conducteurs
Pour résoudre ces problèmes, les équipementiers ont introduit des systèmes de surveillance du conducteur (DMS) basés sur des caméras et des radars, et dans certains pays, ces systèmes sont obligatoires dans les nouvelles voitures.
Des caméras situées dans l'habitacle, que ce soit derrière le volant, sous le rétroviseur ou au-dessus d'une console d'infodivertissement, associées à des algorithmes d'apprentissage automatique, détectent la distraction ou la somnolence du conducteur. Pendant la journée, ces caméras voient le visage du conducteur dans le spectre visible. Lorsque les conditions sont sombres, par exemple par mauvais temps ou la nuit, le visage du conducteur est éclairé par une lumière infrarouge (IR) que le conducteur ne peut pas voir, mais que le capteur de la caméra voit quand même. La capacité de cette caméra à voir à la fois le spectre visible et infrarouge avec un seul capteur est unique et différente des capteurs de caméra que l'on trouve dans un téléphone portable ou un appareil photo traditionnel. En tant que leader dans le domaine des solutions automatisées pour la conduite et la sécurité, indie Semiconductor joue un rôle essentiel en permettant à ces caméras de voir à la fois le spectre infrarouge et le spectre visible avec un seul capteur, de sorte que le système puisse fonctionner de manière précise et cohérente aussi bien la nuit que le jour.
Ces caméras sophistiquées permettent au DMS de détecter un conducteur somnolent ou distrait et de déclencher un signal visuel, sonore ou haptique (par exemple, un siège qui vibre) pour attirer l'attention du conducteur.
Euro NCAP
Reconnaissant le rôle de la fatigue et de la distraction du conducteur dans les accidents de la route, le système d'évaluation Euro NCAP (European New Car Assessment Program) prend en compte les systèmes DMS dans les notes de sécurité qu'il attribue aux véhicules. En fait, il considère que les systèmes DMS sont aussi importants que les fonctions d'assistance du véhicule telles que le régulateur de vitesse adaptatif, l'assistance à la direction et l'assistance à la vitesse, qui aident également les conducteurs à éviter les accidents.
La note de sécurité étant déterminante pour la valeur d'une voiture et le coût de l'assurance de ce véhicule, les constructeurs automobiles déploient rapidement des systèmes de gestion de la sécurité sur le marché. Des tendances et des initiatives similaires ont lieu dans le reste du monde, soit par le biais de la réglementation, soit par le biais d'organisations de sécurité.
Système sur puce avancé de processeur vidéo pour caméra de l'indie
La technologie propriétaire unique du processeur de capteur d'image d'indies'est avérée essentielle pour traiter avec succès le spectre visible - en utilisant un mélange de longueurs d'onde rouge, vert et bleu (RVB) capturées par le capteur de la caméra - et le spectre infrarouge (IR) ; cette combinaison est désignée sous le nom de traitement RVB-IR. Le traitement RVB-IR est l'une des caractéristiques du système sur puce (SoC) GW5400 d'indie, un processeur vidéo avancé pour caméra. Ce dispositif supprime les données IR pendant la journée, de sorte qu'il ne reste qu'une image RVB propre ; si ce n'était pas le cas, l'image serait corrompue par les données IR du capteur (figure 2).
La nuit, lorsque l'image IR est nécessaire et qu'il y a peu de choses à voir dans le spectre visible, le GW5400 crée une image IR "haute résolution" en remplaçant intelligemment les informations RVB par des informations IR. Sans cette capacité, l'image n'aurait qu'un quart de la résolution, puisque l'IR n'est qu'un des quatre pixels du réseau de filtres de couleur (CFA) du capteur (pour en savoir plus sur les CFA, consultez notre blogue"Améliorer la sécurité des conducteurs grâce au traitement avancé du signal et aux réseaux de filtres de couleur").
Le GW5400 (voir figure 3) est intégré dans un grand nombre de systèmes de gestion de la conduite chez les principaux constructeurs automobiles et leurs fournisseurs de niveau 1 en raison de sa capacité exceptionnelle et unique à traiter à la fois le spectre visible RVB et le spectre infrarouge IR, ce qui permet aux caméras de détecter le conducteur aussi bien de jour que de nuit.
Le GW5400 prend également en charge les capteurs HDR (High Dynamic Range) qui permettent aux caméras de voir dans des environnements lumineux sans être délavées, ainsi que les détails dans les zones d'ombre. Cette caractéristique est essentielle dans les applications automobiles, où la luminosité à l'intérieur de l'habitacle est souvent beaucoup plus faible qu'à l'extérieur du véhicule. Le HDR améliore la capacité à voir les détails à l'intérieur du véhicule, quelle que soit la luminosité provenant de la lumière du soleil à l'extérieur du véhicule. Cela améliore les performances du DMS ainsi que d'autres applications de caméra à l'intérieur de l'habitacle, telles que la détection des ceintures de sécurité.
Les constructeurs automobiles adoptent également des capteurs RVB-IR de cinq mégapixels à plus haute résolution. Ces capteurs à plus haute résolution permettent à une seule caméra, au lieu de deux, de surveiller à la fois le conducteur et le reste de l'habitacle. En surveillant l'ensemble de l'environnement de l'habitacle, le système peut détecter si un enfant a été laissé dans le véhicule ou si un passager n'a pas correctement bouclé sa ceinture de sécurité. Le GW5400 fonctionne avec un capteur RGB-IR de cinq mégapixels, ce qui permet de réduire le nombre de caméras nécessaires dans le véhicule et le coût global du système de sécurité. Le GW5400 répond également aux normes automobiles en matière de qualité (AEC Q100 Grade 2) et de sécurité (ASIL-B).
Conclusion
Sous l'effet conjugué de la législation, des initiatives de l'industrie et des attentes des consommateurs, la sécurité des occupants des véhicules et des autres usagers de la route est devenue une priorité pour les constructeurs automobiles. Parallèlement à des fonctions telles que le régulateur de vitesse adaptatif (ACC), l'assistance à la vitesse et l'assistance à la direction, la surveillance dans l'habitacle jouera un rôle de plus en plus important dans l'amélioration de la sécurité. La fourniture de solutions DMS et OMS (Occupant Management System) efficaces et fiables exige des technologies de semi-conducteurs SoC avancées qui permettent un traitement efficace et en temps réel des données provenant des systèmes de caméras et de radars dans l'habitacle, quelles que soient les conditions d'éclairage. Avec des dispositifs tels que le processeur vidéo pour caméra GW5400, indie répond à cette demande avec des dispositifs qualifiés pour l'automobile qui simplifient et accélèrent la conception et la mise en œuvre des systèmes DMS/OMS et qui sont à l'épreuve du temps pour les nouvelles applications basées sur des caméras à plus haute résolution.