Dissertations / Theses on the topic 'Convogli'

Cette thèse concerne la commande d'un convoi de véhicules avec l'objectif sociétal de réduire les problèmes de pollution et d'engorgement dans les milieux urbains. La recherche se concentre ici sur la navigation coopérative d'une flotte de véhicules communicants en s'appuyant sur une approche de commande globale : chaque véhicule est contrôlé à partir d'informations partagées par l'ensemble de la flotte, en s'appuyant sur des techniques de linéarisation exacte. Le développement de nouvelles fonctionnalités de navigation fait l'objet des deux contributions théoriques développées dans ce manuscrit et leur mise en oeuvre constitue la contribution pratique. Dans un premier temps, on s'intéresse à la mise en place d'un mode manuel de navigation dans lequel le premier véhicule, guidé par un opérateur, définit et retransmet la trajectoire à suivre aux membres du convoi. Il convient que la trajectoire, dont la représentation évolue au fur et à mesure de l'avancée du véhicule de tête, soit numériquement stable afin que les véhicules suiveurs qui sont asservis dessus puissent être contrôlés avec précision et sans subir de perturbations. A ces fins, la trajectoire a été modélisée par des courbes B-Spline et un algorithme itératif a été développé pour étendre cette dernière selon un critère d'optimisation évalué au regard des positions successives occupées par le véhicule de tête. Une analyse paramétrique a finalement permis d'aboutir à une synthèse optimale de la trajectoire en terme de fidélité et de stabilité de la représentation. Dans un second temps, on considère l'intégration d'une stratégie de localisation par vision monoculaire pour la navigation en convoi. L'approche repose sur une cartographie 3D de l'environnement préalablement construite à partir d'une séquence vidéo. Cependant, un tel monde virtuel comporte des distorsions locales par rapport au monde réel, ce qui affecte les performances des lois de commande en convoi. Une analyse des distorsions a permis de démontrer qu'il était possible de recouvrer des performances de navigation satisfaisantes à partir d'un jeu de facteurs d'échelle estimés localement le long de la trajectoire de référence. Plusieurs stratégies ont alors été élaborées pour estimer en-ligne ces facteurs d'échelle, soit à partir de données odométriques alimentant un observateur, soit à partir de données télémétriques intégrées dans un processus d'optimisation. Comme précédemment, l'influence des paramètres a été évaluée afin de mettre en évidence les meilleures configurations à utiliser en vue d'applications expérimentales. Pour finir, les algorithmes développés précédemment ont été mis en oeuvre lors d'expérimentations et ont permis d'obtenir des démonstrateurs en vraie grandeur comprenant jusqu'à quatre véhicules de type CyCab et RobuCab. Une attention particulière a été accordée à la cohérence temporelle des données. Celles-ci sont collectées de manière asynchrone au sein du convoi. L'utilisation du protocole NTP a permis de synchroniser l'horloge des véhicules et le middleware AROCCAM d'estampiller les données et de gérer le cadencement de la commande. Ainsi, le modèle d'évolution des véhicules a pu être intégré afin de disposer d'une estimation précise de l'état du convoi à l'instant où la commande est évaluée.

Pour résoudre les problèmes lies au trafic important dans les métropoles, de nouvelles alternatives, appelées "Urban Transportation Systems", voient le jour. Celles-ci sont basées sur des véhicules électriques en libre accès. Une fonctionnalité nécessaire de ces systèmes est leur capacité a' se déplacer en convoi. Dans ce manuscrit de thèse, le travail présenté traite de la commande d'un convoi de véhicules urbains. Dans ce mémoire, une modélisation cinématique de type tricycle est adoptée pour représenter le robot mobile. La transformation en système chaîné de ce modèle permet de découpler les commandes latérale et longitudinale. La commande latérale basée sur des techniques de linéarisation exacte, permet d'assurer un suivi de trajectoire avec une tr'es haute précision (puisque les non-linearites du modèle ne sont pas approximées mais au contraire, explicitement prises en compte), indépendamment de la vitesse du robot. La loi de commande longitudinale, basée également sur des techniques de linéarisation exacte, suit une stratégie de commande globale : l''état du convoi est pris en compte, et non pas seulement l'état du véhicule situe immédiatement devant. En fait, le comportement du convoi est étudié à travers les états du leader et du véhicule précédent. L'écart inter-vehicules a réguler est choisi égal à la distance curviligne parcourue le long d'un chemin de référence, ce qui permet d'assurer un comportement cohérent du convoi, y compris lors du suivi de trajectoires a' forte courbure. Afin de prodiguer un confort suffisant aux passagers et d'assurer un fonctionnement en toute sécurité, des fonctions de supervision sont greffées aux lois de commande nominales, d'écrites ci-dessus. Ce module de supervision, nomme "Monitoring", gère également l'insertion ou la désinsertion de véhicules au sein du convoi. Des expérimentations, portées sur des voitures urbaines réelles, nommées Cycabs, permettent de valider les performances de la commande. Pour cela, les véhicules sont équipes d'une communication sans fil de type WiFi. Deux modalités capteurs ont 'et'e envisagées pour localiser les véhicules : principalement un capteur RTK-GPS (Real Time Kinematic Global Positioning System), mais également un système de vision monoculaire.

