EVOLUTIONS DES SYSTEMES D AIDE A LA CONDUITE ET DE SECURITE

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1 EVOLUTIONS DES SYSTEMES D AIDE A LA CONDUITE ET DE SECURITE Enjeux liés à leur conception et à leur validation Jean-François BOISSOU Vincent ABADIE PSA Peugeot Citroën

2 Plan de la présentation Contexte Contraintes de conception Méthodes et outils Conclusion Thème 1 Caractérisation du risque routier 2

3 Contexte Thème 1 Caractérisation du risque routier 3

4 Timing et modes d intervention des Systèmes d Aide à la Conduite Pas de risque particulier Risque potentiel Risque avéré Conduite normale Vigilance Collision évitable Collision inévitable Post- Crash 1 min? 3 à 2s 1s à 0,5s Choc Prévenir / éviter Limiter les effets Information / alerte Dynamique véhicule Conseil / assistance Moyens de protection Thème 1 Caractérisation du risque routier 4

5 Différentes échelles de temps Pas de risque particulier Risque potentiel Risque avéré Conduite normale Vigilance Collision évitable Collision inévitable Post- Crash 1 min? 3 à 2s 1s à 0,5s Choc Mieux vaut prévenir que guérir" Réactivité face à une situation d urgence Niveau croissant d incertitude sur la pertinence des décisions Agressivité Conséquences accrues d un intempestif Thème 1 Caractérisation du risque routier 5

6 Modes d action d un Système d Aide à la Conduite Information Charge cognitive de gestion de l information Affichage Distraction du conducteur Pré-conditionnement (transparent pour le conducteur) Durabilité des organes sollicités Alerte Pertinence Conseil assistance Interaction avec la conduite Risque de déresponsabilisation du conducteur Contrôle Risque élevé en cas d intempestif Risque Thème 1 Caractérisation du risque routier 6

7 Enthousiasme et prudence Les systèmes actifs offrent un bénéfice potentiel accru tout en libérant le conducteur de la charge de gestion des informations Les évolutions technologiques ouvrent de nouveaux champs d application les performances des capteurs sont en progression constante les puissances de calcul disponibles supportent la mise en œuvre d algorithmes complexes, permettant une perception plus large et plus robuste de l environnement (fusion de données, couplage de capteurs) les systèmes actifs sont appelés à prendre le relais des moyens passifs, pour continuer à améliorer la sécurité des véhicules Mais ces nouvelles fonctions sont intrusives et une défaillance peut être lourde de conséquences bien que performants, les capteurs ne sont pas absolument infaillibles la sûreté de fonctionnement est donc au cœur des processus de conception et de validation Thème 1 Caractérisation du risque routier 7

8 Contraintes de conception Thème 1 Caractérisation du risque routier 8

9 Principales contraintes à prendre en compte (fonctionnel) Convention de Vienne Le conducteur doit rester maître de son véhicule Conditionne les modes d action, de déclenchement et de sortie de la fonction Acceptabilité par les occupants du véhicule Déclenchement approprié, action évidente IHM et modes de reprise en main intuitifs Seuils de déclenchement compatibles d une large palette de styles de conduite Sans pour autant entraîner un excès de confiance du conducteur Sanction : rejet de la fonction, désactivation le bénéfice serait alors nul Thème 1 Caractérisation du risque routier 9

10 Principales contraintes à prendre en compte (dysfonctionnel) Sûreté de fonctionnement Modes de défaillance classiques (électronique, logiciel ) : traitées par les méthodes SdF habituelles (règles de conception) Modes de défaillance spécifiques aux capteurs (radars, caméras et traitements associés) Dans le courant de la vie du véhicule, ils sont confrontés à un très grand nombre de situations complexes qu ils doivent interpréter automatiquement à partir d une quantité limitée d information. Non détection : le taux de détection va conditionner la disponibilité, donc le bénéfice Réaction intempestive du système : toute action mal à propos génère un risque, que le concepteur doit évaluer, limiter et valider. Thème 1 Caractérisation du risque routier 10

