Architecture logique d'un système multi agents de suivi multi caméra distribué : exploitation du modèle de croyance transférable

This thesis presents the joint use of the theory of evidence and multiple hypothesis tracking for modeling and managing a system for monitoring multiple cameras in a motorway. The tracking is based on the re-identification of objects (vehicles) on the basis of visuals and times informations. A realization of these concepts results in the design and implementation of a software architecture for multiple agents management of multiple camera tracking system. After presenting the state of the art on the frameworks of uncertainty management and that on information fusion for the matching, and the multi-agent systems, our contribution in this work is on two or three levels. The first was an adaptation of the decision phase of the transferable belief model to incorporate the use of multi-hypotheses tracking as a tool of ambiguity survey in case of indecision in matching situation. The second contribution was a proposition of agent-based software architecture for management of a multiple cameras tracking system. We have proposed the global system modeling as well as agents and their interactions modeling using a personal analysis method but nevertheless inspired by modelisation languages and tolls such as Agent UML, MaSE and others, because there is not yet a standard and normalized tool on the subject. Our third contribution was to begin an implementation of our agent-based software architecture using JADE (Java Agent Development Framework). Some experiment and discussions are presented at the end to lead to our conclusions and perspectives.Cette thèse présente l'utilisation conjointe de la théorie de l'évidente et du suivi multi-hypothèses pour la modélisation et la gestion d'un système de suivi multi-caméras dans un environnement autoroutier. Le suivi est basé sur la ré-identification des objets (véhicules) sur la base d'information visio-temporelles. Une concrétisation de ces concepts se traduit par la conception et la mise en oeuvre d'une architecture logicielle multi-agents de gestion du suivi multi-caméras. Après une présentation de l'état de l'art sur les cadres de gestion de l'incertain et celui relatif à fusion de l'information pour la mise en correspondance, et sur les systèmes multi-agents, notre apport dans ce travail se situe à trois niveaux. Le premier a été une adaptation de la phase de décision du modèle de croyance transférable pour y intégrer l'utilisation du suivi multi-hypothèses comme outil de levée d'ambigüité rn cas d'indécision face à une situation de mise en correspondance. Le second apport a été celui de proposer une architecture logicielle à base d'agents pour la gestion du système du suivi multi-caméras. Nous en avons proposé la modélisation globale ainsi que celle des agents et de leurs interactions en utilisant une démarche personnelle d'analyse mais toutefois inspirée de langages et outils de modélisation tels que Agent UML et MaSE pour ne citer que ceux-là, du fait qu'il n'existe pas réellement un standard normalisé à ce jour dans ce domaine. Notre troisième apport a été de faire un début d'implémentation de notre architecture logicielle à base d'agent en nous basant sur la plateforme JADE (Java Agent DEvelopment Framework). Quelques expérimentations et discussions des résultats sont présentées à la fin pour déboucher sur nos conclusions et perspectives

Méthodes d'apprentissage de la coordination multiagent : application au transport intelligent

Les problèmes de prise de décisions séquentielles multiagents sont difficiles à résoudre surtout lorsque les agents n'observent pas parfaitement l'état de Y environnement. Les approches existantes pour résoudre ces problèmes utilisent souvent des approximations de la fonction de valeur ou se basent sur la structure pour simplifier la résolution. Dans cette thèse, nous proposons d'approximer un problème de décisions séquentielles multiagent à observation limitée, modélisé par un processus décisionnel markovien décentralisé (DEC-MDP) en utilisant deux hypothèses sur la structure du problème. La première hypothèse porte sur la structure de comportement optimal et suppose qu'il est possible d'approximer la politique optimale d'un agent en connaissant seulement les actions optimales au niveau d'un petit nombre de situations auxquelles l'agent peut faire face dans son environnement. La seconde hypothèse porte, quant à elle, sur la structure organisationnelle des agents et suppose que plus les agents sont éloignés les uns des autres, moins ils ont besoin de se coordonner. Ces deux hypothèses nous amènent à proposer deux approches d'approximation. La première approche, nommée Supervised Policy Reinforcement Learning, combine l'apprentissage par renforcement et l'apprentissage supervisé pour généraliser la politique optimale d'un agent. La second approche se base, quant à elle, sur la structure organisationnelle des agents pour apprendre une politique multiagent dans des problèmes où l'observation est limitée. Pour cela, nous présentons un modèle, le D O F - D E C - M DP (Distance-Observable Factored Decentralized Markov Décision Process) qui définit une distance d'observation pour les agents. A partir de ce modèle, nous proposons des bornes sur le gain de récompense que permet l'augmentation de la distance d'observation. Les résultats empiriques obtenus sur des problèmes classiques d'apprentissage par renforcement monoagents et multiagents montrent que nos approches d'approximation sont capables d'apprendre des politiques proches de l'optimale. Enfin, nous avons testé nos approches sur un problème de coordination de véhicules en proposant une méthode de synchronisation d'agents via la communication dans un cadre à observation limitée

Aide à la conduite des systèmes à risques par la prise en compte du risque : exemple de l'application à la conduite automobile

Les systèmes à risques peuplent aujourd'hui notre quotidien, qu'il s'agisse des centrales nucléaires, du transport aérien ou de l'automobile individuelle. La conduite de ses systèmes diffère grandement entre chaque système. Cependant, un facteur essentiel est commun à chacun de ces systèmes. La conscience de la situation et en particulier la conscience du risque encouru conditionne en effet toute conduite d'un tel système. La défaillance de cette conscience de la situation peut ainsi entraîner des conduites en conditions dégradées plus risquées qui ont plus de risques d'accidents. Cette thèse propose ainsi un concept d'aide à la conduite visant à améliorer le niveau de sûreté de ces systèmes à risques. Pour ce faire on propose d'évaluer le niveau de risque courant et d'en informer le conducteur afin de l'inciter à rester dans une conduite sûre. Ce travail de thèse s'attache ensuite à proposer une telle aide appliquée au domaine de la conduite automobile et en propose une implémentation basée sur l'utilisation de la fusion de données multi capteurs pour détecter l'état de l'environnement, du véhicule et de son conducteur. Cette fusion de données permet par la suite au système de comprendre la situation de conduite courante et d'anticiper son évolution afin de prédire les risques encourus puis d'en informer le conducteur.Nowadays, risky systems are encountered in everyday life, from nuclear power plants to civilian air transport or individual vehicle driving. Driving such systems is greatly different from one system to the next. Yet, an essential factor is shared among all these systems. Situation awareness and risk awareness in particular drive any such system driving. Failure in correctly understanding the driving situation can result in driving in degraded conditions that are riskier and thus have more probability of an accident. This thesis thus proposes a driving assistant system aimed at improving risky systems safety. To reach this goal it is proposed to assess current risk level and to inform the driver to bring him to safer driving conditions. This concept is then applied for automotive driving. This thesis proposes an implementation of such an automotive driving assistant system based on multi sensors data fusion to assess environment, driver and vehicles states. Such fusion is later used by the system to understand current driving situation, predict its evolution to predict the risks applied to the driver and his vehicle so as to inform the driver afterwards

La conception de jeux vidéo éducatifs : une méthodologie de recherche/création

De façon générale, cette thèse identifie et définit l'ensemble des concepts théoriques et pratiques nécessaires à l'exercice de la conception de jeux vidéo éducatifs en tenant compte des aspects d'intention, d'information, d'interface et d'interactivité. Elle répond à la question suivante : comment outiller et assister efficacement un artiste ou un créateur dans la démarche complexe de la conception de jeux vidéo éducatifs? En effet, les personnes abordant la conception multimédia se sentent souvent dépourvues lorsqu'il est question de développer ou de conceptualiser ce type d'œuvre. C'est d'abord parce qu'il s'agit d'un champ d'étude relativement nouveau qui cherche encore ses codes langagiers. Ensuite, il s'agit de se référer aux niveaux de complexité générés par des projets ludiques et pédagogiques intégrant à la fois des notions de science de l'information (gestion de la connaissance, bases de données), des notions d'esthétique et de forme (arts visuels, design graphique) et des notions d'informatique (langage de programmation, vie et intelligence artificielles). Les résultats de la recherche se présentent sous la forme d'une méthodologie de recherche/création systémique appuyée par une intervention prenant la forme d'une série de quatre capsules multimédias interactives couvrant l'ensemble des résultats générés. Ces capsules s'adressent à des professionnels œuvrant tant dans le domaine de la culture, de l'éducation, de la science, des arts et des communications que dans ceux de la recherche et de l'expérimentation. Elles décrivent, illustrent et démontrent les potentialités expressives, narratives, cognitives et interactives du langage multimédia; elles présentent le champ d'intervention dans son ensemble, incluant les concepts, les théories, les méthodes et les outils nécessaires à sa compréhension, à son élaboration et à sa pratique esthétique, ludique, pédagogique et communicationnelle. De façon plus précise, une première capsule présente des notions définissant le multimédia, ses multiples applications ainsi que les différents contextes de production dans lesquels elles se déploient. Une deuxième capsule expose ensuite des notions de langage cinématographique et hypermédia qui seront utiles pour la conception multimédia. Une troisième capsule aborde des notions relatives à la pédagogie, et comment celles-ci peuvent s'appliquer à la conception de jeux vidéo éducatifs. Enfin, la dernière capsule présente un modèle de devis de conception multimédia adapté aux productions culturelles ludo-éducatives. À travers l'ensemble de ces capsules, des exemples permettront de visualiser et d'expérimenter l'ensemble des concepts répondant aux énoncés théoriques et pratiques exposés par la recherche.\ud ______________________________________________________________________________ \ud MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : jeux vidéo éducatifs, design multimédia, scénarisation multimédia, conception multimédia, conception hypermédia, loisir éducatif, jeu éducatif, enseignement par le jeu, apprentissage par le jeu, interface graphique, méthodologie de conception

" Approche sociologique de la conduite instrumentée. Formes de la cognition distribuée en conduite automobile ".

Innovation in the automotive sector is increasingly integrating driving aids in the vehicle in fields like security and comfort. These systems are designed to process and represent information that can provide better performance in the tasks of drivers. Based on the assumption of situated action, we argue that acting in driving mobilizes distributed processes of cognition that differ depending on the role played by external aids in the course of action. Saying that the action is located leads us to say that the driver accesses to circumstances through its percepts and acts taking into account what he perceives. Act in situation involves an adjustment between the socially constructed knowledge through experience of the social world and external aids available in situations. Knowing that the addition of a new task changes the main task, we study uses of GPS system, speed limiter and cruise control for their influence on decision-making process in driving. Our approach in cognitive ethnography set out to consider activity in its ecology and relies on the ability of actors to give meaning to the social world and to give a description.L'innovation dans le secteur automobile consiste de plus en plus en l'intégration d'aides à la conduite dans le véhicule dans des domaines comme la sécurité et le confort. Ce sont des systèmes conçus pour traiter et représenter de l'information qui sont en mesure d'apporter une meilleure performance dans les tâches des conducteurs. Sur la base de l'hypothèse de l'action située, nous soutenons qu'agir en conduite automobile mobilise des processus de distribution de la cognition qui diffèrent selon le rôle joué par les aides externes dans le cours d'action. Dire que l'action est située nous amène à dire que le conducteur accède aux circonstances au moyen de ses percepts et agit en tenant compte de ce qu'il perçoit. Agir en situation mobilise un ajustement entre les savoirs socialement construits par l'expérience du monde social et les aides externes accessibles dans les situations. Sachant que l'ajout d'une nouvelle tâche modifie la tâche principale, nous étudions les usages du système GPS, du limiteur de vitesse et du régulateur de vitesse pour connaître leur influence sur les processus de prise de décision en conduite automobile. Notre approche en ethnographie cognitive propose de saisir l'activité dans son écologie et s'appuie sur la capacité des acteurs de donner du sens au monde social et d'en donner une description

Quelles ressources pour le sujet vieillissant? les ontologies, une perspective pour la conception et l'évaluation des aides capacitantes

This thesis focuses on the design and the evaluation of the assistive technological solutions dedicated to the aging people. It is based on a framework which proposes a developmental approach of the aging subject. Our research is composed of three main objectives. The first objective is to improve the knowledge of the aging people (with or without cognitive impairments) problems of activity limitations and participation restrictions in society. The second objective is to preserve (or to develop) the empowerment of the persons with and without cognitive impairment, during the daily activities. Finally, the third objective is to enrich the subject model considered in the design. In this research, the design challenge exceeds the compensation and the slowing down of the individual state deterioration. It aims to preserve the residual individual capabilities and to propose the resources for an adequate fallback and the individual capabilities and empowerment development. Our work is based on a multidisciplinary, participatory and user centered design approach. We use ergonomics knowledge to improve the human-machines interactions, psychological knowledge to analyze acceptability and appropriation of the technical assistive devices, and technical knowledge to develop assistive technologies

Actes du Colloque Scénariser l'enseignement et l'apprentissage une nouvelle compétence pour le praticien? /

"Colloque organisé dans le cadre de la 8e biennale de l'éducation"Titre de l'écran-titre (visionné le 30 avril 2010

Langage de programmation pour les simulations géoréférencées à base d'agents

Lors des dix dernières années, les technologies basées sur les agents logiciels ont été appliquées dans plusieurs domaines tels que les jeux vidéo, les films où évoluent des personnages animés, en réalité virtuelle, dans le développement d’interfaces où sont fournis des agents « assistants », dans les applications Web éducatives utilisant des personnages virtuels, pour ne nommer que ceux-là. Dans plusieurs de ces domaines, les simulations à base d’agents nécessitent l’intégration de données géographiques. Celles-ci intègrent une dimension spatiale et permettent la simulation de divers phénomènes complexes tels que ceux qui sont liés aux dynamiques urbaines. Ce qui a mené à un nouveau domaine de recherche : les simulations géoréférencées à base d’agents (ou SGBA). Certaines plateformes logicielles développées pour les SGBA permettent à l’aide de différentes techniques, la spécification et l’implantation de simulations à base d’agents. Par contre, les comportements des agents qui peuvent y être spécifiés sont encore très limités, ce qui est insuffisant pour le développement de simulations géoréférencées de phénomènes sociaux. Dans ce type de simulations, les agents doivent agir de façon autonome et posséder des capacités d’appréhension de l’espace et de prise de décisions en rapport avec l’environnement géographique dans lequel ils évoluent. Pour posséder de telles caractéristiques, nous considérons que ces agents doivent au minimum posséder un mécanisme de perception autonome et individuel (de l’espace physique, des autres objets et agents), en plus d’être proactifs et posséder des comportements autonomes prenant en compte de leur connaissance du monde dans lequel ils évoluent (leur environnement virtuel). La spécification de ce type d’agents est une tâche très difficile et, à notre connaissance, aucun environnement de développement actuel n’offre de langage de programmation permettant de créer ce type d’agents. Dans le contexte du projet PLAMAGS (Programming LAnguage for MultiAgent GeoSimulations), nous avons développé un nouveau langage de programmation orienté-agent, une démarche de conception appliquée et un environnement de développement permettant la création et l’exécution rapide et simple de simulations géoréférencées à base d’agents. Les principales contributions du projet PLAMAGS sont : - Un langage de programmation descriptif, procédural et orienté-objet complet et utilisable à toutes les étapes du processus de développement et totalement dédié aux SGBA. Ce qui permet d’éliminer l’étape de transition et de transposition du modèle théorique en langage de programmation et ainsi éviter toutes les difficultés qui y sont rattachées. - Une démarche de conception appliquée où les étapes de modélisation, conception, implémentation, exécution et validation sont fusionnées et intégrées à chaque étape de la démarche. - Un modèle comportemental puissant (pour les agents), intuitif, modulaire, extensible et flexible permettant un développement itératif incrémental à l’aide d’abstractions prenant la forme de décompositions (sous-comportements). - Un modèle d’interactions spatialisées clairement défini et directement intégré dans les primitives du langage de programmation.In the last decade, technologies based on software agents have been used in many domains such as video games, movies containing animated characters, virtual reality, in visual interfaces development where “wizards” are supplied and in educative Web applications using virtual characters, just to name a few. In many of these domains, agent-based simulations require the integration of geographic data. These add a spatial dimension and allow the simulation of many complex phenomena such as those included in urban dynamics. This has spawned a new research field: Multi-Agent- Geo-Simulation (MAGS for short). Some of the frameworks developed for MAGS use many different techniques to specify and implement tagent-based simulations. However, the agents’ behaviors that can be specified are usually very limited and are insufficient for the development of geo-referenced simulation of social phenomena. In this type of simulation, the agents must act autonomously and have the ability to perceive the environment in which they evolve, and then take decision based on these perceptions. To benefit from such characteristics, we consider that these agents must minimally have a perception mechanism that is autonomous and unique to each agent which need as well as to be proactive and have autonomous behavior in relation to their virtual environment. The specification of this type of agent is a difficult task and, to the best of our knowledge, none of the existing development environment offers a language able to fulfill it. In the context of the PLAMAGS (Programming LAnguage for Multi-Agent Geo-Simulations) Project, we developed a new agent-oriented programming language, an applied design methodology and an integrated development environment that allow a quick and simple design and execution cycle of agent-based geo-referenced simulations. The main contributions of this work are as follows: - A full-fledged descriptive programming language, procedural and object-oriented that is usable at every stage of the development cycle and that is dedicated to MAGS. This language eliminates the transition and transposition from the theoretical model to the programming language and thus avoids all the difficulties inherent to such a transposition task. - An applied development methodology where the modeling, design and implementation, execution and validation steps are merged and integrated throughout the development cycle. - A behavioral model that is powerful (agent wise), intuitive, modular, extensible and flexible and thus allows a sequential and iterative development using abstractions based on decomposition (sub-behaviors). - A spatialized interaction model that is clearly defined and directly integrated in the primitives of the programming language