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 passagers

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 passagers
This 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

Le convoi 6 juillet 1942 est un transport singulier emportant de compiegne vers auschwitz, plus d'un millier d'otages communistes, cinquante juifs et une vingtaine de prisonniers de droit commun. Cette etude se divise en deux parties qui s'articulent autour de la date de depart de ce transport. Les premiers chapitres retracent la mise en place et l'evolution du systeme des otages institue par le commandant militaire en france, a partir d'aout 1941. En represailles des attentats commis par des groupes armes communistes, hitler exige l'execution massive d'otages qu'il complete en avril 1942 par l'ordre de deporter a l'est des otages communistes, juifs et asociaux. Le convoi du 6 juillet 1942 est destine a emporter les otages communistes et "asociaux", rassembles a compiegne par l'administration militaire allemande. Les autres chapitres de cette premiere partie montrent comment ces deportations de represailles ont ete preparees et, plus particulierement, de quelle maniere le convoi du 6 juillet 1942 a ete forme. Un ordre de la sipo-sd specifie que ces deportes devront etre places a auschwitz sous le regime des prisonniers nn. La seconde partie s'ouvre sur le recit du transport des "45. 000" et sur les conditions particulieres dans lesquelles ceux-ci ont ete integres dans le complexe d'auschwitz. Un second chapitre analyse les raisons pour lesquelles 85% des membres du convoi meurent dans les six mois suivant leur arrivee. Un autre etudie les chances de survie de ces detenus politiques francais dans le principal camp de la solution finale. En decembre 1942, un groupe francais de resistance est cree parmi les survivants. A partir du printemps 1943, la rigueur du regime commence a s'attenuer au camp principal et les "45 000" beneficient d'une serie de mesures qui concourent toutes a augmenter leurs possibilites de survie. En 1944, la mort ne frappe plus les "45 000"
The july 6th 1942 convoy was singular in nature, taking as it did more than one thousand communist hostages, fifty jews and some twenty common law prisoners from compiegne to auschwitz. This study is divided into two parts, with the date of the convoy linking the two. The opening chapters recount the setting up and development of the hostage system established by the german military commander in france, as from august 1941. In retaliation for attacks by communist armed groups, hitler demanded a large-scale execution of hostages, which he supplemented in april 1942 by an order to deport communist, jewish and "antisocial" hostages to the east. The purpose of the july 6th 1942 convoy was to remove the communist and antisocial hostages who had been herded together in compiegne by the german military authorities. The remaining chapters of part 1 show how these retaliatory deportations were prepared, and especially how the july 6th 1942 convoy was formed. A sipo-sd order specified that these deportees were to be put under nn prisoner regime in auschwitz. Part 2 begins with the story of how the "45. 000" were transferred to auschwitz and of the particular conditions of their entry into the camp system. Chapter 2 analyses why 85% of the members of this convoy died within 6 months of arriving, while chapter 3 discusses what the chances of survival were for these french political prisoners held in the main camp used to further the final solution. In december 1942, a french resistance group was set up among the survivors. Fron spring 1943 onwards, the severity of this regime in the main camp began to ease andthe "45. 000" benefited from a series of measures which all helped to improve their chances of survival - so much so that, by 1944, there were no more deaths among the "45. 000"

