Développement d’une nouvelle approche d’essais pour l’évaluation de systèmes avancés d'assistance et d'aide à la conduite (ADAS) dans les véhicules intelligents ou hautement automatisés sous de multiples conditions

Les systèmes avancés d’aide à la conduite (ADAS) doivent passer des tests intensifs avant d’être mis en production, mais les tests avec des véhicules réels prennent beaucoup de temps, sont coûteux, difficiles à reproduire et présentent des risques. Des essais avec des véhicules réels seront toujours nécessaires à l’avenir, mais ne seront pas suffisants pour répondre à la totalité des exigences de fiabilité et de sécurité. Pour démontrer les performances attendues d’un système ADAS dans un véhicule intelligent ou autonome, les méthodes d’évaluation doivent inclure des simulations, des essais sur piste et des essais sur route [25]. Les véhicules intelligents et autonomes continueront à rendre la conduite plus facile et plus sécuritaire. Néanmoins, la question ultime reste à savoir quelle est l'approche d'évaluation optimale à proposer, qui aura la capacité de valider le comportement et les performances attendues des systèmes embarqués dans des véhicules intelligents et autonomes pendant tous les stades: développement, démonstration et déploiement. À notre connaissance, la plupart des études / propositions qui tentent de combiner plusieurs approches (2 ou 3) sont appliquées pendant le stade de développement. Cette thèse présente une nouvelle approche d'évaluation des systèmes avancés d’aide à la conduite dans un véhicule intelligent ou hautement automatisé conduit par une entité externe pendant la phase de déploiement. Cette approche permet à la fois d'identifier un ensemble de pires scénarios pour une application ADAS donnée et de combiner les trois approches d’évaluation mentionnées précédemment. Pour ce faire, cette étude propose plusieurs solutions qui sont regroupées en trois parties. La première « Synthèse de scénarios, stratégie d’échantillonnage et simulations » comprend une description du système ADAS à évaluer et de ses différents critères d'évaluation, propose une synthèse des scénarios de tests les plus pertinents avec les paramètres de fonctionnement de chaque scénario. Ensuite, nous traitons la base de données FOT en implémentant une stratégie d'échantillonnage appropriée et à la fin de cette partie, des tests virtuels sont mis en oeuvre dans un environnement de simulation véhiculaire. La deuxième partie « Évaluation et classification des risques » se concentre sur la collecte des résultats de simulation, puis sur l’évaluation et la classification du risque de chaque test, ce qui nous permet ensuite de récupérer les niveaux de risques et d’avoir une estimation approximative de l’ensemble de scénarios défavorables. La troisième partie « Validation » traite les résultats des essais sur piste de l’ADAS étudié et des différentes techniques d'apprentissage automatique et ensembliste utilisées pour créer son modèle prédictif. Ensuite, le traitement de la base de données FOT et l’implémentation d’une stratégie d'échantillonnage plus avancée et à la fin la collecte des résultats de prédiction, puis sur l’évaluation de risque de chaque test et sur sa classification à l’aide d’une technique de classification non supervisée, ce qui nous permet de construire et sélectionner finalement un ensemble des pires scénarios

Perspectives et applications des méthodes de navigation pour la télématique des transports routiers et pour le système d'information de la route