11 Méthodes et outils Thème 1 Caractérisation du risque routier 11

12 Outils et méthodes SDF : la norme ISO Cette norme, en cours d élaboration, est appelée à devenir la référence applicable aux études SDF des applications automobiles. Elle définit en particulier : Une méthode de classification de la gravité des défaillances (ASIL : Automotive Software Integrity Level A à D) susceptibles d entraîner un accident Des objectifs d occurrence associés à chaque niveau ASIL ASIL A : 10-6 /h ASIL D : 10-9 /h Pour une validation sur route, les contraintes de durée et de longueur des roulages peuvent représenter un obstacle au développement des fonctions critiques. Les fonctions doivent donc être conçues de préférence de manière à éviter que des défaillances de gravité élevée, soient directement imputables à une erreur du ou des capteurs. Thème 1 Caractérisation du risque routier 12

13 ISO Critères de classification ASIL Contrôlabilité Capacité du conducteur et des autres usagers à garder le contrôle en cas de défaillance Nécessite une bonne connaissance du comportement du conducteur Études en situation (roulages, simulateur) Exposition % de temps pendant lequel le véhicule est confronté à une situation pouvant entraîner un accident en cas de défaillance Nécessite une connaissance statistique des conditions susceptibles d affecter les conséquences (trafic, météo ) Sévérité Gravité des conséquences en cas d accident Analysée en fonction de critères accidentologiques et biomécaniques Thème 1 Caractérisation du risque routier 13

14 Mise en situation Etude de l interaction conducteur système Compréhension des IHM et modes d action Réactions du conducteur Acceptabilité globale (modes et seuils d action) Les tests doivent être menés avec des conducteurs naïfs Capacités de conduite standard En respectant l éthique Moyens spécifiques Simulateur de conduite Véhicules prototypes instrumentés sur circuit sur route ouverte (?) Thème 1 Caractérisation du risque routier 14

15 Simulation fonctionnelle Objectifs Réduire la charge des roulages de test et de mise au point Tester différents paramétrages sans courir de risque Méthode Test off-line du comportement de la fonction essentiellement déclenchements Point clé : constitution d une base de données Par simulation : représentativité? limité au fonctionnel dans un premier temps Par acquisition de données sur route avec des capteurs représentatifs exploitables pour une pré-validation (diversité de scénarios) investissement conséquent Thème 1 Caractérisation du risque routier 15

16 Conclusion Thème 1 Caractérisation du risque routier 16

17 Conclusion Les systèmes anticipatifs et actifs sont appelés à jouer un rôle majeur pour l amélioration de la sécurité des véhicules Etant intrusifs, ils imposent des précautions et méthodes spécifiques de mise au point et de validation contrainte principale à prendre en compte pour l introduction des fonctions sur le marché Un effort constant doit être maintenu sur l étude des facteurs humains comportement, capacités IHM, acceptabilité simulateurs de conduite l analyse des scénarios de trafic (accidentogènes ou non) les outils et moyens de simulation constitution de bases de données représentativité mutualisation? Thème 1 Caractérisation du risque routier 17

18 Annexes Thème 1 Caractérisation du risque routier 18

19 Exemple : contrôle latéral Alerte Action sur la direction Thème 1 Caractérisation du risque routier 19

20 Exemple : anticollision Evitement de collision (?) Information Freinage automatique Alerte Thème 1 Caractérisation du risque routier 20

21 Classification ASIL Exposition x Contrôlabilité 1 0,1 0, S0 Sévérité S1 S2 ASIL B ASIL C ASIL A ASIL B ASIL A S3 ASIL D ASIL C ASIL B ASIL A E1 (très faible) : 0,001 C1 (facilement contrôlable) : >99% E2 (faible) : 0,01 C2 (normalement contrôlable) : >85% E3 (moyenne) : 0,1 C3 (difficile ou impossible < 85% E4 (forte) : 1 à contrôler) S0 : pas de dommage corporel (AIS 0) S1 : blessures légères ou modérées (AIS 1 et 2) S2 : blessures sérieuses (AIS 3 et 4) S3 : blessures graves avec pronostic vital engagé, blessures mortelles (AIS 5 et 6) Thème 1 Caractérisation du risque routier 21

22 Simulateur de conduite Thème 1 Caractérisation du risque routier 22

23 Simulation off-line Véhicule Capteurs Algorithmes Actionneurs Environnement routier Base de données Enregistreur Thème 1 Caractérisation du risque routier 23