Le travail de thèse de Baudoin Dafflon se situe dans la thématique générale des systèmes auto-organisés, dans la version centrée sur les systèmes multi-agents. Ce travail repose sur l’idée que l’organisation d’un système distribué peut émerger à partir du comportement de chacune des d’entités autonomes et proactives qui le composent. L’organisation émergente satisfait l’objectif confié au système auto-organisé. Cette thèse s’est particulièrement occupé de domaines applicatifs où les systèmes auto-organisés sont formés par des entités matérielles intelligents, en général mobiles, situées dans un environnement physique relativement incertain. Ses études de cas appartiennent à la problématique de la conduite en convoi de flottes de véhicules autonomes.En particulier, B. Dafflon s’est intéressé à la prise de décision pour ce genre de systèmes. Cette question est particulièrement importante lorsque l’environnement est incertain, soit par ce que les entités autonomes en ont une connaissance imparfaite, soit par ce que des phénomènes aléatoires peuvent se produire. Dans ce cas chaque entité doit décider, de façon décentralisée quelle est la meilleure action locale à exécuter pour que l’organisation globale soit préservée. Si bien l’échange d’informations entre entités n’est pas exclu d’emblée pour ce type de systèmes, les travaux de cette Thèse ont été conduits en adoptant la contrainte de non-communication, dans le but d’explorer la portée des approches purement autonomes et locales de la prise de décision par les agents.Parmi les contributions substantielles apportées par cette thèse nous pouvons mentionner les suivants. Premièrement, la proposition d’une architecture qui sépare la fonction décision de la fonction contrôle, ce qui permet de mieux intégrer des fonctionnalités qui prennent en compte l’incertain. Un exemple dans le domaine applicatif (la conduite en convoi) serait l’évitement d’obstacles. Deuxièmement, B. Dafflon propose l’introduction d’une hiérarchie de systèmes multi-agents où la prise de décision est également envisagée comme un processus auto-organisé dans un monde virtuel d’agents. Ce monde virtuel est défini par un processus d’abstraction des informations données par les percepts des agents matériels. Finalement, cette Thèse propose des modèles d’interaction pour ces agents virtuels qui reposent sur des processus physiques (lois d’attraction-répulsion, dynamique des gazes, ...). L’intérêt en est que la décision peut être élaborée de façon calculatoire, en évaluant des indicateurs globaux inspirés des processus physiques modélisés.Les travaux présentés dans cette thèse ont été effectués et ont été financés par le projet ANR-VTT SafePlatoon
Baudoin Dafflon’s doctoral work is placed in the general frame of self-organised systems. This kind of systems bases on the hypothesis that their organizationcan be the result of the individual behaviour of each one of the autonomous and proactive component entities. This emergent organization satisfies the objectives entrusted to the self-organizing system. This thesis is mainly directed to application domains in which the self-organizing system is composed of intelligent, frequently mobile material devices places in a physical, uncertain environment. Case-studies made included in this Thesis belong to the vehicle platoon problem.This Thesis interests mainlyto the decision-making problem of the self organizing systems of this kind. This aspect is particularly important when the system evolves in an uncertain environment. Uncertainty can be the consequence of an imperfect knowledge of the environment or because of the occurrence of unpredictable events. In those situations the autonomous entities have to decide locally about the best action to be performed in order for the global organization to be maintained. Even if information exchange among autonomous entities is not excluded a-priori, this doctoral work has been done under the restriction of non-communication, in order to investigate the reach of completely de-centralised approaches.Among the contributions of this thesis we can mention the following. Firstly, the proposal of an architecture that separates decision making and control, thereby allowing a simpler integration of uncertainty-management. An example from the application domain (vehicle platoons) is obstacle avoidance. Secondly, this thesis introduces a hierarchy of multi-agent systems such that decision-making is also conceived as a self-organized process in a virtual agent’s world. The later is built from an abstraction process based on the perceptions produced by material agents. Lastly, this thesis proposes physics-inspired interaction mechanisms for virtual agents. Those interaction models based on phenomena such as attraction-repulsion forces or gas dynamics, allow for a computational decision making process based on the laws and properties of the adopted physical models.Doctoral work presented in this Thesis has been done in the framework of the ANR-VTT project

La localisation précise d’un train sur la voie ferrée est une information vitale pour la gestion du trafic et la sécurité des passagers. Le système européen de contrôle des trains (ETCS) embarque ainsi un accéléromètre mono axe mesurant l’accélération longitudinale du train. Ce capteur est l’un des nombreux capteurs présents à bord permettant une odométrie précise. Cependant, sa mesure est faussée par la projection de la gravité sur l’axe sensible en fonction de l’inclinaison de la voie. L’objectif de ce mémoire est donc d’augmenter l’intérêt de ce capteur en développant une solution basée sur une centrale inertielle complète dans le but de fournir une accélération longitudinale fiable. Pour cela, un estimateur d’état a été développé à partir d’un filtre de Kalman étendu et de la prise en compte de contraintes sur le vecteur d’état. L’utilisation d’une équation de réactualisation du gain de Kalman force ainsi l’estimation d’état à évoluer dans un espace contraint. De plus, le vecteur d’observation du système a été augmenté par les informations fournies par un estimateur de vitesse et un estimateur d’attitude du train. L’estimateur de vitesse utilise une analyse fréquentielle des mesures accélérométriques et l’estimateur d’attitude exploite la complémentarité fréquentielle des mesures gyrométriques et accélérométriques pour estimer les angles de roulis et de tangage. Ces informations sont ensuite fusionnées avec les mesures de la centrale. Enfin, des expérimentations ont été réalisées en Turquie dans un train et les performances de l’estimateur ont été validées en comparant les résultats obtenus aux données fournies par une centrale de navigation haut de gamme
The precise location of a train on the rail network is vital information for traffic management and passenger safety. The European Train Control System (ETCS) features a single-axis accelerometer which measures the longitudinal acceleration of the train. This sensor is one of many sensors onboard providing a precise odometry. However, its measurement is corrupted by the projection of the gravity on the sensitive axis as a function of the inclination of the track. The purpose of this work is to increase the value of this sensor by developing a solution based on a complete inertial system in order to provide a reliable longitudinal acceleration. For this, a state estimator was developed based on an extended Kalman filter and the consideration of constraints on the state vector. The use of updating equation of the Kalman gain forces the state estimation to evolve in a constrained space. In addition, the observation vector has been increased with the information provided by a velocity estimator and a train attitude estimator. The velocity estimator uses a frequency analysis of the accelerometer measurements and the attitude estimator operates the frequency complementarity of gyro and accelerometer measurements, to estimate the roll and pitch angles. This information is then merged with the measurements of the IMU. Finally, experiments were carried out in Turkey on a train and the estimator's performance was validated by comparing the results with data from a high-performance inertial navigation system