Le développement des activités de la navigation par satellites a un impact de plus en plus fort dans l’organisation et la gestion des transports terrestres. Dans les domaines maritime et de l’aviation civile, la navigation est historiquement liée aux développements d’activités, de systèmes et de procédures. Les normes sont donc bien établies et intègrent déjà les nouvelles technologies spatiales (localisation par satellites, GPS), ce qui n’est pas le cas des transports terrestres. Ainsi de nombreuses initiatives sont lancées en faveur de l’intégration des services de localisation par satellites afin d’améliorer les systèmes de transports terrestres. Ce projet met un accent particulier sur les questions de sécurité dans les transports avec le recours à un système de localisation de haute qualité et pouvant garantir un niveau de service élevé. Le but de ce projet est d'étudier le potentiel des méthodes de localisation et des futurs services qui seront proposés pour les besoins de la télématique des transports routiers (TTR) et pour le système d'information et de gestion de la route (SIR). Ce projet sert de base pour une recommandation d’exploitation et d’intégration des méthodes de navigation et de localisation pour les besoins du domaine routier. L’approche proposée dans ce projet se base d’une part sur les connaissances spécifiques des domaines métiers de la route (TTR, SIR) ainsi que des connaissances techniques des systèmes de navigation. L’analyse repose sur les besoins des utilisateurs (route et trafic) en matière de localisation face aux exigences des applications. Les étapes suivantes sont développées dans le projet: - expression des besoins en matière de localisation pour la TTR et le SIR. - caractéristiques des systèmes de navigation. Cette étape présente les différentes architectures de systèmes (satellites, capteurs, GSM, map matching,…) et définit les critères de performance. - adéquation des besoins de la TTR et du SIR avec les performances des systèmes de navigation. - recommandations pour aider l’utilisateur à exprimer ses besoins en localisation et pour le guider dans le choix d’une architecture de solution de navigation Une première recommandation est liée au fait que chaque technologie a ses propres limites et qu’elles doivent être clairement spécifiées dans le contexte de l’application. Pour un système de suivi de transport de matières dangereuses, par exemple, il est nécessaire d'avoir une localisation permanente du véhicule. Or la réception GPS dans un tunnel n’est pas possible, ce qui rend le système de suivi inopérant. Suivant les exigences de l’application il est donc nécessaire de combiner les technologies: GPS et capteurs, GPS et GSM. Ceci rend l’évaluation de performance du système combiné plus complexe (ex. en cas de non réception de signaux GPS, le GSM peut fournir une information de localisation mais avec une autre précision tout en assurant la continuité de service). Les recommandations sont mises en rapport avec les principaux services de la TTR et les applications du SIR : - pour la gestion du trafic et des transports : assistance à la conduite, péage routier, gestion de flotte de véhicules, - pour le système d’information de la route : gestion de l’entretien courant, relevé d’accidents, SIR mobile pour le relev

