Traquer le visage pour plus de confort et de sécurité au volant

Equipée de multiples senseurs et de divers algorithmes, la voiture intelligente est aujourd’hui capable de réagir dans des situations d’urgence, de réguler sa vitesse, d’assister le conducteur dans son stationnement ou de répondre à une commande vocale. Mais elle ignore qui la conduit et dans quel état se trouve le pilote. Le visage est la précieuse source d’information que vise à exploiter le projet de collaboration, initié par le Centre de Transport (TraCE), entre le Laboratoire de Traitement des Signaux 5 de l’EPFL (LTS5) et PSA Peugeot Citroën. Son but est d’élaborer un outil qui permette d’utiliser les informations faciales afin de rendre la voiture de demain plus confortable et surtout plus sûre.

Les technologies pour faire parler les visages ont connu des développements fulgurants ces dernières années et sont déjà présentes dans de nombreux domaines. La détection des visages s’effectue aujourd’hui en temps réel, leur localisation donne la position exacte du sujet tandis que les systèmes de suivi du regard estiment la direction vers laquelle les yeux se tournent. L’analyse des mouvements de la tête et des yeux permet en outre de détecter un état de fatigue ou d’endormissement. Enfin, l’étude des expressions faciales, notamment dans le LTS5 et via sa start-up, nViso, offre des applications tant à des fins commerciales que comportementales ou scientifiques.

Des défis technologiques
Le défi posé aux chercheurs a été d’adapter ces technologies à l’automobile. « Notre objectif est de construire la couche technologique de base qui permettra à tout moment de détecter et de localiser le visage d’un conducteur », explique Jean-Philippe Thiran, responsable du LTS5. «A partir de cet outil, il sera ensuite possible de construire et de tester diverses applications d’assistance comme le suivi du regard, la détection de l’état de fatigue, la lecture sur les lèvres…». «Nous cherchons par cette étude à rendre plus intuitives les interfaces entre le conducteur et son véhicule: cette fenêtre ouverte sur ses intentions, c’est un mode d’interaction très naturel», précise Olivier Pajot, représentant de PSA Peugeot Citroën sur le campus de l’EPFL.

Développé sur une plateforme de prototypage fournie par le constructeur automobile français, l’instrument est aujourd’hui opérationnel même si le travail est loin d’être terminé. Un véhicule impose en effet des contraintes bien spécifiques, à commencer par l’endroit où placer la camera puisqu’elle ne peut pas être dans le champ de vision du conducteur. «Une des options possibles est de la placer derrière le volant, ce qui supposerait un système suffisamment rapide pour récupérer la détection du visage du conducteur après le passage des branches du volant», détaille Jean-Philippe Thiran. Autre difficulté, l’adaptabilité en fonction de conditions lumineuses changeantes afin de suivre le visage du conducteur aussi bien dans un tunnel que face à un soleil d’automne horizontal. Enfin, l’outil doit rester performant que le conducteur soit de face ou qu’il tourne la tête.

Améliorer les performances
«Nous travaillons maintenant à améliorer les performances du système, notamment pour accroitre le nombre d’images traitées, poursuit Jean-Philippe Thiran. La prochaine étape consistera à le faire fonctionner en conditions réelles. PSA Peugeot Citroën installera la plateforme sur une voiture et le LTS5 testera le système avec des scénarios d’application.»

PSA Peugeot Citroën a établi une antenne dans le Quartier de l’Innovation de l’EPFL durant l’été 2011 dans le but de collaborer sur des projets de recherche et d’innovation. D’autres projets avec des laboratoires de l’EPFL ont été lancés, sous l’impulsion du Centre de Transport (TraCE) de l’EPFL, sur des sujets d’avenir tels que les filières énergétiques, les systèmes d’aide à la conduite, les Interfaces Homme-Machine et la prédiction de la structure du marché automobile.