L'objectif de ces travaux porte sur la navigation de robots autonomes sur de grandes distances dans des environnements extérieurs dynamiques, plus précisément sur le développement et l'évaluation de fonctions avancées de perception, embarquées sur des véhicules se déplaçant en convoi sur un itinéraire inconnu a priori, dans un environnement urbain ou naturel. Nous avons abordé trois problématiques : d'abord nous avons exploité plusieurs méthodes de l'état de l'art, pour qu'un véhicule A, équipé d'un capteur stéréoscopique, apprenne à la fois une trajectoire et un modèle de l'environnement supposé d'abord statique. Puis nous avons proposé deux modes pour l'exécution de cette trajectoire par un véhicule B équipé d'une simple caméra : soit un mode différé, dans lequel B charge toute la trajectoire apprise par A, puis l'exécute seul, soit un mode convoi, dans lequel B suit A, qui lui envoie par une communication HF, les tronçons de la trajectoire au fur et à mesure qu'ils sont appris. Enfin nous avons considéré le cas des environnements évolutifs et dynamiques, en traitant de la détection d'événements depuis les images acquises depuis un véhicule mobile: détection des changements (disparition ou apparition d'objets statiques, typiquement des véhicules garés dans un milieu urbain), ou de la détection d'objets mobiles (autres véhicules ou piétons).

L'utilisation de véhicules individuels est de plus en plus importante dans les centres-villes. Ceci entraîne de nombreux effets secondaires tels que la pollution, l'embouteillage et une augmentation des accidents. Les technologies liées au développement des véhicules intelligents ont pour but de surmonter ces problèmes. Certaines des solutions proposées sont déjà accessibles au grand public, telles que les systèmes de préventions des collisions ou les aides aux maintient dans les files de circulation... Actuellement, de nombreux travaux se concentrent sur la recherche de solutions adaptées et acceptables à ces problèmes et notamment sur la gestion des embouteillages. Les solutions proposées permettent de résoudre le problème du trafic, que ce soit au niveau du système, en se concentrant sur la gestion de feux de circulation ou au niveau individuel en offrant aux véhicules de meilleurs systèmes de contrôle et de perception visant à réduire le temps de réponse et / ou à accroître la capacité des routes.Du point de vue des véhicules, l'une des solutions les plus prometteuses est de regrouper les véhicules en convoi (trains de véhicules ou platoon). Deux principales tendances peuvent être trouvées dans la littérature. D'un côté, les approches globales sont basées sur un référentiel commun, généralement lié au lieu d'évolution des véhicules, et partagé par tous les véhicules du train. Ensuite, chaque véhicule se comporte en prenant en compte cette référence partagée qui peut être soit la trajectoire du premier véhicule du train, soit une trajectoire de référence construite au préalable. La seconde catégorie dite de type approche locale est basée sur les capacités de perception locales des véhicules. Dans ce cadre, certaines méthodes, basées sur des algorithmes de contrôle classiques ou sur des liaisons d'interaction physiques et inter-véhicules, sont développées.Malgré de nombreux travaux sur ce sujet, qui se concentrent principalement sur le contrôle des véhicules individuels, peu d'entre eux considèrent le contrôle de convoi d'un point de vue système de transport. Or, ce point de vue système est particulièrement important lorsque plusieurs convoi doivent partager le réseau routier et se rencontrer à des nœuds critiques tels que carrefours et ronds-points. Cette problématique introduit de nouveaux défis tels que: 1) l'organisation des véhicules en trains de véhicules, 2) les interactions entre les trains de véhicules et 3) les stratégies de partage de l'infrastructure routière efficaces, fiables et sûres. Résoudre ces problèmes permettra alors d'envisager la solution train de véhicules comme un bon candidat pour résoudre les problèmes de flux de trafic au niveau du système de transport.Le but de cette thèse est de proposer une approche basée sur le paradigme multi-agent se focalisant sur les problématiques liées aux intersections entre des trains de véhicules. Ainsi, nous proposons un modèle de contrôle coopératif reposant sur des processus décisionnels multi-niveaux. Ce contrôle permet à la fois de préserver la cohérence et la sécurité de chaque train de véhicule et d'adapter leur comportement de manière à rendre efficace le partage de l'infrastructure. le modèle proposé est divisé en trois niveaux différents: au niveau du train, au niveau véhicule et au niveau composant de la chaîne de contrôle/commande. Cette thèse se focalise principalement sur les deux premiers niveaux. Ainsi, le processus décisionnel du train prend ses informations au niveau des autres trains et de ses constituants et envoi des requêtes au niveau véhicule. Le processus décisionnel au niveau véhicule fusionne les informations locales de sa perception propre et celles fournies par le train et produit des consignes appliquées par le niveau contrôle/commande. Cette thèse étudie également les possibilités de reconfiguration dynamique des trains en utilisant les intersections
The use of individual vehicles is becoming more and more important in inner cities, leading to many side problems such as traffic jam, air pollution and accidents. Intelligent vehicles have been studied so as to overcome these problems. Some solutions provided by these works are already available to the general public market such as city safety systems, lane assists,... Many research works are focusing on finding suitable and acceptable solutions to these problems and dealing with traffic jam management. The proposal can tackle the traffic jam problem whether on system level or on individual vehicle providing better control and perception systems aimed at reducing time response and/or at increasing the road capacity.On the vehicle side, one promising solutions is vehicles platoons (vehicles-train) making possible a huge reduction of the longitudinal distance between vehicles and thus allowing an increase of roads capacity. Basically, two main trends can be found literature. On one side, global approaches are based on a common reference frame, generally tied to the vehicles playground, shared by all vehicles of the train. Then, each vehicle behaves according to this shared reference which can be either the trajectory of the first vehicle of the train or a reference trajectory built offline. On the other side, local approaches are based on vehicle local perception abilities. Some methods, based on classical control algorithms or physical-inspired and inter-vehicular interaction link, are developed.Despite numerous research works on this subject, which are focusing on individual vehicle control, few of them consider the platoon control solution on the system point of view. However, this system point of view is particularly important when several platoons have to share the road network and meet at critical nodes such as crossroads and roundabouts. This introduces new issues such as (1) how to organize vehicles and trains of vehicle, (2) the interactions between trains of vehicles and (3) the strategies of sharing the road infrastructure efficient, reliable and safe. Solving these problems will then allow considering vehicles-train solution as a good candidate for solving traffic flow issues at transportation system level.The goal of this thesis is to propose an approach, based on multi-agent paradigm, which aims at dealing with systems level issues focusing mainly on intersections between vehicles-trains of vehicles. Thus, we propose a cooperative control system which relies on multi-level decision processes aimed at dealing with the interaction of platoons at road network nodes. This cooperative control system allows both to maintain the coherence and the safety condition of each involved train of vehicles and to adapt each train components behavior so as to make train shared the road, and especially roundabouts and crossroads, efficiently (i.e. without stopping any vehicle). This cooperative control system is divided into three different levels. The global train state is managed at the train-level decision process based on the train level perceptions. The vehicle-level process makes the decision concerning each individual vehicle according to data provided by the train-level and to the interaction between vehicles. Finally, the motor-level process makes the link between the vehicle-level command and hardware level of vehicles. In this thesis, we focus on the train-level and vehicle-level. When encountering, trains exchange information such as one part of their perceptions.Besides the goal of having an efficient approach so as to enable several vehicles-trains to share the road infrastructure, we also strategies to transform the meetings of vehicles-trains at road nodes into reconfiguration spots where trains can reconfigure and recombine.The developed algorithm are tested in simulation so as to obtain proper evaluation of our proposal using suitable indicators

