Facteur d'échelle visuelle pour la restitution de la perception de vitesse en simulation de conduite automobile

Visual scale factor for speed perception rendering in car driving simulation

• Auteur / Autrice : Florent Colombet
• Direction : Frédéric Merienne, Damien Paillot, Andras Kemeny
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Paris, ENSAM
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences des métiers de l'ingénieur (Paris)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Conduite automobile -- Simulateurs

Perception visuelle du mouvement

Perception visuelle du mouvement

Résumé

Percevoir sa vitesse est une tâche importante que le conducteur doit réaliser constamment pendant la conduite pour contrôler son véhicule. Il apparaît que plusieurs facteurs ont une influence sur la perception de la vitesse : la hauteur du point de vue, le champ de vision, le réalisme de l'environnement, mais aussi le réalisme des restitutions sonores et proprioceptives. Si certains simulateurs de conduite automobile sont suffisamment performants pour restituer le mouvement de façon satisfaisante selon tous ces critères, ce n'est pas forcément le cas de tous. Il en résulte alors une perception de la vitesse souvent sous-estimée, qui se traduit par une vitesse de conduite plus élevée que celle en conduite réelle. La validité perceptive du simulateur de conduite n'est alors plus suffisante pour certaines études de comportement du conducteur. Pour tenter de résoudre ce problème, une technique a récemment vu le jour, consistant à modifier le champ de vision géométrique tout en gardant un champ de vision constant. C'est cette technique, quantifiée par un indice défini comme un facteur d'échelle visuelle, qui est étudiée de façon plus approfondie au cours de cette thèse. Nous avons notamment étudié comment ce facteur d'échelle visuelle influence la perception de la vitesse et avons déterminé la relation linéaire qui existe entre le changement de vitesse perçue et le facteur d'échelle visuelle utilisé. Nous avons ensuite déterminé dans quelle mesure il était possible de modifier dynamiquement ce facteur d'échelle visuelle afin de l'adapter au mieux en fonction des besoins de la simulation. Les expérimentations présentées ici ont toutes été menées sur le simulateur de conduite dynamique SAAM, dont la conception, la réalisation et le réglage ont été effectués dans le cadre de cette thèse.

Speed perception is an important task that the driver must perform continuously to control his/her vehicle. It appears that many factors influence this perception: height of the point of view, field of view, realism of the environment, but also realism of audio and proprioceptive rendering. If some high-performance car driving simulators are able to render motion satisfactorily according to all these criteria, it is not always the case. As a result, speed perception is thus often under estimated, leading into producing higher speeds than in real conditions. Perceptual validity is then not good enough to study driver's behavior. To solve this problem, a technique has recently seen the light, which consists of modifying the geometric field of view while keeping the real field of view unchanged. This technique, quantified by a cue defined as the visual scale factor, is studied in-depth in this thesis. We particularly focused on the influence of this visual scale factor on speed perception and determined the existence of a linear relationship between the perceived speed variation and the actual visual scale factor. We have then determined in what extent it is possible to modify dynamically this factor in order to fit at best driving simulation needs. The experiments presented here have all been carried out on the SAAM dynamic driving simulator which has been designed, realized and tuned in the framework of this thesis.