comportement piétonnier
1.5 Techniques de détection des con its du tra c .1 Con it du tra c
Un con it du tra c est un concept très ambiguë dont plusieurs dé nitions ont été proposées dans la littérature [13, 54]. Selon la dé nition la plus admise, un con it de tra c a lieu lorsque "deux ou plusieurs usagers de la route se rapprochent dans l'espace et le temps à tel point qu'une collision est imminente si leurs mouvements restent inchangés" [54, 62].
L'analyse des con its du tra c dépend de la stratégie ainsi que du type de technique à mettre en ÷uvre (détection ou prédiction du danger). Une telle stratégie demande un certain nombre d'indicateurs de con its qui devront être soigneusement dé nis et calculés.
1.5.2 Les indicateurs de con it de tra c et de danger lors de la
traversée d'une rue
Les indicateurs de con it objectifs sont des mesures quantitatives calculées à coté des piétons et des véhicules sur un intervalle de temps pour prédire un potentiel point de collision [54]. De nombreuses études dans la littérature ont utilisé ces indicateurs pour quanti er la sécurité des piétons sur la route. Les indicateurs objectifs permettent de dépasser certaines limites de subjectivité des indicateurs traditionnels de con it basés sur l'observateur. Ils permettent aussi la validation et les comparaisons d'études. Le tableau 1.3 résume quelques indicateurs.
Table 1.3 Les diérents indicateurs de con it de tra c [54]
Indicateur de con it limites
Le Temps à l'Accident
(TA) [63] Ne prend pas en considération le temps de reac-tion.
Demande que le piéton soit déjà dans une situa-tion de collision potentielle.
Le Temps à Collision
(TTC) [64] Demande que le piéton soit déjà dans une situa-tion de collision potentielle.
Ne prend pas en considération l'eet de la vitesse. Ne prend pas en considération la durée de
l'inter-action. L'Extension de TTC
[65] Ne prend pas en considération la durée de l'inter-action comme pour le TTC.
Le temps sur le
pas-sage piéton [66] Ne se base pas sur un mécanisme de collision.
Le Temps de
post-collision (PET) [67] N'utilise pas des mesures de vitesses et de
dis-tances.
Manque de paramètres de mesure de con it. Manque d'une dé nition claire des infractions sur
la route.
Capacité limitée à comprendre la sévérité de l'in-teraction entre les automobilistes et les piétons. La marge de sécurité
[68] (en seconde) Manque d'une dé nition claire des infractions surla route.
Nécessite une extrapolation des pistes de l'utili-sateur de la route.
Décélération au temps
de sécurité (DST) [69] Nécessite une extrapolation des pistes de l'utili-sateur de la route.
L'utilisation de mesures quantitatives de sécurité a été préconisée comme une ap-proche objective pour aborder ces problèmes de con it du tra c et pour orir une analyse plus approfondie que s'appuyer uniquement sur les statistiques des accidents. L'une des méthodes les plus développées d'analyse du con its de tra c est présen-tée dans [56, 70, 71]. Néanmoins, l'utilisation d'un seul indicateur de con it du tra c n'est pas assez objectif et ne prend pas en considération les diérentes causes possibles
indicateurs.
Si ces indicateurs des con its permettent une précision impotente pour quanti er les con its du tra c, la limitation majeure de leur utilisation pour mesurer le con it de tra c et estimer le danger qui menace le piéton sur la route est l'incohérence de le faire. En eet, l'utilisation d'un seul indicateur ne su t pas pour une caractérisation able du con it [54].
Ces constatations appuient une hypothèse de cette thèse selon laquelle les indicateurs de con it objectifs, mesurant les aspects de sévérité diérents et parfois indépendants, devraient être mit en relation pour assurer une meilleure représentation du danger réel et parfois inobservable à l'÷il nu des con its du tra c . Cette hypothèse est expliquée avec plus de détails dans la section suivante ainsi que le chapitre 5.