L’objectif de ces travaux porte sur la navigation de robots autonomes sur de grandes distances dans des environnements extérieurs dynamiques, plus précisément sur le développement et l’évaluation de fonctions avancées de perception, embarquées sur des véhicules se déplaçant en convoi sur un itinéraire inconnu a priori, dans un environnement urbain ou naturel. Nous avons abordé trois problématiques : d’abord nous avons exploité plusieurs méthodes de l’état de l’art, pour qu’un véhicule A, équipé d’un capteur stéréoscopique, apprenne à la fois une trajectoire et un modèle de l’environnement supposé d’abord statique. Puis nous avons proposé deux modes pour l’exécution de cette trajectoire par un véhicule B équipé d’une simple caméra : soit un mode différé, dans lequel B charge toute la trajectoire apprise par A, puis l’exécute seul, soit un mode convoi, dans lequel B suit A, qui lui envoie par une communication HF, les tronçons de la trajectoire au fur et à mesure qu’ils sont appris. Enfin nous avons considéré le cas des environnements évolutifs et dynamiques, en traitant de la détection d’événements depuis les images acquises depuis un véhicule mobile: détection des changements (disparition ou apparition d’objets statiques, typiquement des véhicules garés dans un milieu urbain), ou de la détection d’objets mobiles (autres véhicules ou piétons)
The global objective of these works concerns the navigation of autonomous robots on long routes in outdoor dynamic environments, more precisely on the development and the evaluation of advanced perception functions, embedded on vehicles moving in a convoy formation, on an a priori unknown route in urban or natural environments. Three issues are tackled: first several methods from the State of the Art have been integrated in order to cope with the visual mapping and the trajectory learning problems for a vehicle A equipped with a stereovision sensor, moving in a large-scale environment, assumed static. Then it is proposed two modes for the execution of this trajectory by a vehicle B equipped by a single camera: either a delayed mode, in which B loads initially all representations learnt by A, and executes alone the recorded trajectory, or a convoy mode, in which B follows A, which sends him by a communication link, the trajectory sections as soon as they are learnt. Finally, it has been considered changing and dynamic environments, dealing with the detection of events from images acquired on a dynamic vehicle: detection of changes (disappearances or appearances of static objects, typically cars parked in a urban environment), or detection of mobile objects (pedestrians or other vehicles)

