Dissertations / Theses on the topic 'Flotte de véhicules autonomes'
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Mohamed, Ahmed Mohamed Mahmoud. "Contrôle et commande d'une flotte de véhicules autonomes." Electronic Thesis or Diss., Aix-Marseille, 2021. http://www.theses.fr/2021AIXM0626.
Full textAbstract:
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-mêmesThe 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
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Babicheva, Tatiana. "Machine Learning pour la gestion distribuée et dynamique d’une flotte de taxis et navettes autonomes." Electronic Thesis or Diss., université Paris-Saclay, 2021. http://www.theses.fr/2021UPASG023.
Full textAbstract:
Dans cette thèse sont étudiées des méthodes pour gérer des systèmes urbains de taxis électriques autonomes partagés dans un contexte en ligne dans lequel les requêtes des clients se produisent au fil du temps, et où les véhicules sont disponibles pour le partage de trajet et nécessitent une gestion de la recharge électrique. Nous proposons des heuristiques basées sur la décomposition de ce problème qui incluent la répartition du réseau routier et la mise en évidence de sous-problèmes tels que la gestion de la charge, la redistribution des véhicules vides et le partage de trajet dynamique. L'ensemble des nouvelles méthodes de redistribution des véhicules vides est proposée, dont proactives, c'est-à-dire qui prennent en compte à la fois la demande actuelle et la demande future anticipée, contrairement aux méthodes réactives, qui agissent uniquement sur la demande actuelle. Nous fournissons l'apprentissage par renforcement à différents niveaux en fonction de la granularité du système. Nous proposons un modèle RL basé sur les stations pour les petits réseaux et un modèle RL basé sur les zones, où les agents sont des zones de la ville obtenues par partitionnement, pour les plus grands. L'optimisation sous l'information complète est fournie afin d'analyser les performances du système a-posteriori en contexte hors ligne.L'évaluation des performances des méthodes proposées est accomplie dans un ensemble de réseaux routiers de nature et de taille différentes. La méthode proposée fournit des résultats prometteurs surpassant les autres méthodes testées et les données réelles sur les performances du système de taxi en termes de nombre de passagers satisfaits sous une flotte de taxi fixeIn this thesis are investigated methods to manage shared electric autonomous taxi urban systems under online context in which customer demands occur over time, and where vehicles are available for ride-sharing and require electric recharging management. We propose the heuristics based on problem decomposition which include road network repartition and highlighting of subproblems such as charging management, empty vehicle redistribution and dynamic ride-sharing.The set of new methods for empty vehicle redistribution is proposed, such as proactive, meaning to take into account both current demand and anticipated future demand, in contrast to reactive methods, which act based on current demand only.We provide the reinforcement learning in different levels depending on granularity of the system.We propose station-based RL model for small networks and zone-based RL model, where the agents are zones of the city obtained by partitioning, for huge ones. The complete information optimisation is provided in order to analyse the system performance a-posteriori in offline context.The evaluation of the performance of proposed methods is provided in set of road networks of different nature and size. The proposed method provides promising results outperforming the other tested methods and the real data on the taxi system performance in terms of number of satisfied passengers under fixed fleet size
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Belkadi, Adel. "Conception de commande tolérante aux défauts pour les systèmes multi-agents : application au vol en formation d'une flotte de véhicules autonomes aériens." Thesis, Université de Lorraine, 2017. http://www.theses.fr/2017LORR0183/document.
Full textAbstract:
Ces dernières années, l’émergence des nouvelles technologies tels que la miniaturisation des composants, les dispositifs de communication sans fils, l’augmentation de la taille de stockage et les capacités de calcul, a permis la conception de systèmes multi-agents coopératifs de plus en plus complexes. L’un des plus grands axes de recherche dans cette thématique concerne la commande en formation de flottes de véhicules autonomes. Un grand nombre d’applications et de missions, civiles et militaires, telles que l’exploration, la surveillance, et la maintenance, ont alors été développées et réalisées dans des milieux variés (terre, air, eau). Durant l’exécution de ces tâches, les véhicules doivent interagir avec leur environnement et entre eux pour se coordonner. Les outils de communication disponibles disposent souvent d’une portée limitée. La préservation de la connexion au sein du groupe devient alors un des objectifs à satisfaire pour que la tâche puisse être accomplie avec succès. Une des possibilités pour garantir cette contrainte est le déplacement en formation permettant de préserver les distances et la structure géométrique du groupe. Il est toutefois nécessaire de disposer d’outils et de méthodes d’analyse et de commande de ces types de systèmes afin d’exploiter au maximum leurs potentiels. Cette thèse s’inscrit dans cette direction de recherche en présentant une synthèse et une analyse des systèmes dynamiques multi-agents et plus particulièrement la commande en formation de véhicules autonomes. Les lois de commande développées dans la littérature pour la commande en formation permettent d’accomplir un grand nombre de missions avec un niveau de performance élevé. Toutefois, si un défaut/défaillant apparaît dans la formation, ces lois de commandes peuvent s’avérer très limitées, engendrant un comportement instable du système. Le développement de commandes tolérantes aux défauts devient alors primordial pour maintenir les performances de commande en présence