1.5.3 Les mesures de sécurité et les stratégies d'analyse de
con its du tra c
Les diérents usagers de la route, en particulier les piétons et les véhicules sont en interaction quotidienne. Dans un environnement dense tel que les routes des grandes villes, ces interactions sont parfois di ciles à anticiper et peuvent conduire à des con its graves. Plusieurs types de stratégies d'analyse des con its P-V ont été mis en place dans l'objectif de la réduction durable du nombre des traumatismes liés à des accidents de la circulation. On distingue quatre classes de ces stratégies. Ces classes sont présentées dans le tableau 1.4. Elles se distinguent notamment par leurs horizons de déclenchement temporel, leurs e cacités et leurs complexités.
Par ailleurs, les techniques d'analyse de con it du tra c peuvent être divisées en deux catégories. On distingue les mesures de sécurité primaires complexes telles-que le pré-crash piéton et la prévention des chocs piétons et les mesures de sécurité secondaires à savoir la protection "choc piéton" [13]. Alors que l'alerte piéton est considérée comme un "mode de sécurité informative", son intérêt paraît limité [13].
Il est à noter que les diérentes stratégies abordées dans le tableau 1.4 sont com-plémentaires voire même inter-connectées. En fait, une détection de choc n'est faisable et e cace que suite à une étape de prévention et de prédiction d'un choc potentiel. Après la détection et/ou la prévention de choc, une mesure de sécurité doit être prise telle que l'alerte ou les dispositifs de pré-crash comme le freinage d'urgence. De ce fait, un système "complet" de protection des piétons devrait être équipé de toutes ces stratégies abordées dans le tableau 1.4. Ainsi, le déclenchement d'une ou de toutes ces stratégies serait progressif, en fonction de la situation de con it P-V, des indicateurs de con it estimées, et de l'impact du danger. De plus, il est recommendé d'avoir un déclenchement adaptatif pour suivre le comportement du conducteur [70, 71].
Un système adaptatif complet de protection des piétons est décrit par la gure 1.13. Ce système comporte les capteurs de détection et d'estimation de diérents éléments caractérisants le con it P-V à savoir, piétons, véhicules, conducteurs, environnement, objets et obstacles de l'environnement. Ces capteurs sont de type physique implémentés au sein de véhicules. Les capteurs physiques génèrent des signaux bruts qui seront
Table 1.4 Comparaison entre les méthodes de protection des piétons [13]
Méthode Protection Pré-crash Prévention du
choc Alerte
Principe Agir à partir du
premier impact Agir un peu avantque l'impact
de-vienne inévitable
Agir tant que le choc est encore évitable
Avertir le
pié-ton et/ou le
conducteur lors-qu'un risque est détecté
Dispositifs Passifs : absorp-tion par le capot, les ailes ou le pare-choc. Réac-tifs : soulèvement du capot (amortir le choc avec la tête du piéton) et airbag piéton Préparation des systèmes réactifs utilisés en pro-tection "choc" et déclenchement du freinage d'urgence Pilotage de la tra-jectoire du véhi-cule : changement (automatique) de direction et/ou d'allure Alerte du conducteur et/ou du piéton et modi cation des trajec-toires à leurs initiatives Avantages Réduction de la violence du pre-mier impact Très nette réduc-tion de la violence du choc Evitement de
l'im-pact Contrôlele conducteurpar
et/ou le piéton
Limites Eet catapulte
probable :
L'im-pact augmente
avec sol
Impact non évité
et complexité Complexité E cacitétemps de réac-du
tion du conduc-teur et/ou du piéton
Décision Systèmes réactifs :
détection de "choc piéton"
Détection des piétons, prédiction des chocs véhicule-piéton Points à
traiter Intérêt à démon-trer Faisabilité, législa-tion Faisabilité Ergonomie : ac-ceptabilité par le
conducteur ensuite traités et interprétés. Deux types de mesures de sécurité sont à prévoir suite à ces interprétations et à la prédiction des états futurs des véhicules et des piétons :
Détection de choc P-V : La détection de choc P-V consiste à détecter un piéton ou un obstacle en contact avec la face avant du véhicule. Le système de détection de choc se base particulièrement sur la détection des piétons et peut être plus généralisé et détecté tout obstacles au niveau du pare-choc avant du véhicule et ensuite une classi cation est eectuée pour distinguer les diérents types d'obs-tacles (Figure 1.13. a). Des mesures de sécurité secondaires seront déclenchées par cette stratégie selon le type d'obstacle détecté.