La conduite autonome a attiré une attention croissante au cours des dernières décennies en raison de son potentiel impact socio-économique, notamment concernant la réduction du nombre d'accidents de la route et l'amélioration de l'efficacité du trafic. Grâce à l'effort de plusieurs instituts de recherche et d'entreprises, les véhicules autonomes ont déjà accumulé des dizaines de millions de kilomètres parcourus dans des conditions de circulation réelles. Cette thèse porte sur la conception d'une architecture de contrôle pour les véhicules autonomes et coopératifs dans l'optique de leur déploiement massif. La base commune des différentes architectures proposées dans cette thèse est le Contrôle-Commande Prédictif, reconnu pour son efficacité et sa polyvalence. Nous présentons tout d'abord une architecture classique de contrôle hiérarchique, qui utilise la commande prédictive pour planifier un déplacement (choix de trajectoire), puis déterminer un contrôle permettant de suivre cette trajectoire. Toutefois, comme nous le montrons dans un deuxième temps, cette architecture simple n'est pas capable de gérer certaines contraintes logiques, notamment liées aux règles de circulation et à l'existence de choix de trajectoires discrets. Nous proposons donc approche hybride de la commande prédictive, que nous utilisons pour développer une architecture de contrôle pour un véhicule autonome individuel. Nous étudions le problème de contrôler un ensemble de véhicules autonomes circulant en convoi, i.e. maintenir une formation prédéterminée sans intervention humaine. Pour ce faire, nous utilisons à nouveau une architecture hiérarchique basée sur la commande prédictive, composée d'un superviseur de convoi et de contrôleurs pour chaque véhicule individuel. Enfin, nous proposons encore une architecture pour le problème de coordonner un groupe de véhicules autonomes dans une intersection sans feux de circulation, en utilisant un contrôleur d'intersection et en adaptant les contrôleurs des véhicules individuels pour leur permettre de traverser l'intersection en toute sécurité
Autonomous driving has been gaining more and more attention in the last decades, thanks to its positive social-economic impacts including the enhancement of traffic efficiency and the reduction of road accidents. A number of research institutes and companies have tested autonomous vehicles in traffic, accumulating tens of millions of kilometers traveled in autonomous driving. With the vision of massive deployment of autonomous vehicles, researchers have also started to envision cooperative strategies among autonomous vehicles. This thesis deals with the control architecture design of individual autonomous vehicles and cooperative autonomous vehicles. Model Predictive Control (MPC), thanks to its efficiency and versatility, is chosen as the building block for various control architectures proposed in this thesis. In more detail, this thesis first presents a classical hierarchical control architecture for individual vehicle control that decomposes the controller into a motion planner and a tracking controller, both using nonlinear MPC. In a second step, we analyze the inability of the proposed planner in handling logical constraints raised from traffic rules and multiple maneuver variants, and propose a hybrid MPC based motion planner that solves this issue. We then consider the convoy control problem of autonomous vehicles in which multiple vehicles maintain a formation during autonomous driving. A hierarchical formation control architecture is proposed composing of a convoy supervisor and local MPC based vehicle controllers. Finally, we consider the problem of coordinating a group of autonomous vehicles at an intersection without traffic lights. A hierarchical architecture composed of an intersection controller and multiple local vehicle controllers is proposed to allow vehicles to cross the intersection smoothly and safely

L'adoption récente et généralisée des systèmes d'automatisation des véhicules, avec l’incorporation de la connectivité entre voitures, a encouragé l’utilisation des techniques comme le Contrôle Croisière Adaptatif Coopératif (CACC) et la conduite en convoi. Ces techniques ont prouvé l’amélioration du flux de trafic et la sécurité de la conduite, tout en réduisant la consommation d’énergie et les émissions CO_2. Néanmoins, la robustesse et la stabilité stricte du convoi, malgré les délais de communication et l’hétérogénéité des convois, restent des sujets de recherche en cours. Cette thèse a pour sujet la conception, l’analyse et validation de systèmes de contrôle pour le car-following automatisé et coopératif, en ciblant l’augmentation de ses avantages et son usage, en se concentrant sur la robustesse et la stabilité du convoi même sur des séries de véhicules hétérogènes avec des retards de communication. Une structure feedforward/feedback est développée, dont sa modularité est fondamentale pour la mise au point des approches avec des objectifs différents mais complémentaires. L’architecture permet non seulement l’adoption d’une stratégie d’espacement pour la range entière de vitesse, mais elle peut aussi être employée dans le cadre d’un CACC basé sur une machine d’état pour la conduite en convoi sur des environnements urbains avec des capacités de freinage d’urgence et de rejoint du convoi. Des différents algorithmes pour la conception de systèmes de contrôle feedback pour la régulation des distances sont présentés, pour quoi le calcul d’ordre fractionnaire démontre fournir des réponses fréquentielles de boucle fermé plus précises et satisfaire des besoins plus exigeantes. La performance est assurée malgré l’hétérogénéité avec la proposition de deux approches feedforward différents. Le premier est basé sur une topologie en considérant que le véhicule précédent dans la boucle, tandis que le deuxième inclut le véhicule leader pour améliorer la performance de suivi. Les algorithmes proposés sont validés avec des études de stabilité dans le domaine du temps et fréquence, ainsi que simulations et expérimentations réelles
Recent widespread adoption of vehicle automation and introduction of vehicle-to-vehicle connectivity has opened the doors for techniques as Cooperative Adaptive Cruise Control (CACC) and platooning, showing promising results in terms of traffic capacity and safety improvement, while reducing fuel consumption and CO_2 emissions. However, robustness and strict string stability, despite communication delays and string heterogeneity is still an on-going research field. This thesis deals with the design, study and validation of control systems for cooperative automated car-following, with the purpose of extending their benefits and encourage their employment, focusing on robustness and string stability, despite possible V2V communication delays and string heterogeneity. A feedforward/feedback hierarchical control structure is developed, which modularity is fundamental for the proposal of approaches that target different but complementary performance objectives. The architecture not only permits the adoption of a full speed range spacing policy that target multiple criteria, but can also be employed in a state machine-based CACC framework for urban environments with emergency braking and platoon re-joining capabilities in case of pedestrian interaction. Different feedback control design algorithms are presented for the gap-regulation, for which the fractional-order calculus is demonstrated to provide more accurate closed loop frequency responses and satisfy more demanding requirements. Desired performance is ensured in spite of string heterogeneity through the proposal of two feedforward methods : one based on predecessor-only topology, while the second includes the leader vehicle information on feedforward to gain tracking capabilities. Proposed control algorithms are validated through time and frequency-domain stability studies, simulation and real platforms experiments

