Comment l'imagerie thermique participe au développement d'une nouvelle génération de systèmes de détection des piétons la nuit

La sécurité des usagers de la route a toujours été un enjeu majeur pour les pouvoirs publics. Ces dernières années, les évolutions de la réglementation internationale et des standards de sécurité visent notamment à renforcer la protection des usagers vulnérables de la route : piétons, cyclistes, motocyclistes...

C’est en effet chaque année dans le monde, plus d’1,35 millions de personnes qui perdent la vie sur les routes dont 54% d’usagers vulnérables. Et ces accidents surviennent encore plus la nuit et en hiver, dans des conditions de visibilité dégradées (brouillard, pluie…).

Si les progrès dans la détection de piétons ont été massifs ces dernières années, les conditions d’évaluation des systèmes d’aide à la conduite ne prennent que très peu en compte des scénarios de faibles luminosité ou de totale obscurité et d’éblouissement. Dans ces conditions, les systèmes existants présentent des limites que l’imagerie thermique peut venir combler.

Alors quelles sont les limitations des systèmes existants et les apports de l’imagerie thermique dans ce domaine ? Nous faisons le point.

• Les solutions existantes et leurs limites

La perception autour et dans le véhicule est un enjeu majeur du marché du transport. L’imagerie CMOS visible et le radar sont les technologies les plus utilisées, celles sur lesquelles l’investissement est le plus important et pour lesquelles l’écosystème est le plus développé et le plus apte à répondre aux besoins volumiques du marché.

Seulement les dernières études montrent que ces technologies, ultra efficaces de jour et dans des conditions de conduite idéale, connaissent des performances de détection des piétons bien moindres sous la pluie, le brouillard et les conditions de faible luminosité.

Les organisations autrichiennes et suisses de l’ETSC (European Transport Safety Council), KFV(Kuratorium für Verkehrssicherheit) et BFU (Beratungsstelle für Unfallverhütung) ont effectué plus de 200 tests pour mieux intégrer des conditions de conduite du monde réel telles que le temps pluvieux, le brouillard et les mauvaises conditions de luminosité, la nuit. Les auteurs de ces études confirment que de jour et par temps clair, les systèmes de détection et de freinage d'urgence fonctionnent très bien. En revanche, les résultats des tests effectués dans des conditions de visibilité moins favorables sont nettement moins bons. Par temps de pluie, de brouillard ou de faible luminosité, ces systèmes n'identifient pas toujours les usagers vulnérables de la route et ne déclenchent pas systématiquement un freinage d’urgence.

En partenariat avec l'Automobile Club of Southern California's Automotive Research Center, AAA a évalué les performances de quatre véhicules équipés d'un système de freinage d'urgence automatique avec détection des piétons afin d’en déterminer l'efficacité. Les tests ont été effectués sur un circuit fermé en utilisant des cibles piétonnes simulées pour les scénarios suivants. Les scénarios de jour ont globalement obtenu des résultats satisfaisants. En revanche, la nuit, aucun des systèmes n'a détecté ou réagi aux piétons.

Enfin, l'Insurance Institute for Highway Safety (Etats-Unis) a également lancé un test nocturne afin de répondre au pourcentage élevé d'accidents de piétons qui se produisent sur des routes sombres. Seulement 4 des 23 premières voitures testées obtiennent la note supérieure la plus élevée, mais plus de la moitié obtiennent une note basse.

"Comme nous nous y attendions, la plupart de ces systèmes AEB (Automatic Emergency Braking) pour piétons ne fonctionnent pas très bien dans l'obscurité", déclare le président de l'IIHS, David Harkey. "
 

Il est à noter qu’une note avancée ou supérieure au test de nuit deviendra certainement une exigence pour le prix TOP SAFETY PACK+ dans les années à venir.

Ces images montrent un piéton à plusieurs distances du véhicule, comprises entre 20m et 90m, au bord d’une route éclairée par les seuls phares de la voiture (en position feu de croisement).  A gauche, la vision en caméra visible et à droite la vision par imagerie thermique. Au-delà de 20m, la caméra visible ne détecte plus efficacement le piéton alors que la caméra thermique le détecte jusqu’à 90m, bien au-delà de la portée des phares.

Cas d’un piéton circulant de nuit sur une route de campagne. A gauche sur l’image visible, la caméra est éblouie par les phares du véhicule arrivant en face. A droite, sur l’image thermique, le piéton est parfaitement visible et la lumière des phares du véhicule n’affectent pas l’image thermique.

• L’imagerie thermique un complément indispensable aux systèmes actuels

Alors si les technologies actuelles montrent leurs limites, l’imagerie thermique peut contribuer à étendre le fonctionnement du freinage automatique  d’urgence (AEB) aux conditions de visibilité dégradées .

Les caméras thermiques ou LWIR tirent partie du fait que tous les objets émettent de l'énergie thermique et, par conséquent, élimine la dépendance à une source d'éclairage. Elles vont ainsi fournir des données complémentaires aux caméras visibles et au radar, de jour comme de nuit, sans impact du soleil, de l’éblouissement des phares des autres véhicules et la plupart des obscurcissants.

Ainsi, l’imagerie thermique permet de  détecter et classer les usagers vulnérables dans l'obscurité, et ne sont pas affectés par les conditions de luminosité ambiante.

L’imagerie thermique est largement considérée d’une part pour sa redondance d’informations avec les systèmes de détection actuels dans de bonnes conditions de luminosité, et d’autre part, l’apport d’informations complémentaires dans les conditions de visibilité dégradées, notamment la nuit, dans lesquelles les caméras visibles peuvent être limitées, tout en conservant de la résolution pour affiner les informations du radar. L’imagerie thermique est donc une technologie cruciale pour fiabiliser la détection des obstacles, les fonctions de freinage automatique et l’automatisation des véhicules en toutes conditions.

Les organismes de certification type NCAP (New Car Assessment Program) intègrent les ADAS (systèmes d'aide à la conduite ou Advanced Driver Assistance Systems) dans leur notation et certains gouvernements légifèrent pour une intégration obligatoire dans tous les véhicules neufs de ces dispositifs. Si les technologies du CMOS visible et du Radar sont déjà bien implantées pour répondre aux besoins des ADAS et particulièrement à la détection des VRU, nous avons vu qu’elles présentent aussi des limitations dans certaines conditions de visibilité (luminosité et météo).

La caméra thermique permet de lever la grande majorité de ces limitations grâce à sa capacité à détecter indépendamment des conditions de luminosité et permet ainsi aux systèmes de freinage d’urgence de fonctionner dans tous les cas d’usage du véhicule.

Nous vous proposons de découvrir un cas d’utilisation de l’imagerie thermique pour réduire les accidents de piétons dans un contexte de visibilité réduite. Téléchargez gratuitement notre étude de cas qui aborde le sujet du freinage automatique d’urgence la nuit d’un point de vue théorique.