L’IA appliquée à la vision alimente les systèmes de surveillance de l’attention des conducteurs

Un long trajet sur l’autoroute, une conduite tard dans la nuit ou une journée chargée peuvent fatiguer n’importe quel conducteur. Mais même une brève baisse d’attention peut faire une grande différence en matière de sécurité routière.

C’est pourquoi de nombreux constructeurs automobiles se tournent vers de nouvelles technologies pour aider les conducteurs à rester vigilants et concentrés. Des capteurs qui suivent les mouvements du volant aux caméras qui détectent les signes de fatigue, les véhicules actuels deviennent plus intelligents pour reconnaître les moments où l’attention du conducteur commence à faiblir.

En particulier, grâce à la vision par ordinateur, une branche de l’intelligence artificielle (AI), les machines peuvent désormais interpréter des images et des vidéos de manière similaire aux humains. Dans les véhicules, la vision par ordinateur peut être utilisée dans les systèmes de surveillance de l’attention du conducteur pour analyser sa posture, ses expressions faciales et ses mouvements oculaires.

Par exemple, les modèles d’IA de vision comme Ultralytics YOLO11 et Ultralytics YOLO26 prennent en charge des tâches de vision par ordinateur telles que la détection d’objets (identifier et localiser les objets dans une image), le suivi d’objets (suivre ces objets d’une image à l’autre) et la segmentation d’instances (séparer les objets individuels de l’arrière-plan), qui peuvent être appliquées pour surveiller la posture du conducteur, la position de sa tête et son niveau d’attention général.

Dans cet article, nous allons examiner les causes de l’inattention et de la somnolence au volant, la manière dont l’IA de vision alimente les systèmes de surveillance de l’attention du conducteur, ainsi que la façon dont ces systèmes contribuent à bâtir un avenir plus sûr pour tous les conducteurs.

Qu’est-ce que l’inattention et la somnolence au volant ?#

Rester concentré au volant exige une attention constante. Chaque seconde, les conducteurs analysent les panneaux routiers, les feux de circulation et les mouvements des véhicules environnants. Lorsque cette concentration faiblit, même brièvement, le risque d’accident augmente fortement.

Des études montrent que les conducteurs qui quittent la route des yeux plus d’une fois ou appuient fréquemment sur les boutons du véhicule sont davantage susceptibles d’être impliqués dans une collision ou une situation évitée de justesse, même si l’augmentation du risque n’est pas exactement multipliée par deux.

Ces résultats montrent à quel point l’attention peut facilement dériver, un problème connu sous le nom d’inattention au volant. Cela se produit lorsque les yeux ou l’esprit du conducteur s’éloignent de la route, que ce soit parce qu’il consulte son téléphone, change la musique ou se perd dans ses pensées. Il suffit parfois d’un bref regard de deux secondes pour manquer une voiture qui ralentit ou un feu rouge un peu plus loin.

Fig. 1. Exemples d’un conducteur distrait. (Source)

Parallèlement, la somnolence au volant se développe progressivement, souvent à cause de la fatigue ou du manque de sommeil. Un conducteur somnolent peut cligner lentement des yeux, hocher la tête ou relâcher sa prise sur le volant. Lorsque la fatigue s’installe, les temps de réaction s’allongent et il devient plus difficile de garder le contrôle du véhicule.

Identifier si un conducteur est vigilant#

Voici quelques signes courants d’inattention ou de somnolence au volant :

• Fréquence et durée des clignements : Le conducteur cligne des yeux plus lentement ou plus souvent que d’habitude.
• Position et inclinaison de la tête : La tête du conducteur s’incline vers l’avant ou penche d’un côté.
• Mouvements des yeux et direction du regard : Le conducteur détourne trop longtemps les yeux de la route.
• Absence d’actions sur le volant : Le conducteur effectue de petites corrections de trajectoire ou les effectue avec retard.

Ces signes peuvent apparaître de manière discrète, puis devenir plus visibles avec le temps, notamment lors des longs trajets ou la nuit. Les reconnaître rapidement aide les conducteurs à rester vigilants, concentrés et en sécurité sur la route.

La nécessité de surveiller l’attention du conducteur#

Même avec des fonctionnalités avancées comme l’aide au maintien dans la voie, qui aide à garder le véhicule au centre, ou le régulateur de vitesse adaptatif, qui maintient une distance de sécurité, des accidents peuvent toujours se produire si l’attention du conducteur faiblit. La technologie peut améliorer la sécurité, mais rester vigilant demeure la responsabilité du conducteur.