de défauts. Cette problématique sera traitée dans ce mémoire de thèse et concernera le développement et la conception de commandes en formation tolérantes au défaut dévolu à une flotte de véhicules autonomes suivant différente configuration/structurationIn recent years, the emergence of new technologies such as miniaturization of components, wireless communication devices, increased storage size and computing capabilities have allowed the design of increasingly complex cooperative multi-agent systems. One of the main research axes in this topic concerns the formation control of fleets of autonomous vehicles. Many applications and missions, civilian and military, such as exploration, surveillance, and maintenance, were developed and carried out in various environments. During the execution of these tasks, the vehicles must interact with their environment and among themselves to coordinate. The available communication tools are often limited in scope. The preservation of the connection within the group then becomes one of the objectives to be satisfied in order to carry out the task successfully. One of the possibilities to guarantee this constraint is the training displacement, which makes it possible to preserve the distances and the geometrical structure of the group. However, it is necessary to have tools and methods for analyzing and controlling these types of systems in order to make the most of their potential. This thesis is part of this research direction by presenting a synthesis and analysis of multi-agent dynamical systems and more particularly the formation control of autonomous vehicles. The control laws developed in the literature for formation control allow to carry out a large number of missions with a high level of performance. However, if a fault/failure occurs in the training, these control laws can be very limited, resulting in unstable system behavior. The development of fault tolerant controls becomes paramount to maintaining control performance in the presence of faults. This problem will be dealt with in more detail in this thesis and will concern the development and design of Fault tolerant controls devolved to a fleet of autonomous vehicles according to different configuration/structuring
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Bindel, Sébastien. "Algorithmique et applications pour les flottes hétérogènes multiniveaux de matériels mobiles communicants autonomes." Thesis, Bordeaux, 2016. http://www.theses.fr/2016BORD0172/document.
Full textAbstract:
Les véhicules autonomes sont des engins mobiles caractérisés par l’absence de pilote à leur bord et font partie d’un système plus global comprenant des éléments tels qu’une station de contrôle. Ils présentent la particularité d’avoir une conception spécifique liée à la mission assignée et peuvent être déployés dans des milieux divers et hétérogènes, incluant le milieu spatial, aérien,terrestre, marin de surface et sous-marin.Certaines missions requièrent la coopération de véhicules hétérogènes, où chaque type de véhicule réalise une mission locale pour permettre la réalisation d’une mission globale. La coopération entre les véhicules nécessite l’interopérabilité des communications. Même si des efforts ont été entrepris dans ce sens en normalisant les couches applicatives, ces travaux restent insuffisants.En effet, il n’existe pas de protocole qui assure l’acheminement des données entre différents types de véhicules qui possèdent une mobilité propre et utilisent parfois des médias de communication différents, comme les engins sous-marins et terrestres. L’objectif principal de cette thèse est de permettre à tous les engins de communiquer entre eux et de rendre cette interconnexion transparente. Pour cela, nous adoptons une approche multicouche qui nous permet de diffuser et d’acheminer des données vers n’importe quel engin. Il devient alors possible pour chaque véhicule de transmettre des données de manière transparente à un autre véhicule de nature différente sans connaître la topologie globale du réseau. Pour cela nous avons conçu un protocole de routage qui adapte sa politique en fonction du contexte et de l’environnement.Nous exploitons également un mode de diffusion qui permet de transmettre des données vers un engin faisant partie d’un groupe cible en nous basant sur leurs caractéristiques afin d’acheminer les données de manière optimaleUnmanned vehicles are defined as autonomous entities with no operator on board. They are a part of a global system called Unmanned System which also includes elements such as a control station. These vehicles are designed to fulfil the requirements of assigned missions and can be deployed in spatial, aerial, terrestrial and maritime environments. Since a mission cannot be accomplished with a single vehicle, vehicles have to cooperate in order to achieve a global mission. However, cooperation requires communication interoperability between all vehicles. Even if previous works have standardized application protocols, it is not sufficient to ensure data delivery between all vehicles, since they have a specific mobility pattern and sometimes different network interfaces. The main goal of this thesis is to offer a seamless network, including all kinds of unmanned systems. We propose a cross layer approach in order to route and deliver data to any vehicle. In this context, each vehicle is able to transmit data to another without information on the global topology. We have developed a routing protocol, which adapts its strategy, according to the contextand to the network environment. In addition, we exploit the any cast diffusion technique based on vehicles features in order to adopt an optimal routing scheme
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Héry, Elwan. "Localisation coopérative de véhicules autonomes communicants." Thesis, Compiègne, 2019. http://www.theses.fr/2019COMP2516.
Full textAbstract:
Afin de naviguer en autonomie un véhicule doit être capable de se localiser précisément par rapport aux bords de voie pour ne pas sortir de celle-ci et par rapport aux véhicules et piétons pour ne pas causer d'accident. