Improvement of Pedestrian Safety: Response of detection systems to real accident scenarios
Amélioration de la sécurité du piéton : validation de système actif de sécurité par la reconstruction d'accidents réels
Résumé
The scope of this research concerns pedestrian active safety. Several primary safety systems have been developed for vehicles in order to detect a pedestrian and to avoid an impact. These systems analyse the forward path of the vehicle through the processing of images from sensors. If a pedestrian is identified on the vehicle trajectory, these systems employ emergency braking and some systems may potentially employ emergency steering. Methods for assessing the effectiveness of these systems have been developed. But, it appears difficult to determine the relevance of these systems in terms of pedestrian protection. The general objective of this research was to estimate the safety potential of these systems in many accident configurations. The first step consisted of gathering a sample of a hundred of accidents involving vehicles with pedestrians. These accidents were provided from accident databases of two laboratories LMA and CASR. Data of these accidents were recorded in sufficient detail from in-depth investigation which enables reconstructing the trajectory of the vehicle and pedestrian prior to the collision. The second step was to analyse qualitatively and quantitatively the data of the selected accidents. These accidents were reconstructed to simulate the pre-crash conditions. From this accident reconstruction, factors relevant to the primary safety of pedestrians were deduced. The next step consisted of coupling the vehicle dynamic behaviour with a primary safety system in order to confront these systems to real accident configurations. The relevance of these systems is studied by verifying the feasibility of deploying an autonomous emergency manoeuvre during the timeline of the accident and according to the vehicle dynamic capabilities: i.e. verifying the possibilities in terms of crash avoidance. Based on this procedure, three modelling methods were developed: a first method testing a system to each accident configuration and two others using graphs of evaluation from a parametric study realised on a generic system. The results of the three methods were then discussed. Finally, as a perspective, the last study will approach crash mitigation. As a consequence of an active safety system response, the vehicle impact speed is reduced. The effect of speed reduction on variations in impact conditions will be then addressed to measure the potential safety impact of these systems on pedestrian protection.
Le contexte général de cette recherche concerne la sécurité active des piétons. De nombreux systèmes embarqués dans les Îhicules sont actuellement développés afin de détecter un piéton sur la chaussée et d'éviter une collision soit par une manoeuvre de freinage d'urgence soit par une manoeuvre de déport. La plupart de ces systèmes d'aide à la conduite sont basés sur des systèmes de détection (caméras, radars, etc). Ils analysent la scène en temps réel, puis effectuent un traitement d'images dans le but d'identifier un potentiel danger. Or il apparaît difficile de déterminer la pertinence de ces systèmes en termes de sécurité routière. L'objectif général de ce travail est ainsi d'estimer cette pertinence en confrontant les systèmes à de multiples configurations d'accidents réels. Une première étape a consisté à sélectionner une centaine de cas d'accidents réels impliquant des piétons percutés par des Îhicules motorisés. Ce recueil s'est effectué à la fois dans les laboratoires LMA et CASR. Ces deux laboratoires ont des méthodes similaires d'investigation des accidents de la route. La qualité et la quantité d'information sur chaque accident recueilli permet de récupérer les données nécessaires pour la reconstruction cinématique d'un accident. Dans une seconde étape, une analyse qualitative et quantitative est réalisée sur l'échantillon d'accidents sélectionnés. Ces accidents ont été par la suite reconstruits cinématiquement modélisant avant impact les trajectoires des Îhicules et piétons impliqués. Une analyse de ces reconstructions a permis de dégager les enjeux dans l'espace et dans le temps qui influencent la sécurité primaire du piéton. L'étape suivante a pour but de tester les systèmes de détection des piétons dans les configurations d'accidents reconstruits en les associant à la cinématique des Îhicules. Le test de performance de ces systèmes a été alors réalisé en Îrifiant leurs compatibilités au regard de la chronologie des accidents; i.e. Îrifier la possibilité d'évitement des accidents. À partir de cette procédure, trois différentes méthodes de modélisation ont été développées : une première méthode évaluant un système pour chaque configuration d'accidents et deux autres méthodes utilisant des graphes tracés à partir d'une étude paramétrique d'un système générique. Ces méthodes ont été par la suite évaluées. Enfin, une extension de la méthodologie précédemment décrite est proposée comme perspective pour aborder la phase d'impact du piéton contre le Îhicule. En conséquence d'un déclenchement d'un système actif, la vitesse d'impact est réduite et donc les conditions du choc sont modifiées. Une méthode a été développée pour étudier les effets de cette réduction de vitesse en analysant les conséquences sur les risques lésionnels du piéton.
Mots clés
Domaines
Modélisation et simulation
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
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