Agrégation et extraction des connaissances dans les réseaux inter-véhicules

Les travaux réalisés dans cette thèse traitent de la gestion des données dans les réseaux inter-véhiculaires (VANETs). Ces derniers sont constitués d un ensemble d objets mobiles qui communiquent entre eux à l aide de réseaux sans fil de type IEEE 802.11, Bluetooth, ou Ultra Wide Band (UWB). Avec de tels mécanismes de communication, un véhicule peut recevoir des informations de ses voisins proches ou d autres plus distants, grâce aux techniques de multi-sauts qui exploitent dans ce cas des objets intermédiaires comme relais. De nombreuses informations peuvent être échangées dans le contexte des VANETs , notamment pour alerter les conducteurs lorsqu un événement survient (accident, freinage d urgence, véhicule quittant une place de stationnement et souhaitant en informer les autres, etc.). Au fur et à mesure de leurs déplacements, les véhicules sont ensuite contaminés par les informations transmises par d autres. Dans ce travail, nous voulons exploiter les données de manière sensiblement différente par rapport aux travaux existants. Ces derniers visent en effet à utiliser les données échangées pour produire des alertes aux conducteurs. Une fois ces données utilisées, elles deviennent obsolètes et sont détruites. Dans ce travail, nous cherchons à générer dynamiquement à partir des données collectées par les véhicules au cours de leur trajet, un résumé (ou agrégat) qui fourni des informations aux conducteurs, y compris lorsqu aucun véhicule communicant ne se trouve pas à proximité. Pour ce faire, nous proposons tout d abord une structure d agrégation spatio-temporelle permettant à un véhicule de résumer l ensemble des événements observés. Ensuite, nous définissons un protocole d échange des résumés entre véhicules sans l intermédiaire d une infrastructure, permettant à un véhicule d améliorer sa base de connaissances locale par échange avec ses voisins. Enfin, nous définissons nos stratégies d exploitation de résumé afin d aider le conducteur dans la prise de décision. Nous avons validé l ensemble de nos propositions en utilisant le simulateur VESPA en l étendant pour prendre en compte la notion de résumés. Les résultats de simulation montrent que notre approche permet effectivement d aider les conducteurs à prendre de bonnes décisions, sans avoir besoin de recourir à une infrastructure centralisatriceThe works in this thesis focus on data management in inter-vehicular networks (VANETs). These networks consist of a set of moving objects that communicate with wireless networks IEEE 802.11, Bluetooth, or Ultra Wide Band (UWB). With such communication mechanisms, a vehicle may receive information from its close neighbors or other more remote, thanks to multi-jump techniques that operate in this case intermediate objects as relays. A lot of information can be exchanged in the context of VANETs , especially to alert drivers when an event occurs (accident, emergency braking, vehicle leaving a parking place and want to inform others, etc.). In their move vehicles are then contaminated by the information provided by others. In this work, we use the data substantially different from the existing work. These are, in fact, use the data exchanged to produce alerts drivers. Once these data are used, they become obsolete and are destroyed. In this work, we seek to generate dynamically from data collected by vehicles in their path, a summary (or aggregate) which provides information to drivers, including when no communicating vehicle is nearby. To do this, we first propose a spatio-temporal aggregation structure enabling a vehicle to summarize all the observed events. Next, we define a protocol for exchanging summaries between vehicles without the mediation of an infrastructure, allowing a vehicle to improve its local knowledge base by exchange with its neighbors. Finally, we define our operating strategies of the summary to assist the driver in making decision. We validated all of our proposals using the VESPA simulator by extending it to take into account the concept of summaries. Simulation results show that our approach can effectively help drivers make good decisions without the need to use a centralized infrastructureEVRY-INT (912282302) / SudocSudocFranceF

Protocoles de coopératon dans les systèmes multiagents : une approche basée sur les relations de dépendances

Analyse de la problématique de coopération dans les systèmes multiagent -- Théorie des jeux -- Théorie de vente aux enchères -- Modèles des sciences humaines -- Résolution de conflit par vote -- Approche computationnelle pour la négociation -- Modèle de coopération pour agents réactifs -- Protocole contract-net -- Négociation à base des connaissances -- Négociations dirigée par les contraintes -- Négociation multi-étapes -- Une approche persuasive pour la coopération -- Principes utilisés pour l'élaboration du modèle -- Processus de négociation -- Processus de persuasion -- Stratégie de négociation utilisée par les agents -- MIAMAP : une place commerciale virtuelle pour agents mobiles intelligents -- Architecture de la Place commerciale -- Architecture d'implantation de l'agent manager -- Implantation des agents courtiers -- Analyse de la performance par type d'agents -- Comparaison de la performance des agents

Coordination locale et optimisation distribuée du trafic de véhicules autonomes dans un réseau routier

In this thesis, we focus on traffic coordination and optimization in road intersections, while accounting for intelligent autonomous vehicles. This thesis is organized in two parts. The first part focuses on the problem of sharing a one-lane road between two opposite flows of vehicles. The state of the art shows few studies addressing this issue. We propose two reactive coordination approaches that minimize vehicle delays and measure their performances statistically through simulations. The second part of the thesis addresses the problem of generic traffic management in a traffic network. We develop a stop-free approach that explores a principle alternating vehicles between flows at intersections, and it provides distributed algorithms optimizing this alternation at each intersection and in the overall network. We present the modeling choices, the algorithms and the simulation study of our approach and we compare its performances with existing approaches.Dans le cadre de cette thèse, nous nous intéressons à la coordination et l'optimisation du trafic aux intersections des réseaux routiers, avec la particularité de considérer des véhicules autonomes intelligents. Cette thèse est organisée en deux grandes parties. La première se concentre sur le problème du partage d'un espace de voie par deux files de véhicules évoluant en sens opposés. L'état de l'art montre le peu de travaux abordant cette question. Nous explorons deux approches par coordination réactive, en relation avec un critère de minimisation des retards. Les performances de ces approches ont été mesurées statistiquement en simulation. La deuxième partie de la thèse s'attaque au problème générique de la gestion du trafic au sein d'un réseau routier. Nous développons une approche originale à deux égards: d'une part elle explore un principe de passage en alternance des flux permettant de ne pas arrêter les véhicules aux intersections, et d'autre part, elle propose des algorithmes d'optimisation distribuée de ce passage alterné au niveau de chaque intersection et au niveau du réseau global. La thèse présente successivement les choix de modélisation, les algorithmes et l'étude en simulation de leurs performances comparées à des approches existantes

Contrôle de la diffusion multi-saut pour la dissémination de messages d'alerte dans les réseaux véhiculaires

Les applications de sécurité routière sont la principale motivation des réseaux de véhicules, bien que d'autres applications de gestion du trafic routier et de divertissement soient envisagées. La communication par diffusion sur plusieurs sauts est une composante importante de ces applications telles que, la signalisation du danger sur la route où la diffusion sur plusieurs sauts est utilisée pour notifier un accident sur la route, une présence d'animal, un objet qui barre la route, un freinage brusque du véhicule en avant, etc. Comme l'information traitée dans ces applications est très critique et peut avoir un effet sur la vie humaine, la diffusion doit être rapide et fiable. Cependant, la diffusion de messages sur plusieurs sauts a de nombreux défis à relever tels que le problème de tempête de diffusion (à savoir, des retransmissions redondantes, une haute charge du canal, une grande contention sur le canal de communication et ainsi, un taux de perte de paquets élevé) dans le cas d'un réseau dense, et le problème de déconnexion quand le réseau est clairsemé. En plus, les applications de sécurité routière sont à temps critique et la satisfaction de leurs exigences est très difficile, car il y a un compromis entre la fiabilité de la dissémination et le délai de livraison. De nombreux travaux ont été menés ces dernières années et une large gamme de mécanismes ont été proposés. Néanmoins, la plupart d'entre eux souffrent toujours de problèmes de collisions quand le réseau est dense et une latence élevée quand la densité du réseau est faible. Le but de cette thèse est d'étudier les protocoles permettant une livraison fiable et rapide de messages d'alerte, de comprendre leurs limites et de proposer une solution pour la dissémination rapide et fiable de l'information de sécurité dans un réseau de véhicule.Road safety applications are the main motivation of vehicular networks, although other road traffic management and entertainment applications are considered. The multi-hop broadcasting communication is an important component of these applications, such as Road Hazard Signaling application where the multi-hop broadcasting is used to notify an accident on the road, a presence of animal, an object that blocks the road, sudden braking of the vehicle in front, etc. As the information handled in these applications is very critical and can affect the human life the dissemination must be fast and reliable. However, broadcasting messages over several hops comes with many challenges to overcome such as broadcast storm problem (i.e. redundant retransmissions, high load of the channel, high contention on the communication channel and thus, high packet loss rate) in the case of dense network, and the problem of disconnection when the network is sparse. In addition, road safety applications are time-critical and satisfaction of their demands is very difficult because there is a trade-off between the dissemination reliability and the delivery delay. Many studies have been conducted in recent years and a variety of mechanisms have been proposed. However, most of them still suffer from problems of collisions when the network is dense and a high latency when the density of the network is low. The aim of this thesis is to analyze protocols allowing a reliable and fast delivery of alert messages, understand their limitations and propose a solution for fast and reliable dissemination of safety information in vehicular networks

Conception et développement d'un système multi-agent d'aide à la décision pour la gestion de production dynamique

