L’IA pour la vision alimente les systèmes de surveillance de l’attention au volant

Un long trajet sur l’autoroute, une conduite tard dans la nuit ou une journée chargée peuvent fatiguer n’importe quel conducteur. Pourtant, une brève perte d’attention peut faire toute la 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 d’aujourd’hui savent mieux 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 comme les humains. Dans les véhicules, la vision par ordinateur peut être utilisée par les systèmes de surveillance de l’attention du conducteur pour analyser sa posture, ses expressions faciales et les mouvements de ses yeux.

Par exemple, des modèles d’AI visuelle comme Ultralytics YOLO11 et Ultralytics YOLO26 prennent en charge des tâches de vision par ordinateur telles que la détection d’objets (repérer et localiser des objets dans une image), le suivi d’objets (suivre ces objets d’une image à l’autre) et la segmentation d’instances (distinguer chaque objet de l’arrière-plan). Ces tâches peuvent servir à surveiller la posture du conducteur, la position de sa tête et son niveau général de vigilance.

Dans cet article, nous examinerons les causes de l’inattention et de la somnolence au volant, le rôle de l’AI visuelle dans les systèmes de surveillance de l’attention du conducteur et la façon dont ces systèmes contribuent à rendre l’avenir plus sûr pour les conducteurs du monde entier.

Que sont l’inattention et la somnolence au volant ?#

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

Les études montrent que les conducteurs qui détournent les yeux de la route plus d’une fois ou appuient fréquemment sur les boutons de leur voiture sont plus susceptibles d’être impliqués dans un accident ou une quasi-collision, même si l’augmentation du risque n’est pas exactement du double.

Ces résultats montrent à quel point l’attention peut facilement faiblir, un problème appelé 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. Même un bref regard de deux secondes ailleurs peut suffire pour ne pas voir une voiture qui ralentit ou un feu rouge devant soi.

Fig. 1. Exemples de conducteurs distraits. (Source)

La somnolence au volant, quant à elle, s’installe progressivement, souvent à cause de la fatigue ou d’un manque de sommeil. Un conducteur somnolent peut cligner lentement des yeux, hocher la tête ou relâcher sa prise sur le volant. À mesure que la fatigue s’installe, le temps de réaction augmente et il devient plus difficile de garder le contrôle.

Reconnaître 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 tombe vers l’avant ou penche d’un côté.
• Mouvements des yeux et direction du regard : le conducteur détourne le regard de la route trop longtemps.
• Absence de mouvements du volant : le conducteur effectue de petites corrections tardives du volant pendant qu’il conduit.

Ces signes peuvent être discrets au début, puis devenir plus visibles avec le temps, surtout lors de longs trajets ou la nuit. Les reconnaître tôt aide les conducteurs à rester vigilants, concentrés et en sécurité sur la route.

Pourquoi surveiller l’attention du conducteur ?#

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

Pour contribuer à réduire ces risques, de nouvelles innovations utilisent des caméras dotées de vision par IA 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 utilisant l’AI visuelle peuvent servir à surveiller l’attention du conducteur. (Source)

Lorsque le système repère des signes avant-coureurs, comme des clignements plus lents, un hochement de tête ou un regard qui s’éloigne de la route, il envoie généralement de légères alertes, visuelles ou sonores, pour inciter le conducteur à se reconcentrer avant que le danger ne s’aggrave.

Surveillance de l’attention du conducteur : comment ça marche#

Les systèmes de surveillance de l’attention du conducteur sont conçus pour reconnaître les premiers signes de perte de concentration, qui peuvent apparaître progressivement sans que le conducteur 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 ou par faible luminosité et mauvais temps. Comme la surveillance de l’attention du conducteur est une application où le timing est essentiel, les images capturées par les caméras doivent être analysées en temps réel pour détecter les signes de fatigue ou de distraction et y réagir.

Comment l’IA visuelle interprète le comportement du conducteur#

Mais comment ces systèmes fonctionnent-ils concrètement ? Les caméras capturent des vidéos en direct, analysées par des modèles de vision par IA entraînés à interpréter la posture humaine et les expressions du visage. Ces modèles détectent des indices visuels subtils qui révèlent le degré de vigilance ou de distraction du conducteur. Par exemple, tu peux essayer un modèle de détection de la somnolence au volant, affiné à partir de YOLO26n sur la plateforme Ultralytics, ou entraîner ton propre modèle avec le jeu de données Drivers Drowsiness Detection.