Cette thèse, réalisée en coopération avec l'Onera, s'inscrit dans le domaine de la surveillance du champ de bataille. L'objectif des travaux est d'étudier et de développer une technique qui fusionne différentes sources d'informations, afin d'évaluer la situation tactique sur une large zone d'observation, ceci de manière semi-automatique en temps quasi-réel. Cette évaluation est réalisée en deux étapes. La première réalise une évaluation globale de la situation en utilisant une nouvelle technique de trajectographie (ou pistage) multicible par hybridation du filtre GM-CPHD et du MHT sous contrainte routière à partir des données GMTI (Ground Moving Target Indicator). Ce nouvel algorithme est adapté au pistage de cibles proches. Ensuite, la deuxième étape réalise une évaluation plus fine de la situation en détectant des objets dit d'intérêt tels que des convois par l'intégration d'autres types de données (SAR, vidéo). La détection se base sur l'utilisation des réseaux bayésiens ainsi que leur version crédibiliste.

Les réseaux de véhicules sont une technologie émergente intégrant les dernières techniques de communication. Sans infrastructure, le réseau est un réseau dit ad hoc, un protocole de routage doit donc être utilisé pour assurer les communications inter-véhiculaires. Nous appelons ce type de réseau, un réseau ad hoc de véhicules. Nos travaux s'articulent autour de deux axes : le passage à l'échelle et la gestion de la mobilité dans un contexte autoroutier. Pour cela, nous avons proposé une extension du protocole de routage ad hoc DSR pour les réseaux ad hoc hybride (comportant une infrastructure fixe). Des simulations à l'aide de JiST/SWANS ont montré une amélioration des performances en terme de passage à l'échelle, connectivité et capacité du réseau. Nous avons également établi un modèle analytique pour comparer le passage à l'échelle de deux classes de protocoles de routage : réactif et géographique. Nous concluons que l'utilisation d'un protocole géographique et ses optimisations améliore de manière significative le passage à l'échelle. Enfin, nous proposons un algorithme répartie de formation de convois de véhicules afin d'améliorer la gestion de la mobilité dans un contexte de réseau ad hoc hybride de véhicules sur autoroute. Nous avons évalué cet algorithme à l'aide de simulations et conclu à une bonne qualité de formation des convois.

Les travaux de cette thèse sont consacrés au contrôle et à la commande d'une flotte de plusieurs véhicules (4 à 10 véhicules). Une commande longitudinale est proposée fondée sur l'approche globale décentralisée, pour laquelle les informations du leader et du prédécesseur sont supposées accessibles pour calculer la loi de contrôle en utilisant une commande linéarisante par la dynamique inverse. Ce concept de contrôle permet de suivre une vitesse de référence imposée par le véhicule de tête, tout en respectant une distance de sécurité (variable et constante) pour éviter les collisions. La commande longitudinale est couplée avec la commande latérale qui fait appel à une approche par mode de glissement pour suivre la trajectoire désirée du leader. En outre, des différents observateurs par mode de glissement sont développés. Ces observateurs sont destinés à calculer la dynamique non linéaire dans les commandes de chaque véhicule. La flotte est traitée dans un second temps dans les trajectoires à plusieurs voies (configuration ligne). Deux approches de contrôle sont proposées pour contrôler les véhicules dans les différentes voies (trois voies : i, j et k). Les véhicules sont contrôlés dans la première stratégie pour suivre la vitesse du leader. Cependant, dans la seconde approche, la vitesse désirée du leader est modifiée lors de la présence d'un mouvement latéral de façon à respecter la notion de flotte. Les véhicules sont également contrôlés pour éviter les obstacles et passer à la voie suivante en générant une trajectoire d'évitement de l'obstacle qui tient en compte la distance de sécurité entre les véhicules et l'obstacle, et entre les véhicules eux-mêmes
The works of this thesis are focused on the control and command of a fleet of many vehicles (4 to 10 vehicles). A longitudinal control is proposed based on the decentralized global approach, for which the information of the leader and the predecessor are assumed to be available to compute the control law using a linearization control by inverse dynamics. This control concept allows to follow a reference speed imposed by the leading vehicle, while respecting a safety distance (variable and constant) to avoid collisions. The longitudinal control is coupled with the lateral control that uses a sliding mode approach to follow the leader's desired trajectory. In addition, different sliding mode observers are developed. These observers are intended to calculate the nonlinear dynamics in the controls of each vehicle. The fleet is treated secondly in the multi-lane trajectories (line configuration). Two control approaches are proposed to control the vehicles in the different lanes (three lanes: i, j and k). The vehicles are controlled in the first strategy to follow the speed of the leader. However, in the second approach, the desired speed of the leader is modified when a lateral movement is present in order to respect the fleet notion. The vehicles are also controlled to avoid obstacles and switch to the next lane by generating an obstacle avoidance trajectory that takes into account the safety distance between the vehicles and the obstacle, and between the vehicles themselves

