La vision par ordinateur IA propulse les systèmes de suivi de l'attention du conducteur

Un long trajet sur l'autoroute, une conduite tardive ou une journée chargée peuvent laisser n'importe quel conducteur fatigué. Mais même un bref manque 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 habitudes de conduite aux caméras qui surveillent les signes de fatigue, les véhicules d'aujourd'hui deviennent plus intelligents pour reconnaître quand l'attention du conducteur commence à faiblir.

En particulier, grâce à la vision par ordinateur, une branche de l'intelligence artificielle (IA), les machines peuvent désormais interpréter les images et les vidéos de manière similaire aux humains. Lorsqu'il s'agit de 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 des objets dans une image), le suivi d'objets (suivre ces objets à travers les images) et la segmentation d'instances (séparer les objets individuels de l'arrière-plan), qui peuvent être appliquées pour surveiller la posture, la position de la tête et l'attention globale du conducteur.

Dans cet article, nous explorerons les causes de l'inattention et de la somnolence du conducteur, comment l'IA de vision alimente les systèmes de surveillance de l'attention du conducteur et comment ces systèmes façonnent un avenir plus sûr pour tous les conducteurs.

Link to this sectionQu'est-ce que l'inattention et la somnolence du conducteur ?#

Rester concentré au volant demande une attention constante. Chaque seconde, les conducteurs traitent les panneaux de signalisation, les feux de circulation et le mouvement des véhicules environnants. Lorsque cette concentration diminue, même brièvement, le risque d'accident augmente considérablement.

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

Ces résultats soulignent à quel point l'attention peut facilement s'échapper, un problème connu sous le nom d'inattention au volant. Cela se produit lorsque les yeux ou l'esprit du conducteur s'égarent de la route, que ce soit en consultant un téléphone, en changeant de musique ou en étant perdu dans ses pensées. Même un coup d'œil rapide de deux secondes peut suffire à manquer une voiture qui ralentit ou un feu rouge devant soi.

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

Pendant ce temps, la somnolence du conducteur se développe progressivement, souvent causée par la fatigue ou le manque de sommeil. Un conducteur somnolent peut cligner des yeux lentement, hocher la tête ou desserrer sa prise sur le volant. À mesure que la fatigue s'installe, les temps de réaction ralentissent et le maintien du contrôle devient plus difficile.

Link to this sectionIdentifier si un conducteur est vigilant#

Voici quelques signes courants d'inattention ou de somnolence du conducteur :

• 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 hoche vers l'avant ou penche sur le côté.
• Mouvement des yeux et direction du regard : Le conducteur détourne le regard de la route pendant trop longtemps.
• Manque d'actions sur la direction : Le conducteur effectue des corrections de direction petites ou retardées en conduisant.

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

Link to this sectionLe besoin de surveillance de 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, 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 aider 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 signes précoces de fatigue ou de distraction et aider à garder les conducteurs vigilants et en sécurité.

Fig 2. Les systèmes activés par l'IA de vision peuvent être utilisés pour la surveillance de l'attention du conducteur. (Source)

Lorsque le système remarque des indices d'avertissement, tels qu'un clignement lent, un hochement de tête ou un regard qui s'éloigne de la route, il envoie généralement des alertes douces, comme un avertissement visuel ou sonore, incitant le conducteur à se reconcentrer avant que le danger n'augmente.

Link to this sectionSurveillance de l'attention du conducteur : comment ça fonctionne#

Les systèmes de surveillance de l'attention du conducteur sont conçus pour reconnaître quand un conducteur commence à perdre sa concentration, ce qui peut arriver progressivement sans même que le conducteur ne s'en rende compte. Ces systèmes utilisent généralement une petite caméra montée 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 les détails du visage clairement, même la nuit, dans des conditions de faible luminosité ou par mauvais temps. Comme la surveillance de l'attention du conducteur est une application où le timing est critique, les images capturées par les caméras doivent être analysées en temps réel pour détecter et répondre aux signes de fatigue ou de distraction.

Link to this sectionComment 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 le comportement facial. Ces modèles détectent des indices visuels subtils qui révèlent à quel point le conducteur est vigilant ou distrait.

Link to this sectionAnalyse des indices faciaux et corporels#

Un système d'IA de vision intégré à ces modèles peut détecter et suivre le visage du conducteur et sa posture corporelle globale en utilisant des techniques d'estimation de pose. Il identifie des points clés tels que les yeux, le nez, la bouche, les épaules et la position de la tête, ce qui lui permet de surveiller le mouvement 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 le conducteur regarde, qu'il regarde droit devant vers la route, vers le bas vers un appareil ou sur le côté. Le système se concentre ensuite sur les yeux, analysant la fréquence de clignement, la durée des clignements et la direction du regard pour évaluer l'attention.