Pour contribuer à réduire ces risques, de nouvelles innovations utilisent désormais des caméras alimentées par l’IA de vision pour surveiller le visage et les yeux du conducteur. Ces technologies, appelées systèmes de surveillance de l’attention du conducteur, sont conçues pour détecter les premiers signes de fatigue ou de distraction et aider les conducteurs à rester vigilants et en sécurité.

Fig. 2. Les systèmes basés sur l’IA de vision peuvent être utilisés pour surveiller l’attention du conducteur. (Source)

Lorsque le système détecte des signaux d’alerte, comme des clignements plus lents, des hochements de tête ou un regard qui s’éloigne de la route, il envoie généralement des alertes discrètes, comme un avertissement visuel ou sonore, afin d’inciter le conducteur à se reconcentrer avant que le danger n’augmente.

Surveillance de l’attention du conducteur : fonctionnement#

Les systèmes de surveillance de l’attention du conducteur sont conçus pour reconnaître les moments où un conducteur commence à perdre sa concentration, ce qui peut se produire progressivement sans même qu’il s’en rende compte. Ces systèmes utilisent généralement une petite caméra installée près du volant ou sur le tableau de bord pour observer en continu le visage et les yeux du conducteur.

Pour garantir des performances fiables dans toutes les conditions, de nombreux systèmes utilisent des caméras infrarouges capables de capturer clairement les détails du visage, même la nuit, par faible luminosité ou par mauvais temps. Comme la surveillance de l’attention du conducteur est une application où le facteur temps est critique, les images capturées par les caméras doivent être analysées en temps réel afin de détecter les signes de fatigue ou de distraction et d’y réagir.

Comment l’IA de vision interprète le comportement du conducteur#

Alors, comment ces systèmes fonctionnent-ils réellement ? Les caméras capturent des vidéos en direct qui sont analysées par des modèles d’IA de vision entraînés à interpréter la posture humaine et les comportements faciaux. Ces modèles détectent des indices visuels subtils qui révèlent le niveau de vigilance ou de distraction du conducteur.

Analyse des indices faciaux et corporels#

Un système d’IA de vision intégré à ces modèles peut détecter et suivre le visage ainsi que la posture générale du corps du conducteur à l’aide de techniques d’estimation de pose. Il identifie des points clés comme les yeux, le nez, la bouche, les épaules et la position de la tête, ce qui lui permet de surveiller les mouvements et l’alignement, même lorsque l’éclairage change ou que le conducteur change de position.

Une fois le visage du conducteur détecté, le système estime l’orientation de sa tête pour déterminer où il regarde : droit devant vers la route, vers le bas en direction d’un appareil ou sur le côté. Le système se concentre ensuite sur les yeux et analyse la fréquence et la durée des clignements ainsi que la direction du regard afin d’évaluer l’attention.

Fig. 3. Aperçu d’un système de surveillance de l’attention du conducteur en action. (Source)

Des clignements lents, des yeux fermés ou un regard qui s’éloigne de la route peuvent indiquer de la fatigue ou une distraction. Certains systèmes utilisent également l’apprentissage automatique pour suivre les schémas de posture et de mouvement au fil du temps, en les comparant à un comportement normal et attentif afin d’identifier des signes progressifs comme des hochements de tête, une posture affaissée ou des réactions plus lentes.

Détection de la fatigue et émission d’alertes d’attention au conducteur#

Lorsque les premiers signes de fatigue ou d’inattention sont détectés, le système envoie des alertes discrètes pour aider le conducteur à se reconcentrer. Ces alertes peuvent prendre la forme d’un léger signal sonore, d’une vibration dans le volant ou d’un rappel affiché sur le tableau de bord. Si le conducteur ne réagit pas, les avertissements deviennent plus visibles jusqu’à ce qu’il recommence à prêter attention à la route.

L’IA de vision prend également en charge d’autres fonctions d’aide à la conduite et de sécurité#

En plus de surveiller l’attention du conducteur, l’IA de vision peut améliorer un large éventail de fonctions de sécurité et d’aide à la conduite présentes dans les véhicules actuels. Par exemple, lorsque le système détecte des signes de distraction ou de somnolence, il peut partager ces informations avec d’autres systèmes embarqués, permettant ainsi au véhicule d’adapter son comportement et de contribuer à maintenir une conduite sûre et régulière.

