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Nouvelles technologies - mobilité - autonomie

Projet VOLHAND (ANR-09-VTT-14-03, 2009-2013): VOLant pour personne âgée et/ou HANDicapée – Direction Assistée Electrique Personnalisée adaptée au conducteur à mobilité réduite.

Partenaires

  • Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis – LAMIH FRE CNRS 3304 – MCSIB, SHM, PERCOTEC (Porteur)

  • CHRU de Lille

  • GIPSA-LAB – NecS, SBM

 

  • INRETS – LIVIC, LESCOT, LEMCO

 

  • JTEKT

 

Financement ANR :

Objectifs du projet

  • L’objectif du projet VOLHAND est de développer une Direction Assistée Electrique (DAE) adaptée au conducteur à mobilité réduite. Il s'agit de mettre au point une direction assistée "intelligente" capable d'adapter le niveau d'assistance (i.e. la résistance du volant) en fonction de la personne qui conduit. A terme, pour un conducteur ayant des difficultés à tourner le volant, une première étape d'apprentissage permettra d'identifier les secteurs angulaires dans lesquels le conducteur a le plus de difficultés. Une fois cette phase d'apprentissage réalisée, le système fournira une adaptation automatique de l'assistance, en situation de conduite.
  • Pour l'industriel, l'intérêt est de proposer un produit innovant à destination des conducteurs âgés qui représentent une part de marché croissante. Nous y voyons également la possibilité d'améliorer le confort de la conduite pour les personnes souffrant de troubles musculo-squelettiques du membre supérieur (TMS), dont la fréquence est d'ailleurs élevée chez les personnes âgées, et d'y inclure également les personnes souffrant de tétraplégie fonctionnelle. Cette innovation participera au maintien de l'autonomie des personnes.

Contribution Hopale

Ce projet inclut la création d'un modèle du conducteur, ce modèle étant destiné à être intégré dans la commande de la direction assistée. Un tel modèle se construit à partir d'une campagne de mesure : efforts exercés sur le volant, activité musculaire (EMG), position du conducteur, cinématique des membres supérieurs, incidence d'une éventuelle pathologie des membres supérieurs, et ce pour différentes manœuvres ou situations de conduite… A partir de cet ensemble conséquent de mesures, une analyse de données permet d'identifier et de ne conserver que les données pertinentes pour construire la loi de commande. Une campagne de mesures a donc été réalisée au centre Calvé en couplant la maquette de véhicule instrumentée développée par l'Université de Valenciennes et le système d'analyse du mouvement de la Fondation Hopale. Au total, ce sont 50 personnes (20 sujets sains âgés, 13 personnes souffrant de sclérose en plaques et 17 tétraplégiques) qui ont réalisé les tests de conduite. La Fondation Hopale a pris en charge les procédures auprès du Comité de Protection des Personnes, le recrutement des patients, l'organisation et la réalisation des prises de mesures, ainsi qu'une part du post-traitement des données recueillies.

Résultats

Les mesures réalisées ont permis de constituer une base de données originale, qui décrit le mouvement des membres supérieurs et du tronc lors d'une tâche de conduite à basse vitesse et de manœuvres. Cette base de données contient une description des mouvements réalisés au travers l'enregistrement de positions (ex. des mains), d'angles articulaires (ex. l'angle de flexion/extension de l'épaule), ..., d'efforts développés par les mains sur le volant (les forces et les moments), d'efforts articulaires (ex. à l'épaule), des activités électriques des principaux muscles impliqués, mais aussi du ressenti exprimé par les conducteurs.

Figure 4. L'expérimentation en laboratoire et une copie d'écran du logiciel du système de capture du mouvement Vicon®.

Trois profils conducteurs sains ont été identifiés : les croiseurs (53%), les non croiseurs (18%) et les croiseurs asymétriques (29%).

Il est montré que les conducteurs âgés et handicapés tournent le volant de manière plus saccadée que le sujet conducteur sain. Ces saccades sont interprétées comme des perturbations à haute fréquence. L'indicateur proposé est montré pertinent car il permet de différencier les conducteurs sains des conducteurs âgés ou handicapés et peut être utilisé pour adapter les lois de commandes.

L'ambition initiale du projet était d'inclure dans les lois de commande développées la connaissance acquise après analyse des données obtenues suite aux expérimentations menées en laboratoire sur l'être humain. Si une connaissance a été acquise suite à l'analyse des données, comme le montrent les nombreuses publications réalisées, le lien avec les lois de commande n'a pas été mis en évidence dans le cadre de la durée de ce projet, faute de temps. L'expérience suggère néanmoins de poursuivre l'analyse, et aussi de reconsidérer quelque peu le protocole expérimental afin de mettre plus en défaut le conducteur lors des tâches de manœuvres.

Le travail mené a néanmoins permis de développer des lois génériques pour le système de direction assistée électrique et les premiers essais ont montré toute la pertinence de l'approche. Plusieurs plate-formes expérimentales ont été développées et elles offrent la possibilité de poursuivre cette recherche jusqu'à l'essai sur piste.

Le projet VOLHAND a donné lieu à 2 brevets internationaux, 6 articles dans des revues internationales, 11 conférences internationales et 8 conférences nationales.

Site projet

http://www.univ-valenciennes.fr/volhand/

Mots-clefs

Conduite automobile, adaptée, conduire, véhicule, conduite, voiture, handicap, handicapée, personne, âgée, senior, direction assistée, DAE, rééducation, réhabilitation, RRF, autonomie, personnes à mobilité réduite

Publications / Dissémination

  • Gabrielli, F., Schiro, J., Pudlo, P., Barbier, F., Djemai, M., Bouilland, S., Thevenon, A. (2013).  Frequency based indicator for driver differentiation during steering exercises. Advancement of Modelling and Simulation techniques in Entreprise, Modelling C. 73(3), pp 34-45. IF : en cours.
  • Gabrielli, F., Schiro, J., Pudlo, P., Barbier, F., Djemai, M., Bouilland, S., Thevenon, A. (2012).  Indicateur pour différentier les conducteurs automobiles durant les manœuvres à basse vitesse. Handicap 2012, 7ème congrès sur les aides techniques pour les personnes handicapées, 13- 15 juin. Paris
  • Reportage sur Weo, le 30 novembre 2011