Perception et contrôle de la distance intervéhiculaire en condition de brouillard : Etude sur simulateur - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2008

Perception et contrôle de la distance intervéhiculaire en condition de brouillard : Etude sur simulateur

Stéphane Caro
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 884547

Résumé

Statistics show a great increase in accident risk and fatalities in fog. Moreover, traffic studies generally show that temporal headway is reduced in foggy conditions and point out that this headway reduction can't be explained solely by the need to keep the lead vehicle in sight. Based on these observations, our objective was to better understand close following in fog. Three hypotheses were tested, which are linked to perceptual and perceptual-motor mechanisms involved in headway control and trajectory control. We first focused on the hypothesis of distance overestimation in fog. Since previous works showed a great overestimation in very thick fog, we carried out two experiments in order to determine more precisely in which conditions distance headways are actually overestimated. The results showed that overestimation was limited to extremely dense fog conditions, where very few distance cues were available. Thus, headway reduction in fog can't be explained by a distance overestimation. The second hypothesis is related to relative motion sensitivity (i.e., increase or decrease in headway). We hypothesized that (i) by reducing the lead vehicle's contrast or masking its outlines, fog makes the relative motion perception more difficult, and that (ii) drivers reduce headway so as to maintain the relative motion perception threshold at the same level as in clear weather condition. In two experiments, the relative motion perception threshold has been measured in terms of choice response time. The results are in line with our hypothesis' first point (perceptual aspect), and more specifically show that the relative motion sensitivity is much lower when the information provided by the vehicle outline is not available. In order to test the hypothesis' second point (headway control mechanisms), a car following experiment has been carried out, where the lead vehicle's speed variations increased the demand of the headway-control task. Subjects adopted different strategies, one of which consisted in a headway reduction so as to clearly see the outline of the lead vehicle and thus increase the relative motion sensitivity. This finding is in line with the hypothesis' second point. Finally, our aim was to find out whether the demand of the trajectory-control task is involved in close following in fog. Literature suggests that following a lead vehicle with a short headway make trajectory-control easier in foggy conditions, while limiting lateral position errors. The car following experiment we carried out, with a high trajectory-control task demand, has not confirmed this hypothesis, insofar as close following in fog did not bring any perceptual-control benefit. Nevertheless, the results show that the lead vehicle was used as a guide in foggy conditions. The results suggest that drivers' adaptation to the lowering of relative motion sensitivity due to fog contributes to headway reduction in fog. Possible applications based on this interpretation are discussed.
Les statistiques mettent en évidence une augmentation importante du risque et de la gravité des accidents par temps de brouillard. Par ailleurs, les études de trafic menées sur autoroute montrent généralement une réduction des intervalles par temps de brouillard et indiquent que cette réduction ne peut pas être expliquée uniquement par la nécessité de garder le contact visuel avec le véhicule lièvre. Partant de ce constat, nous avons cherché à mieux comprendre les causes de la diminution des intervalles par temps de brouillard. Nous avons testé trois hypothèses selon lesquelles le brouillard affecte les mécanismes perceptifs et perceptivo-moteurs impliqués dans la régulation de l'intervalle et dans le contrôle de la trajectoire. La première hypothèse est celle d'une surestimation de la distance intervéhiculaire en condition de brouillard. Les travaux antérieurs ayant montré une surestimation importante de la distance intervéhiculaire en condition de brouillard très dense, nous avons cherché à préciser les conditions d'apparition de ce phénomène à travers deux expérimentations de jugement perceptif. Nos résultats montrent que la surestimation se limite aux conditions de brouillard extrêmement dense où très peu d'indices de distance sont disponibles. La réduction des intervalles par temps de brouillard ne peut donc pas être expliquée par une surestimation de la distance intervéhiculaire. La seconde hypothèse étudiée concerne la sensibilité au mouvement relatif (i.e., l'éloignement ou le rapprochement du véhicule lièvre). Nous supposons (i) qu'en réduisant le contraste du véhicule lièvre ou en masquant sa silhouette, le brouillard rend la perception du mouvement relatif plus difficile et (ii) que les conducteurs réduisent leur intervalle de façon à maintenir le seuil de perception du mouvement relatif au même niveau qu'en condition de visibilité normale. Au cours de deux expérimentations, nous avons mesuré le seuil de perception du mouvement relatif sous la forme d'un temps de réponse. Les résultats confirment le volet perceptif de notre hypothèse et montrent plus particulièrement que la sensibilité au mouvement relatif est largement dégradée lorsque les informations fournies par la silhouette du véhicule lièvre ne sont pas disponibles. Afin de tester le second volet de notre hypothèse portant sur les mécanismes du contrôle de l'intervalle, nous avons mené une expérience de suivi de véhicule où la tâche de contrôle de l'intervalle était rendue difficile par les variations de vitesse du véhicule lièvre. Les participants ont adopté différentes stratégies, dont l'une visant à se rapprocher du véhicule lièvre de façon à voir correctement sa silhouette et à augmenter ainsi la sensibilité au mouvement relatif, ce qui confirme le second volet de notre hypothèse. Pour finir, nous avons cherché à savoir si les exigences liées à la tâche de contrôle de la trajectoire sont en cause dans l'adoption d'intervalles courts par temps de brouillard. La littérature laisse en effet supposer que le suivi d'un véhicule lièvre de près facilite le contrôle de trajectoire en condition de brouillard, tout en évitant les erreurs de positionnement latéral. L'expérience de suivi de véhicule que nous avons menée, où les exigences du contrôle de directionnel étaient importantes, n'a pas confirmé cette hypothèse. Il n'est en effet apparu aucun bénéfice perceptivo-moteur à suivre le véhicule lièvre de près en condition de brouillard. Nous constatons néanmoins que le véhicule lièvre est utilisé comme guide en condition de brouillard. L'ensemble des résultats suggère que l'adaptation des conducteurs face à la réduction de la sensibilité au mouvement relatif due au brouillard contribue à la diminution des intervalles par temps de brouillard. Nous proposons des perspectives d'applications basées sur cette interprétation.
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Dates et versions

tel-00544889 , version 1 (16-12-2010)

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  • HAL Id : tel-00544889 , version 1

Citer

Stéphane Caro. Perception et contrôle de la distance intervéhiculaire en condition de brouillard : Etude sur simulateur. Modélisation et simulation. Université Pierre Mendès-France - Grenoble II, 2008. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00544889⟩
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