Safe Longitudinal Platoons of Vehicles without Communication

This report deals with the platooning problem that can be defined as the automatic following of a manned driven vehicle by a convoy of automatic ones. Different approaches have been proposed so far. Some require the localisation of each vehicle and a communication infrastructure, others called near-to-near approach only needs vehicle on-board sensors. However, to our knowledge, they do not provide any proof of non collision. We propose a novel near-to-near longitudinal platooning building a collision-free platooning whatever the number of vehicles. The model is derived from the study of the most dangerous interaction between two vehicles, i.e. considering the maximum acceptable acceleration when the previous vehicles brakes at maximum capacity. Collision avoidance of this model is proved. Finally, we show that this model can be combined to existing ones, keeping this collision-free property while allowing more various behaviors

Croisement synchronisé de flux de véhicules autonomes dans un réseau

National audienceLes véhicules autonomes sont aujourd'hui considérés comme une approche prometteuse pour le transport des ressources et la régulation du trafic. Dans cet article, nous examinons la possibilité de faire croiser des flux de véhicules autonomes sans les arrêter afin d'éviter les congestions (retards) et la perte d'énergie. Nous proposons un contrôle aux intersections basé sur la synchronisation temporelle des véhicules. Nous décentralisons le problème en gérant indépendamment chaque intersection. Nous définissons un agent de contrôle qui est capable de synchroniser les véhicules arrivant sur une intersection, en assurant l'alternance entre les flux. Nous présentons un simulateur qui permet d'évaluer l'approche et de la comparer avec la stratégie standard des feux de circulation. Les résultats expérimentaux montrent un gain important en termes de temps et d'énergie pour les véhicules à une intersection et dans un réseau

Decentralized Traffic Management: A Synchronization-Based Intersection Control

International audienceControlling the vehicle traffic in large networks remains an important challenge in urban environments and transportation systems. Autonomous vehicles are today considered as a promising approach to deal with traffic control. In this paper, we propose a synchronization-based intersection control mechanism to allow the autonomous vehicle-agents to cross without stopping, i.e., in order to avoid congestions (delays) and energy loss. We decentralize the problem by managing the traffic of each intersection independently from others. We define control agents which are able to synchronize the multiple flows of vehicles in each intersection, by alternating vehicles from both directions. We present experimental results in simulation, which allow to evaluate the approach and to compare it with a traffic light strategy. These results show the important gain in terms of time and energy at an intersection and in a network

Control de un convoy robótico mediante planificación de rutas y estrategias de orientación

This paper presents an overview about control methods implemented on robotic convoy systems or cooperative systems on mobile platforms which can be used for path planning, orientation, environment perception, route tracking and control systems in which involve the measurement, analysis, and interpretation of different variables for further implementation. A review was made of investigation articles on bibliographic indexes and databases about control methods used in convoy systems to evidence progress, trends and application methods.Este artículo presenta un estado del arte relacionado con métodos de control implementados en sistemas de convoy robóticos en plataformas móviles que pueden ser utilizados para la planificación de rutas o trayectorias, orientación, percepción de entornos y sistemas de control en el que se involucra la medición, análisis e interpretación de diversas variables y su posterior implementación. Se realizó una revisión de artículos de investigación en índices bibliográficos y bases de datos sobre métodos de control aplicados en sistemas de convoy para de esta forma evidenciar avances, tendencias y métodos de aplicación.

Validation of Formal Specifications through Transformation and Animation

International audienceA significant impediment to the uptake of formal refinement-based methods among practitioners is the challenge of validating that the formal specifications of these methods capture the desired intents. Animation of specifications is widely recognized as an effective way of addressing such validation. However, animation tools are unable to directly execute (and thus animate) the typical uses of several of the specification constructs often found in ideal formal specifications. To address this problem we have developed transformation heuristics that, starting with an ideal formal specification, guide its conversion into an animatable form. We show several of these heuristics, and address the need to prove that the application of these transformations preserves the relevant behavior of the original specification. Portions of several case studies illustrate this approac

Approche réactive pour la conduite en convoi des véhicules autonomes (Modélisation et vérification)

Cette thèse se situe dans la problématique de la conduite en convoi de véhicules autonomes : des ensembles de véhicules qui se déplacent en conservant une configuration spatiale, sans aucune accroche matérielle. Ses objectifs sont d'abord, la définition d'une approche de prise de décision pour les systèmes de convois de véhicules, puis, la définition d'une approche de vérification, adaptée à la preuve de propriétés relatives aux convois de véhicules, avec une attention particulière envers les propriétés de sûreté.L'approche pour la prise de décision est décentralisée et auto organisée : chaque véhicule détermine son comportement de façon locale, à partir de ses propres capacités de perception, sans avoir recours à une communication explicite, de telle sorte que l'organisation du convoi, son maintien et son évolution soient le résultat émergeant du comportement de chaque véhicule. L'approche proposée s'applique a des convois suivant plusieurs types de configuration, et permet des changements dynamiques de configuration.L'approche proposée pour la vérification de propriétés de sûreté des convois de véhicules, adopte le model-checking comme technique de preuve. Pour contourner le problème de l'explosion combinatoire, rencontré dans la vérification des systèmes complexes, nous avons proposé une méthode compositionnelle de vérification, qui consiste a décomposer le système en sous systèmes et à associer une propriété auxiliaire à chacun des sous systèmes. La propriété globale sera ensuite déduite de l'ensemble des propriétés auxiliaires, par l'application d'une règle de déduction compositionnelle. La complexité calculatoire est mieux maîtrisée car le model-checking s'applique aux sous-systèmes. Nous proposons une règle de déduction adaptée aux systèmes de conduite en convoi, en particulier ceux qui sont basés sur des approches décentralisées. La règle considère chaque véhicule comme un composant. Elle est consistante sous la condition que l'ajout d'un nouveau composant au système n'a pas d'influence sur le comportement du reste du système. L'approche décentralisée proposée pour la conduite en convoi satisfait cette condition. Deux propriétés de sûreté ont été vérifiées : absence de collision et évolution confortable pour les passagersThis thesis places in the framework of Platoons, sets of autonomous vehicles that move together while keeping a spatial configuration, without any material coupling. Goals of the thesis are: first, the definition of a decision making approach for platoon systems. Second, the definition of a method for the verification of safety properties associated to the platoon system.The proposed decision making approach is decentralized and self-organized. Platoon vehicles are autonomous, they act based only on their perception capabilities. The configuration emerges as a result of the individual behavior of each of the platoon vehicle. The proposed approach can be applied to platoon with different configurations, and allows for dynamic change of configuration.The proposed verification method uses the model-checking technique. Model checking of complex system can lead to the combinatory explosion problem. To deal with this problem, we choose to use a compositional verification method. Compositional methods decompose system models into different components and associate to each component an auxiliary property. The global property can then be deduced from the set of all the auxiliary properties, by applying a compositional deduction rule. We define a deduction rule suitable for decentralised platoon systems. The deduction rule considers each vehicle as a component. It is applicable under the assumption that adding a new component to an instance of the system does not modify behavior of the instance. Two safety properties have been verified : collision avoidance.BELFORT-UTBM-SEVENANS (900942101) / SudocSudocFranceF