L’esercito italiano e la conquista della Catalogna (1808-1811) Uno studio di Military Effectiveness nell’Europa napoleonica Settori scientifico-disciplinari SPS/03 – M-STO/02 La ricerca ha lo scopo di ricostruire e valutare l’effettività militare dell’esercito italiano al servizio di Napoleone I. In primo luogo attraverso un’analisi statistica e strategica della costruzione, e del successivo impiego, dell’istituzione militare del Regno d’Italia durante gli anni della sua esistenza (1805-14); successivamente, è stato scelto un caso di studi particolarmente significativo, come la campagna di Catalogna (1808-11, nel contesto della guerra di Indipendenza spagnola), per poter valutare il contributo operazionale e tattico dei corpi inviati dal governo di Milano e la loro integrazione con l’apparato militare complessivo del Primo Impero. La tesi ha voluto rispondere alla mancanza di studi sul comportamento in guerra dell’esercito italiano e, allo stesso tempo, introdurre nella storiografia militare italiana la metodologia di studi, d’origine anglosassone e ormai di tradizione trentennale, di Military Effectiveness. La ricerca si è primariamente basata, oltre che sulla copiosa memorialistica a stampa italiana e francese, sulla documentazione d’archivio della Secrétairerie d’état impériale (Archives Nationales di Pierrefitte-sur-Seine, Parigi), del Ministère de la Guerre francese (Service historique de la Défence, di Vincennes, Parigi) e del Ministero della Guerra del Regno d’Italia (Archivio di Stato di Milano). Dal punto di vista dei risultati è stato possibile verificare come l’esercito italiano abbia rappresentato, per Bonaparte, uno strumento duttile e di facile impiego, pur in un contesto di sostanziale marginalità numerica complessiva di fronte alle altre (e cospicue) forze messe in campo da parte dell’Impero e dei suoi altri Stati satellite e alleati. Per quanto riguarda la campagna di conquista della Catalogna è stato invece possibile appurare il fondamentale contributo dato dal contingente italiano, sotto i punti di vista operazionale e tattico, per la buona riuscita dell’invasione; questo primariamente grazie alle elevate caratteristiche generali mostrate dallo stesso, ma anche per peculiarità disciplinari e organizzative che resero i corpi italiani adatti a operazioni particolarmente aggressive.
The Italian Army and the Conquest of Catalonia (1808-1811) A Study of Military Effectiveness in Napoleonic Europe Academic Fields and Disciplines SPS/03 – M-STO/02 The research has the purpose of reconstruct and evaluate the military effectiveness of the Italian Army existed under the reign of Napoleon I. Firstly through a statistic and strategic analysis of the development, and the following deployment, of the military institution of the Kingdom of Italy in the years of its existence (1805-14). Afterwards, a particularly significant case study was chosen, as the campaign of Catalonia (1808-11, in the context of the Peninsular War), in order to assess the operational and tactical contribution of the regiments sent by the Government of Milan and their integration in the overall military apparatus of the First Empire. The thesis wanted to respond to the lack of studies on the Italian army’s behavior in war and, at the same time, to introduce the methodology of the Military Effectiveness Studies (of British and American origin and, by now, enriched by a thirty-year old tradition) in the Italian historiography. The research is primarily based, besides the numerous memoirs of the Italian and French veterans, on the archive documentation of the Secrétairerie d’état impériale (Archives Nationales of Pierrefitte-sur-Seine, Paris), of the French Ministère de la Guerre (Service historique de la Défence, of Vincennes, Paris) and of the Italian Ministero della Guerra (Archivio di Stato di Milano). About the results, it has been verified how the Italian army has become a flexible and suitable instrument for Bonaparte, albeit in a context of substantial overall numerical marginality in comparison to the heterogeneous forces available to the Empire and its others satellites and allied states. Regarding the campaign of Catalonia, instead, it was possible to ascertain the fundamental contribution of the Italian regiments, in an operational and tactical perspective, for the success of the invasion. This was primarily due to the excellent general characteristics shown by the expeditionary force, but also to disciplinary and organizational peculiarities that have made the Italian corps suitable for particularly aggressive operations.

Title: Toward concept visualization through image generation Author: Tien Dat Nguyen Department: Institute of Formal and Applied Linguistics Supervisors: Pavel Pecina (Charles University in Prague), Angeliki Lazaridou, Raffaella Bernardi, Marco Baroni (University of Trento), Abstract: Computational linguistic and computer vision have a common way to embed the semantics of linguistic/visual units through vector representation. In addition, high-quality semantic representations can be effectively constructed thanks to recent advances in neural network methods. Nevertheless, the under- standing of these representations remains limited, so they need to be assessed in an intuitive way. Cross-modal mapping is mapping between vector semantic embedding of words and the visual representations of the corresponding objects from images. Inverting image representation involves learning an image inversion of visual vectors (SIFT, HOG and CNN features) to reconstruct the original one. The goal of this project is to build a complete pipeline, in which word represen- tations are transformed into image vectors using cross modal mapping and these vectors are projected to pixel space using inversion. This suggests that there might be a groundbreaking way to inspect and evaluate the semantics encoded in word representations by...