evolutions des systemes d`aide a la conduite et de

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
PRAC2010 : Prévention des Risques et Aides à la Conduite, Paris, 4-5 mai 2010
Plan de la présentation

Contexte

Contraintes de conception

Méthodes et outils

Conclusion
PRAC2010 : Prévention des Risques et Aides à la Conduite, Paris, 4-5 mai 2010
Thème 1 – Caractérisation du risque routier
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Contexte
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Thème 1 – Caractérisation du risque routier
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Timing et modes d’intervention
des Systèmes d’Aide à la Conduite
Risque
avéré
Risque
potentiel
Conduite
normale
Vigilance
1 min ?
Collision
évitable
Collision
inévitable
1s à 0,5s
3 à 2s
PostCrash
Choc
Pas de risque
particulier
Limiter les effets
Prévenir / éviter
Moyens de protection
Dynamique véhicule
Conseil / assistance
Information / alerte
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Thème 1 – Caractérisation du risque routier
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Différentes échelles de temps
Risque
avéré
Risque
potentiel
Conduite
normale
Vigilance
1 min ?
“Mieux vaut prévenir
que guérir"
Niveau croissant
d’incertitude sur
la pertinence des
décisions
3 à 2s
Collision
inévitable
Collision
évitable
1s à 0,5s
PostCrash
Choc
Pas de risque
particulier
Réactivité face à une
situation d’urgence
Agressivité
Conséquences accrues
d’un intempestif
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Modes d’action
d’un Système d’Aide à la Conduite

Information


Affichage


Risque
Pertinence
Conseil – assistance



Durabilité des organes sollicités
Alerte


Distraction du conducteur
Pré-conditionnement (transparent pour le conducteur)


Charge cognitive de gestion de l’information
Interaction avec la conduite
Risque de déresponsabilisation du conducteur
Contrôle

Risque élevé en cas d’intempestif
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Enthousiasme et prudence

Les systèmes actifs offrent un bénéfice potentiel accru


Les évolutions technologiques ouvrent de nouveaux champs
d’application




tout en libérant le conducteur de la charge de gestion des informations
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
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Contraintes de conception
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Thème 1 – Caractérisation du risque routier
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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
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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.
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Méthodes et outils
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Outils et méthodes SDF :
la norme ISO 26262


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.
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ISO 26262
Critères de classification ASIL

Contrôlabilité




Exposition



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)
% 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
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Mise en situation

Etude de l’interaction conducteur – système




Les tests doivent être menés avec des conducteurs
“naïfs“



Compréhension des IHM et modes d’action
Réactions du conducteur
Acceptabilité globale (modes et seuils d’action)
Capacités de conduite standard
En respectant l’éthique
Moyens spécifiques


Simulateur de conduite
Véhicules prototypes instrumentés


sur circuit
sur route ouverte (?)
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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
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Conclusion
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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 ?
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Annexes
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Exemple : contrôle latéral
Alerte
Action sur la direction
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Exemple : anticollision
Evitement de
collision (?)
Freinage
automatique
Information
Alerte
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Classification ASIL
Exposition x Contrôlabilité
Sévérité
1
0,1
0,01
10-3
10-4
10-5
S0
QM
QM
QM
QM
QM
QM
S1
ASIL B
ASIL A
QM
QM
QM
QM
S2
ASIL C
ASIL B
ASIL A
QM
QM
QM
S3
ASIL D
ASIL C
ASIL B
ASIL A
QM
QM
E1
E2
E3
E4
(très faible) :
(faible) :
(moyenne) :
(forte) :
S0
S1
S2
S3
:
:
:
:
0,001
0,01
0,1
1
C1 (facilement contrôlable) :
>99%
C2 (normalement contrôlable) : >85%
C3 (difficile ou impossible
< 85%
à contrôler)
pas de dommage corporel (AIS 0)
blessures légères ou modérées (AIS 1 et 2)
blessures sérieuses (AIS 3 et 4)
blessures graves avec pronostic vital engagé, blessures mortelles (AIS 5 et 6)
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Simulateur de conduite
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Simulation off-line
Véhicule
Capteurs
Algorithmes
Actionneurs
Environnement
routier
Base de
données
Enregistreur
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