L'AIS : une donnée pour l'analyse des activités en mer

4 pages, session "Mer et littoral"International audienceCette contribution présente des éléments méthodologiques pour la description des activités humaines en mer dans une perspective d'aide à la gestion. Différentes procédures, combinant l'exploitation de bases de données spatio-temporelles issue de données AIS archivées à des analyses spatiales au sein d'un SIG, sont testées afin de caractériser le transport maritime en Mer d'Iroise (Bretagne, France) sur les plans spatiaux, temporels et quantitatifs au cours d'une année

Une analyse de politique publique sur le changement climatique dans le contexte du PNCC du Canada : formulations de problème et recommandations d'action

Ce mémoire utilise le corpus de connaissances de l'approche systémique pour la prise de décision en administration publique pour réaliser une analyse de politique publique prospective et normative dans le contexte du Processus national sur le changement climatique du Canada (PNCC). L'organisation du PNCC est responsable de l'élaboration de la Stratégie nationale de mise en œuvre du protocole de Kyoto (1997) pour le Canada. Les obligations canadiennes dans le cadre du protocole de Kyoto consistent à réduire les émissions canadiennes de gaz à effet de serre causées par les activités humaines à six pour-cent sous le niveau des émissions de 1990 pour la période 2008-2012. Le double but de l'étude consiste à explorer la nature de la situation problématique de l'élaboration de la stratégie nationale de mise en œuvre et à explorer, aussi, des éléments stratégiques de politique publique qui pourraient être intégrés au reste de la stratégie nationale de mise en œuvre pour aider le Canada à respecter ses engagements internationaux de réduction d'émissions. Pour atteindre ce double but, le mémoire applique la méthode de Dunn (1994) qui vise la création, l'évaluation critique et la communication de prétentions de connaissance pertinentes et plausibles dans le débat public concernant l'élaboration d'une politique publique spécifique. Deux itérations auprès des mêmes 24 participants à l'étude, la plupart membres actifs du PNCC, ont permis de modéliser et d'enraciner, comme fruits de l'exercice d'exploration scientifique, deux prétentions de connaissance : une formulation de problème et une recommandation d'action de politique publique. Les modèles offerts pour enracinement formulent le problème comme un problème d'augmentation de la capacité administrative de la société canadienne d'agir de manière à réduire ses émissions annuelles de gaz à effet de serre ; et recommandent l'utilisation de mesures fiscales pour diriger une partie de l'épargne des Canadiens vers des titres d'investissement de long terme, dédiés à des projets rentables de réduction d'émissions