Résultats

Figure 9 – Variations en valeur absolue des longueurs d’onde centrales des différents réseaux de Bragg, |référence – mesure| sur le capteur à fibre optique n°1 en fonction de la

position physique et du temps.

Le tableau 1 ci-dessous présente un bilan des trois capteurs utilisés/mis en œuvre dans cette observatoire de trajectoire.

Tableau 1 – Bilan des 3 capteurs utilisés dans cette observatoire de trajectoire.

Capteur Capteur à fibres optiques à réseaux

de Bragg

Capteur résistif Boucles électromagnétiques Erreur sur la

mesure de position

5 – 7 cm uniquement sur camion

5cm (1,1cm en laboratoire)

10 cm (2 boucles décalées) Mesure de la

vitesse

Oui (théoriquement possible avec 1 seul

capteur)

Oui (avec deux

capteurs) Oui, 5%

Insensibilité météorologique

Oui Oui Oui

Coût matériel +++++ + +++

Coût

d’installation

++ ++ +++

Résistance sur le long terme

++ (+++++ possible, mais pas encore testé sur le long terme)

Non significatif, en cours d’amélioration

+++++

Encombrement + + ++++

Etat de Prototype Prototype Commercial

Ces capteurs ont été utilisés pour obtenir un observatoire des trajectoires sur 800 m (Aubin, 2008). Le site expérimental, la route départementale RD 961, a été proposée par le Conseil Général du Maine-et-Loire en France. Cette section présente une configuration particulière : une ligne droite avec un sommet de côte. Le but de cet observatoire est d’étudier l’évolution de la trajectoire des véhicules lambda sur cette portion de route en fonction de la perte de visibilité et de différents aménagements de l’infrastructure. Les résultats d’impact de l’aménagement sur le conducteur sont disponibles dans (Briand, 2010).

Remerciements

Les auteurs tiennent à remercier le Conseil Général du Maine-et-Loire (49) pour leur aide dans la mise en place de ces expérimentations, en particulier A. Stephant et D. Caldironi.

Références

• Aubin, S., Plainchault, P., Bosch, T. (2006), “Fiber bragg grating to observe displacement/positioning”, in Proc. 5^th Topical Meeting on Optoelectronic distance / Displacement Measurements and applications (ODIMAP) V, Madrid (Spain), 241-246, ISBN:

84-690-0938-9.

• Aubin, S., Ieng, S-S., Plainchault, P., Auberlet, J-M., Bosch, T. (2008), « Capteurs coopératifs pour un observatoire de trajectoire », dans actes de la 5^ème conférence internationale francophone d'automatique (CIFA), Bucarest (Roumanie).

• Briand, P., Anceaux, F., Auberlet, J-M., Aubin, S., Pacaux, M-P, Plainchault, P., Rosey, F.

(2010), “Impact of perceptual treatments on driver's behaviour: form the driving simulators studies to the field tests - first results”, Transportation Research Board of the national academies (TRB).

• Ferdinand, P., (1999), « Capteurs à fibres optiques à réseaux de Bragg », Techniques de l’ingénieur. E 6 735.

• Hill, K. (1978); “Photosensitivity in optical fiber waveguides: from discovery to commerciali-zation”, IEEE Journal of Quantum electronics, 6(6), 1186–1189, ISSN: 1077-260X.

• Plainchault, P., Aubin, S. (2009), « Dispositif de détection de la position d'un objet dans une zone et système de détermination de la position d'un objet dans une zone qui utilise un ou plusieurs de tels dispositifs de détection », France, Brevet. FR2922352 (A1).

