Détection de la somnolence en situation de conduite, à l’aide du rythme respiratoire détecté par capteurs textiles inductifs

Résumé

Depuis quelques décennies, de nombreux rapports mettent en avant le rôle des conducteurs somnolents dans les accidents mortels. Les institutions cherchent donc de nouveaux moyens pour limiter l’impact de la somnolence sur la sécurité routière. Cet intérêt pour réduire la mortalité au volant a poussé les chercheurs à trouver de nouvelles méthodes non-invasives de surveillance des conducteurs dans le but de détecter la somnolence. Le principal objectif de ce mémoire est de proposer un nouveau système d’acquisition cardiorespiratoire non-invasif basé sur des électrodes inductives textiles dans le but de détecter la somnolence et d’améliorer la précision de ce type de système. Ce mémoire se concentre sur le signal de respiration. Pour ce faire, une méthode novatrice utilisant quatre électrodes réparties le long de la ceinture de sécurité et une fusion par filtre de Kalman permettant d’estimer l’état futur d’un système en réduisant l’incertitude des données a été développée. Pour évaluer le système, différentes positions et tailles d’électrodes ont été testées. Leur performance en situation de conduite simulée a ensuite été mesurée. Les résultats démontrent que la position des électrodes impacte significativement la précision, avec les électrodes situées sur la ceinture obtenant de meilleures performances que celles situées dans le dos. Il a été relevé que les électrodes de plus grande taille maximisent la précision, et plus généralement, pour obtenir les meilleurs signaux, les mouvements relatifs des électrodes par rapport au sujet doivent être optimisés. Sur les 50 sessions de 1h30, l’utilisation du filtre de Kalman a permis de faire passer de 28% à 44% le taux d’enregistrements avec une erreur absolue moyenne d’estimation du rythme respiratoire inférieure à 2 respirations par minute. La précision de classification de la somnolence obtenue avec ce système textile est comparable à celle obtenue avec les données de référence. En conclusion, les électrodes inductives textiles sans contact sont une option prometteuse pour la surveillance de la respiration et la détection de la somnolence en situation de conduite. Cependant, des améliorations doivent encore être apportées, comme par exemple une matrice d’électrodes textiles brodée directement sur la ceinture pour limiter leur déplacement. Les prochaines études devraient se concentrer sur l’amélioration des indices de qualité pour détecter les signaux de mauvaise qualité afin d’améliorer la précision de la détection de la somnolence en limitant l’impact du bruit. L’acquisition de nouvelles données permettrait d’améliorer les performances de détection de la somnolence en améliorant la généralisation des modèles.

Date	12 déc. 2024
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Ghyslain Gagnon (Directeur(-trice)) & Fabrice Vaussenat (Codirecteur(-trice))