Analyse des indices faciaux et corporels#

Un système de vision par IA intégrant ces modèles peut détecter et suivre le visage du conducteur ainsi que sa posture générale à l’aide de techniques d’estimation de pose. Il repère 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 se déplace.

Une fois le visage du conducteur détecté, le système estime l’orientation de sa tête pour déterminer où il regarde : droit devant sur 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 pour évaluer son 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 de la distraction. Certains systèmes utilisent également l’apprentissage automatique pour suivre les postures et les schémas de mouvement au fil du temps, et les comparer à un comportement normal et attentif afin de repérer les signes progressifs, comme les hochements de tête, l’affaissement ou le ralentissement des réactions.

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 alertes deviennent plus perceptibles jusqu’à ce qu’il reporte son attention sur la route.

L’IA visuelle 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 visuelle peut améliorer diverses 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 transmettre ces informations aux autres systèmes embarqués, permettant ainsi à la voiture d’adapter son comportement et de contribuer à 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 pour conserver une distance de sécurité avec le véhicule qui précède.
• Aide au maintien dans la voie : ce système applique de légères corrections à la direction pour aider la voiture à rester au centre de sa voie et à éviter les écarts involontaires.
• Alerte de collision avant : elle vise à prévenir le conducteur lorsqu’elle détecte un risque de collision ou un ralentissement soudain de la circulation.
• Systèmes d’aide à la conduite mains libres : ces fonctions permettent une conduite mains libres limitée sur les routes compatibles, tout en surveillant l’attention du conducteur pour contribuer à sa sécurité. Parmi les exemples, on trouve Super Cruise de General Motors et BlueCruise de Ford, qui utilisent tous deux des caméras embarquées pour suivre l’attention du conducteur et émettre des alertes si elle diminue.

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

L’IA visuelle 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 mis en production. La fatigue et la distraction sont des difficultés quotidiennes pour les chauffeurs routiers parcourant de longues distances, qui passent souvent de longues heures sur la route avec peu de pauses.

L’IA visuelle 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 associe une caméra orientée vers le conducteur, qui suit son regard, à une caméra tournée vers l’avant, qui surveille la position du véhicule dans sa voie et les habitudes de conduite. Par ailleurs, d’autres constructeurs automobiles intègrent des systèmes de surveillance du conducteur reposant sur la vision par ordinateur et l’IA pour aider les conducteurs à rester vigilants et concentrés.

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 précocement la fatigue ou la distraction.
• Surveillance non intrusive : contrairement aux capteurs portables, les systèmes à caméra suivent l’attention de façon passive, sans nécessiter de contact physique ni d’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 augmente leur précision dans diverses conditions d’éclairage, selon les différents types de visages et dans divers environnements.

Les systèmes de surveillance de l’attention du conducteur présentent de nombreux avantages, mais aussi quelques limites à prendre en compte. Voici quelques facteurs clés à considérer :

• Problèmes d’éclairage et de visibilité : les performances de la vision par ordinateur peuvent diminuer en cas de faible luminosité ou d’éblouissement, ou lorsque le conducteur porte des lunettes réfléchissantes ou un chapeau qui masque des traits du visage importants.
• Préoccupations relatives à la confidentialité des données : la capture et le traitement de vidéos dans l’habitacle soulèvent des questions sur la manière dont les données faciales et les schémas comportementaux sont stockés, utilisés et protégés.
• Besoins en calcul : l’analyse vidéo en temps réel nécessite une puissance de traitement importante, ce qui peut augmenter le coût du système et sa consommation d’énergie.

Points clés à retenir#

Rester vigilant au volant est essentiel pour conduire en toute sécurité. Un bref moment de distraction ou de fatigue peut suffire à accroître le risque d’accident.

Les systèmes de surveillance de l’attention du conducteur basés sur l’IA visuelle contribuent à réduire ce risque en suivant des indices visuels tels que 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 avertir les conducteurs à temps pour qu’ils se reconcentrent et restent en sécurité sur la route.

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