Véhicule-Infrastructure-Conducteur
2.4 Le comportement du conducteur
ζr= ˙ φr ˙ θr ˙ ψr = ΦRi→Rv ˙ φ 0 0 + 0 ˙ θ 0 (2.30)
oùΦRi→Rvreprésente la matrice de passage du<iau<v. Elle peut être exprimée comme
étant l’inverse de celle de passage du<v au<i, donnée par la formule A.4. Nous avons
alors : ˙ ζr= Φ−θ1 ˙ φ 0 0 + 0 ˙ θ 0 = cosθφ˙ ˙ θ −sinθφ˙ (2.31)
Pour la suite du chapitre, nous allons présenté des éléments sur le comportement du conducteur, utilisés dans le quatrième chapitre pour modéliser le comportement du conducteur.
2.4 Le comportement du conducteur
Le conducteur reste l’élément de conduite le plus souvent responsable des accidents
de la route. Des études d’accidentologie ont mis en évidence que dans 90% des cas,
la défaillance du conducteur était la cause principale des accidents. Sur cette base, les efforts se sont plutôt orientés depuis quelques années vers la détection de défaillance du conducteur ou les états d’hypovigilance, et ses moyens de prévention [PA03]. La connaissance du contexte de conduite actuel et futur a pu faciliter l’interaction entre le conducteur humain et les systèmes avancés d’aide à la conduite.
La modélisation de conducteur consiste à définir un modèle qui décrit convena-blement son comportement dans une situation de conduite bien définit. Il existe deux études différentes du conducteur, la première est une étude comportementale qui a pour but d’obtenir des modèles mathématiques utilisés pour le développement des systèmes de contrôle lors de la conception du véhicule. La deuxième concerne des études statis-tiques souvent pour définir le profil du conducteur (expérimenté, débutant, . . . ) en vue d’élaborer un modèle cognitif [Lau02]. Les modèles conducteur peuvent être divisés en deux grandes catégories. La première catégorie représente les modèles macroscopiques pour l’analyse et la modélisation du trafic routier et les interactions entre les usagers, et les modèles microscopiques destinés pour l’analyse et la modélisation des interac-tion "Conducteur-Véhicule". J. P. Lauffenburger dans [Lau02] développe une méthode de génération de trajectoire dont le fonctionnement est fondé sur une modélisation du conducteur. Il a étudié deux types de conducteurs, les conducteurs "inexpérimentés" et "très expérimentés" afin de définir l’ensemble des critères représentatifs de leur profil, pour obtenir l’ensemble de trajectoires en virage propre à chaque catégorie.
2.4. Le comportement du conducteur 75
L’objectif de notre travail consiste à développer un système d’assistance au conduc-teur en considérant l’interaction entre les trois éléments de la situation de conduite (le véhicule, l’infrastructure et le conducteur). Pour cela, une modélisation microscopique du comportement du conducteur est alors considérée. Nous modélisons le conducteur par l’intégration de son temps de réaction et la quantité d’adhérence qu’il peut mobiliser en longitudinal et en latéral.
2.4.1 Temps de réaction du conducteur
Face à un événement imprévu, le conducteur réagit toujours avec un léger temps de décalage, il représente le temps de réaction du conducteur. Il correspond au temps que met le conducteur pour prendre conscience d’une situation dangereuse et d’agir. Ce temps de réaction est, en général, modélisé par un retard dans la boucle du système.
Le temps de réaction moyen des conducteurs est égal à 1 seconde environ [PJT+99], il
dépend de plusieurs facteurs complexes, nous citons quelques-uns :
- l’inattention du conducteur (la recherche de l’itinéraire, le fait de manger,. . . etc). - l’inexpérience de la conduite.
- l’état physique (fatigue, maladies, âge,. . . etc).
- les conditions atmosphériques (mauvaise visibilité, chaussée glissante, neige). - la distraction (l’alcool, utilisation de radio ou de téléphones mobiles,. . . etc). Le temps de réaction d’une personne correspond au temps nécessaire aux messages nerveux pour parcourir la chaîne d’éléments du système nerveux à l’intérieur de son corps. Plus l’événement du danger est surprenant, plus le temps de réaction sera long.
2.4.2 Adhérence mobilisée par le conducteur
En général et en raison de confort et de sécurité, le conducteur ne mobilise pas toute l’adhérence disponible sur la route [Gla04]. Les sollicitations du conducteur en accélérations (latérale et longitudinale) vont alors lui permettre de mobiliser une partie de l’adhérence disponible en latéral ainsi qu’en longitudinal.
La figure 2.20 représente la zone du conducteur qui décrit la limite d’adhérence que le conducteur peut mobiliser, ainsi que la zone d’action de certaines assistances comme l’ABS, l’ESP et l’anti-patinage. L’augmentation de la quantité d’adhérence mobilisée par le conducteur, permet de déterminer les zones d’alerte.
Nous détaillons dans le chapitre 4, l’utilisation de ces deux éléments (temps de réaction du conducteur et l’adhérence mobilisée par le conducteur) pour prendre en compte le comportement du conducteur dans le développement du système d’alerte.
76 Modélisation du système Véhicule-Infrastructure-Conducteur
Fig. 2.20 – zone d’action de certaines assistances et les zones d’alerte.
2.5 Conclusion
Dans ce chapitre, nous avons développé un modèle de véhicule qui représente rela-tivement bien le comportement dynamique du véhicule. Nous avons exprimé dans un premier temps, les efforts et les moments qui agissent sur le véhicule. Dans un second temps, et en considérant quelques hypothèses simplificatrices, nous avons appliqué le principe fondamental de la dynamique pour donner les expressions finales du modèle du véhicule. Ce modèle peut être utilisé pour la reconstruction de la dynamique du véhi-cule ainsi que pour le développement de notre unité d’alerte. Par la suite, des résultats de simulations du comportement du véhicule ainsi qu’une validation expérimentale du modèle établi ont été présentés. Le chapitre s’achève par une modélisation de l’infra-structure et quelques éléments sur le comportement du conducteur.
Le troisième chapitre est dédié au développement d’observateurs pour l’estimation des états dynamiques, les paramètres dynamiques ainsi que les attributs de la route (dévers de la route), considérés comme des entrées inconnues.