Prédiction des chocs P-V : La prédiction des chocs P-V cherche à anticiper le choc avant de son occurrence et prendre des dispositifs de sécurité. Les mesures de sécurité envisagées par ce type de stratégies sont dites "primaires" car il
Figure 1.13 Système de protection des piétons [70].
s'agit de prévoir le choc avant qu'il se produit. La prédiction des chocs se base sur l'analyse de trajectoire du piéton à l'instant t et fait des anticipations sur leur position à l'instant t + x temps pour prédire si leur trajectoire présente des possibilités de risques (Figure 1.13. b).
Dans l'objectif, de concevoir une stratégie d'analyse des con its du tra c a n de protéger les usagers de la route, quelques travaux ont déjà été proposés dans la littéra-ture.
Le travail [72] est l'étude pionnier dans ce contexte, et proposait une procédure for-melle pour observer les con its du tra c. Les auteurs ont suivi une ligne de raisonnement semblable à celle de 'Heinrich' en se basant sur l'observation des con its du tra c pour extraire des données su santes permettant de générer des inférences sur les accidents de la route. Ils ont conclu que la réduction des événements de circulation dangereux pourrait entraîner une réduction de la fréquence des collisions routières [72].
Malgré les limites de la dé nition conceptuelle des con its du tra c et la procédure de base pour les observations de con it du tra c dans cette étude, elle peut être consi-dérée comme une étape importante dans le développement des techniques complètes
d'identi cation des con its du tra c.
La technique suédoise est parmi les techniques, les plus connues demeure encore utilisée activement pour les évaluations quotidiennes de la sécurité [73]. Cette technique repose sur le Temps d'Accident (TA) entant qu'indicateur de con it. Le TA est dé ni comme "le temps restant à partir du moment où l'action évasive est prise jusqu'à ce que la collision ait eu lieu si les usagers de la route avaient continué avec des vitesses et des directions inchangées. Sa valeur peut être calculée en fonction des estimations de la distance au point potentiel de collision et de la vitesse lors de l'action évasive " [73]. La vitesse et le TA sont utilisés pour distinguer entre "con its sérieux" et "con its non sérieux".
Un modèle probabiliste pour prédire les accidents de la circulation en utilisant un suivi de véhicules en trois dimensions (3-D) est proposé dans [74]. Les données, y com-pris les trajectoires des mouvements, sont d'abord obtenues par le suivi du véhicule basé sur un modèle 3D. Un algorithme à base de réseaux de neurones est ensuite ap-pliqué pour apprendre les pro ls d'activité à partir des trajectoires des échantillons. En n, l'activité du véhicule est prédite en localisant et en appariant chaque trajectoire partielle avec les modèles d'activité appris, et la probabilité d'occurrence d'un accident de la circulation est ensuite déterminée. Les expériences montrent l'e cacité des al-gorithmes proposés, néanmoins l'interaction entre les piétons ainsi que l'évolution au cours du temps des probabilités du con it de tra c ne sont pas étudiés.
Ce travail est étendu par [75] et un système complet basé sur la vision est mis en place fournissant des résultats expérimentaux sur les données vidéo du monde réel. En fait, cet article présente un cadre probabiliste complet pour l'analyse automatisée de la circulation dans une optique de la sécurité routière. S'appuyant sur les techniques de con it du tra c et le concept de hiérarchie de sécurité, il fournit des dé nitions informatiques de la probabilité de collision pour les usagers de la route impliqués dans une interaction. Des mesures d'exposition nouvelles et plus pertinentes ont été dérivées de ce travail et des con its du tra c ont été détectés sur les bases de données Minnesota et Italy [75].