Une prise de décision efficace repose souvent sur le contrôle de l'information dans le temps, cette action vise à capturer des éléments d'information les plus importants qui sont mis à jour de différentes manières. L'intégration des agents aux Systèmes Interactifs d'Aide à la Décision (SIAD) fournit un moyen rentable pour la prise de décision. Les agents planifient dans le système et poursuivent leurs buts et sous-objectifs en coopérant, coordonnant leurs tâches et en négociant entre eux afin de répondre avec souplesse et intelligence aux situations dynamiques et imprévues. En gestion de production temps-réel, le système d'aide à la décision mémorise l'état courant de l'atelier. Il connaît à tout moment l'ensemble des décisions et des événements possibles. Nous distinguons trois contextes d'aide à la décision : (i) aide à la décision pour une séquence admissible; (ii) aide à la décision pour le recouvrement de l'admissibilité et (iii) aide à la décision et à la négociation entre les centres de décision hors du contexte planifié. La présente thèse propose un SIAD à base d'agents afin de résoudre certains problèmes d'incertitude dans le système d'ordonnancement de la production dynamique. Le système développé donne aux centres de décision la possibilité pour prendre des décisions dans un contexte dynamique. Plus précisément, les Stations Intégrées de Production (SIP) seront équipées d'un comportement suffisant pour exécuter des opérations concrètes et réagir simultanément à la complexité des problèmes causés par l'ordonnancement dynamique dans des situations réelles. Ces agents expriment leurs préférences en utilisant la méthode ELECTRE III, afin de résoudre les différences. Le mécanisme de négociation est basé sur le Protocole Contract Net (CNP). Le protocole développé sur JADE fournit des échanges de messages entre les agents et leur propose des comportements prédéfinis. L'approche est testée à travers des scénarii simples.An effective decision making is often based on control information in time. This action aims to capture the current state of the most important information elements updated in different ways. For Decision Support Systems (DSS), the software agents' integration provides an automated, cost-effective means for making decisions. The agents in the system autonomously plan and pursue their actions and sub-goals to cooperate, coordinate, and negotiate with others, and to respond flexibly and intelligently to dynamic and unpredictable situations. In real-time production management, the DSS memorizes the current state-of the workshop. It knows constantly all possible decisions and the possible events involved. We distinguish 3 contexts for the decision-making aid: (1) Decision-making aid in the context of an acceptable sequence; (2) Assistance for the admissibility covering; and (3) negotiation support among different decision-making centers in a dynamic context. The present thesis proposes an agent architecture-based DSS in order to solve some uncertainty problems in dynamic production system scheduling. The proposed DSS gives the decision centers the opportunity to make decisions in a dynamical context. Specifically, Integrated Station of Production agents (ISP) will be equipped with a sufficient behavior to carry out practical operations and simultaneously react to the complex problems caused by the dynamic scheduling in real situations. These agents express their preferences by using ELECTRE III method in order to solve differences. The negotiation mechanism is based on the Contract Net Protocol (CNP). The coordination protocol developed on JADE provides message exchanges between agents and offers them predefined behaviors. The approach is tested through simple scenarios

DEVELOPPEMENT DE STRATEGIES DE COMMANDE ET DE PERCEPTION POUR UNE REGULATION DE VITESSE INTELLIGENTE

Today's trac conditions call for the event of Intelligent Transportation Systems for road safety improvement. In Intelligent vehicles driven by such technologies, at least, part of the driving task is managed by embeded systems. In this thesis report, we oer a new longitudinal control strategy based on a nonlinear, second order, and exponential prole model. The approach is safe, robust, comfortable and consistent with Intelligent Cruise Control as well as Stop&Go applications. We also propose a detection approach based on an antenna beam scanning strategy that drastically improves distance of detection and enables identication of trac scenarios. Such results are essential for an ecient longitudinal control strategy design.Les conditions actuelles de transport démontrent par elles-même l'urgence qu'il y'a à intervenir dans la sécurisation des routes par des moyens autres que purement repressifs. Le recours aux véhicules intelligents dotés de technologies de perception et de commande avancées, capables de prendre en charge, au moins en partie, certaines tâches de conduite, semble justier ce point de vue. Dans cette thèse, nous proposons une stratégie de commande basée sur un modèle d'accélération non linéaire de type exponentiel, sûre, robuste, confortable et compatible aussi bien avec les applications de régulation de vitesse intelligente (ACC) qu'avec les applications Stop&Go. Nous proposons également, une stratégie de détection par dépointage de faisceau d'antenne qui augmente sensiblement la distance de détection et permet l'identication de scénarios du trac routier, toutes choses importantes pour la mise en ÷uvre d'une stratégie de commande ecace