Fig 3. Un aperçu d'un système de surveillance de l'attention du conducteur en action. (Source)

Un clignement lent, des yeux fermés ou des yeux qui s'éloignent de la route peuvent indiquer une fatigue ou une distraction. Certains systèmes utilisent également l'apprentissage automatique pour suivre la posture et les modèles de mouvement au fil du temps, en les comparant à un comportement normal et attentif pour identifier des signes graduels tels que le hochement de tête, l'affaissement ou des réactions plus lentes.

Link to this sectionDétecter la fatigue et émettre des avertissements sur l'attention du conducteur#

Lorsque les premiers signes de fatigue ou d'inattention sont détectés, le système envoie des alertes douces pour aider le conducteur à se reconcentrer. Ces alertes peuvent prendre la forme d'un carillon doux, 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 perceptibles jusqu'à ce que le conducteur recommence à faire attention à la route.

Link to this sectionL'IA de vision prend également en charge d'autres fonctionnalités d'assistance à la conduite et de sécurité#

En plus de surveiller l'attention du conducteur, l'IA de vision peut améliorer une gamme de fonctionnalités de sécurité et d'assistance à la conduite présentes dans les véhicules d'aujourd'hui. Par exemple, lorsque le système détecte des signes de distraction ou de somnolence, il peut partager ces informations avec d'autres systèmes embarqués, permettant à la voiture d'ajuster son comportement et d'aider à maintenir une conduite sûre et régulière.

Voici quelques autres systèmes conçus pour assister le conducteur :

• Régulateur de vitesse adaptatif : Il maintient une vitesse définie et s'ajuste automatiquement pour garder une distance de sécurité avec le véhicule qui précède.
• Aide au maintien dans la voie : Ce système fournit une légère action sur la direction pour aider la voiture à rester centrée dans sa voie et réduire les écarts involontaires.
• Avertisseur de collision frontale : Il vise à avertir le conducteur lorsqu'il détecte une collision potentielle ou un ralentissement soudain de la circulation.
• Systèmes d'assistance 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 aider à assurer la sécurité. Quelques exemples sont le Super Cruise de General Motors et le BlueCruise de Ford, qui utilisent tous deux des caméras embarquées pour suivre la concentration du conducteur et émettre des alertes si l'attention diminue.

Fig 4. Un exemple de l'IA de vision utilisée pour avertir les conducteurs des collisions frontales. (Source).

Link to this sectionL'IA de vision peut sauver des vies sur la route#

Les systèmes de surveillance de l'attention du conducteur ne sont pas que des innovations expérimentales ; ils sont déjà mis en production. La fatigue et la distraction sont des défis quotidiens pour les chauffeurs de poids lourds, qui passent souvent de longues heures sur la route avec peu de pauses.

L'IA de vision aide désormais à résoudre ce problème en surveillant la vigilance d'un conducteur en temps réel. Un bon exemple est le système amélioré Driver Alert Support introduit par Volvo Trucks. Il combine une caméra orientée vers l'intérieur pour le suivi oculaire avec une caméra orientée vers l'avant qui surveille la position dans la voie et les habitudes de conduite. Au-delà de cela, d'autres constructeurs automobiles intègrent des systèmes de surveillance du conducteur alimentés par la vision par ordinateur et l'IA pour aider à garder les conducteurs vigilants et concentrés.

Link to this sectionAvantages et inconvénients de la surveillance de l'attention du conducteur#

Voici quelques avantages clés de l'utilisation des 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 oculaires et la position de la tête en temps réel, permettant une détection précoce de la fatigue ou de la distraction.
• Surveillance non intrusive : Contrairement aux capteurs portables, les systèmes basés sur des caméras suivent l'attention passivement 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 continuellement réentraînés et améliorés avec de nouvelles données, améliorant la précision dans différentes conditions d'éclairage, types de visages et environnements.

Bien que les systèmes de surveillance de l'attention du conducteur offrent de nombreux avantages, il y a aussi quelques limites à prendre en compte. Voici quelques facteurs clés à garder à l'esprit :

• Problèmes d'éclairage et de visibilité : La performance de la vision par ordinateur peut chuter en cas de faible luminosité, d'éblouissement ou lorsque le conducteur porte des lunettes réfléchissantes ou un chapeau qui obscurcit des traits faciaux clés.
• Préoccupations en matière de confidentialité des données : La capture et le traitement de vidéos à bord soulèvent des questions sur la manière dont les données faciales et les modèles comportementaux sont stockés, utilisés et protégés.
• Demande de calcul : L'analyse vidéo en temps réel nécessite une puissance de traitement importante, ce qui peut augmenter le coût du système et la consommation d'énergie.

Link to this sectionPoints clés#

Rester vigilant au volant est essentiel pour une conduite sûre. 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 aident à réduire ce risque en suivant les indices visuels tels que les mouvements oculaires, les modèles de clignement et la position de la tête. En reconnaissant les signes précoces de somnolence ou d'inattention, ces systèmes peuvent avertir les conducteurs à temps pour se reconcentrer et rester en sécurité sur la route.

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