COMPARAISON STATISTIQUE DE PLUSIEURS SYSTEMES DE MESURE DU POSITIONNEMENT LATERAL DES VEHICULES

Cédric LE BASTARD Patrice BRIAND Philippe LANDAIS Laboratoire Régional des Ponts et Chaussées d'Angers,

Les Ponts-de-Cé, France

Bernard JACOB Laboratoire Central des

Ponts et Chaussées, Paris, France Résumé

Une analyse statistique compare des mesures de positions latérales de véhicules réalisées avec différents systèmes développés au sein du réseau scientifique et technique du MEEDDM (RST) : boucles électromagnétiques décalées, mini-capteurs piézo-céramiques, capteurs à ultrasons, barreaux piézoélectriques obliques, un FRAO et un LIDAR. L’étude montre que trois systèmes, FRAO, capteurs ultrasons et LIDAR, estiment sensiblement la même position pour les poids lourds et les voitures. En revanche, les barreaux piézoélectriques obliques et les mini-capteurs piézo-céramiques manquent encore de robustesse, contrairement aux boucles électromagnétiques décalées. Pour les voitures, les boucles décalées donnent sensiblement la même position latérale que le FRAO, le LIDAR et les capteurs à ultrasons. Par contre pour les poids lourds, l’écart statistique entre les boucles et les trois autres systèmes devient assez grand. Par ailleurs, les boucles ne sont fiables que pour des véhicules circulant entièrement dans leur voie de circulation, ce qui n'est pas le cas du LIDAR et du FRAO.

Mots-clés: analyse statistique, position latérale, boucles électromagnétiques, barreaux piézo-électriques, trajectoires, trafic routier.

Abstract

This paper presents a comparative statistical analysis of vehicle lateral positioning measurements performed by various systems developed within the RST: shifted electromagnetic loop, piezo-ceramic mini-sensors system, ultrasonic sensor, piezoelectric bars at an angle, the FRAO and the LIDAR. This study shows that the 3 systems, FRAO, ultrasonic sensor and LIDAR approximately estimate the same positioning for trucks and cars. In contrast, the piezoelectric and piezo-ceramic mini-sensors systems are not robust enough yet. For cars, the shifted loop approximately estimates the same lateral positioning as FRAO, LIDAR and Ultrasonic system.

Besides, for trucks, the statistic deviation between the loops and other systems becomes large enough. On the other hand, this system is only accurate for vehicles entirely in their lane, which is not the case of LIDAR and FRAO.

Keywords: statistic analysis, lateral positioning, electromagnetic loop, piezo-electric strip sensors, road traffic.

1. Introduction

Une analyse statistique a permis de comparer les mesures de positionnement latéral de véhicules réalisées avec différents systèmes développés au sein du réseau scientifique et technique du MEEDDM (RST) utilisant respectivement : (1) des boucles électromagnétiques décalées, (2) des mini-capteurs piézo-céramiques, (3) des capteurs à ultrason, (4) des barreaux piézoélectriques obliques, (5) le FRAO, et (6) un LIDAR. Les mesures ont été réalisées en 2005 sur la RN2 par la division Exploitation, Signalisation, Eclairage (ESE, devenue LEPSIS) du LCPC.

La position latérale des véhicules sur la route et dans leur voie de circulation est un paramètre important pour évaluer les comportements, notamment dans les zones à risque telles que les virages ou les sommets de côtes. Associée à la signalisation, la météo, la visibilité, les conditions d’adhérence et de trafic (vitesse, taux d’occupation, interdistance), la position latérale permet d’évaluer le niveau de risque et les probabilités d’incident ou d'accident, par une étude de la fiabilité des trajectoires. Elle permet aussi d’évaluer les impacts des passages de roues sur les marquages, l’orniérage ou le polissage des chaussées. C’est pourquoi plusieurs équipes du RST ont développé des outils de mesures spécifiques à chaque application. Bien que ces systèmes mesurent tous des grandeurs liées à la position latérale du véhicule sur la chaussée, leur inter-comparaison est difficile car ils délivrent des données de nature différente : position du centre de la caisse du véhicule, de la portière avant, ou des empreintes de roues. L’analyse des résultats de cette expérimentation vise donc à relier les informations sur la position latérale donnée par chacun des dispositifs pour un même véhicule et à les comparer. Certains systèmes mesurent en outre d'autres grandeurs : nombre d’essieux ou de roues, silhouette, débit, vitesse, etc.

Nous présenterons d’abord les six systèmes et le site expérimental. Ensuite, une comparaison statistique des données est réalisée en distinguant les véhicules légers et les poids lourds, avec des conclusions.

2. Systèmes de mesure de position transversale