Une approche à base d'agents pour la planification et l'ordonnancement en temps réel de personnel dans un contexte de chaîne d'assemblage flexible

La recherche abordée dans le cadre de cette thèse s'intéresse à la gestion des ressources humaines opérationnelles, et plus spécifiquement aux problèmes de planification de ces ressources dans un contexte dynamique. Un intérêt particulier est porté au problème d'ordonnancement en temps réel du personnel travaillant sur une chaîne d'assemblage. Nous abordons cette problématique dans une perspective de gestion par compétences et ce, en nous basant sur le profil de compétences dans la modélisation de l'offre et de la demande en main-d'oeuvre. Quatre principaux axes de recherche sont exploités. Le premier axe vise l'aspect théorique de la modélisation du problème d'ordonnancement du personnel. A cet effet, nous proposons un modèle mathématique du problème d'affectation dynamique des employés sur une chaîne d'assemblage avec la prise en considération des préférences, des compétences et des déplacements inter-postes des employés. En nous basant sur ce modèle, et grâce à l'utilisation du solveur commercial de type Cplex, nous avons pu résoudre des instances de problèmes de petite taille. Les résultats obtenus démontrent que la production d'une solution optimale requiert un temps de calcul important, ce qui risque de générer une rigidité et une moindre réactivité de la fonction d'ordonnancement face à des perturbations d'un environnement dynamique. Le deuxième axe de recherche porte sur l'élaboration d'une approche distribuée à base d'agents pour la résolution du problème d'ordonnancement du personnel. L'approche proposée se base sur l'utilisation de plusieurs catégories d'agents intelligents qui coopèrent entre eux à travers la formation de coalitions. Chaque coalition est formée de deux agents-employés qui auront décidé de coopérer entre eux en s'échangeant une partie de leurs activités d'assemblage afin d'améliorer leur profit et en conséquence, la qualité de la solution globale d'ordonnancement. Les résultats d'ordonnancement du personnel obtenus à partir des premiers tests sont encourageants. Ils démontrent que notre approche à base d'agents permet d'obtenir des solutions de bonne qualité en des temps raisonnables. Le troisième axe de recherche porte sur le réordonnancent du personnel en temps réel face aux aléas liés à l'absence d'employés. À cet effet, nous proposons une extension de l'approche à base d'agents ainsi que deux variantes de l'approche de recuit simulé, qui permettent de résoudre le problème de réordonnancement. Nous avons pu tester les performances de ces deux approches sur plusieurs cas du problème d'ordonnancement et de réordonnancement du personnel. L'ensemble des résultats démontre que l'algorithme à base d'agents conduit à de très bonnes solutions en comparaison avec le recuit simulé. Enfin, nous avons exploité les algorithmes à base d'agents et de recuit simulé, qui sont développés dans cette recherche, pour étudier deux aspects de la gestion stratégique des ressources humaines : la flexibilité dans l'élaboration des horaires de travail et l'impact de la prise en considération des préférences dans le processus d'ordonnancement du personnel. Dans les deux cas, les résultats de simulation obtenus corroborent les hypothèses initiales de recherche, à savoir la pertinence et l'intérêt de la notion de flexibilité et de la prise en compte des préférences dans le processus d'ordonnancement du personnel