Voici quelques autres systèmes conçus pour aider le conducteur :

• Régulateur de vitesse adaptatif : Il maintient une vitesse définie et l’ajuste automatiquement afin de conserver une distance de sécurité avec le véhicule qui précède.
• Aide au maintien dans la voie : Ce système applique de légères corrections au volant pour aider le véhicule à rester centré dans sa voie et réduire les écarts involontaires.
• Avertissement de collision frontale : Il vise à avertir le conducteur lorsqu’il détecte une collision potentielle ou un ralentissement soudain de la circulation.
• Systèmes d’aide à la conduite mains libres : Ces fonctionnalités permettent une conduite mains libres limitée sur les routes compatibles tout en surveillant l’attention du conducteur pour contribuer à sa sécurité. Le Super Cruise de General Motors et le BlueCruise de Ford en sont deux exemples. Tous deux utilisent des caméras embarquées pour suivre l’attention du conducteur et émettre des alertes si celle-ci diminue.

Fig. 4. Exemple d’utilisation de l’IA de vision pour avertir les conducteurs d’une collision frontale. (Source).

L’IA de vision peut sauver des vies sur la route#

Les systèmes de surveillance de l’attention du conducteur ne sont pas de simples innovations expérimentales : ils sont déjà déployés en production. La fatigue et la distraction représentent des défis quotidiens pour les conducteurs de poids lourds effectuant de longues distances, qui passent souvent de nombreuses heures sur la route avec peu de pauses.

L’IA de vision contribue désormais à résoudre ce problème en surveillant en temps réel la vigilance du conducteur. Le système Driver Alert Support amélioré, présenté par Volvo Trucks, en est un bon exemple. Il combine une caméra orientée vers l’intérieur qui suit les yeux avec une caméra orientée vers l’avant qui surveille la position dans la voie et les habitudes de conduite. En outre, d’autres constructeurs automobiles intègrent des systèmes de surveillance du conducteur alimentés par la vision par ordinateur et l’IA afin de l’aider à rester vigilant et concentré.

Avantages et inconvénients de la surveillance de l’attention du conducteur#

Voici quelques avantages clés de l’utilisation de systèmes de surveillance de l’attention du conducteur :

• Détection en temps réel : Les modèles de vision par ordinateur peuvent analyser les expressions faciales, les mouvements des yeux et la position de la tête en temps réel, ce qui permet de détecter rapidement la fatigue ou la distraction.
• Surveillance non intrusive : Contrairement aux capteurs portables, les systèmes basés sur des caméras suivent l’attention de manière passive, sans contact physique ni effort supplémentaire de la part du conducteur.
• Évolutivité et adaptabilité : Les modèles basés sur la vision peuvent être réentraînés et améliorés en continu avec de nouvelles données, ce qui accroît leur précision dans différentes conditions d’éclairage, pour différents types de visages et dans différents environnements.

Même si les systèmes de surveillance de l’attention du conducteur offrent de nombreux avantages, ils présentent également quelques limites à prendre en compte. Voici plusieurs facteurs importants :

• Problèmes d’éclairage et de visibilité : Les performances de la vision par ordinateur peuvent diminuer en cas de faible luminosité, d’éblouissement ou lorsque le conducteur porte des lunettes réfléchissantes ou un chapeau qui masque certains traits importants du visage.
• Préoccupations relatives à la confidentialité des données : La capture et le traitement de vidéos dans l’habitacle soulèvent des questions concernant le stockage, l’utilisation et la protection des données faciales et des schémas comportementaux.
• Besoins en calcul : L’analyse vidéo en temps réel nécessite une puissance de traitement importante, ce qui peut accroître le coût du système et sa consommation énergétique.

Points clés à retenir#

Rester vigilant au volant est essentiel pour conduire en toute sécurité. Même un bref moment de distraction ou de fatigue peut augmenter le risque d’accident.

Les systèmes de surveillance de l’attention du conducteur alimentés par l’IA de vision contribuent à réduire ce risque en suivant des indices visuels comme les mouvements des yeux, les schémas de clignement et la position de la tête. En reconnaissant les premiers signes de somnolence ou d’inattention, ces systèmes peuvent alerter les conducteurs à temps pour qu’ils se reconcentrent et restent en sécurité sur la route.

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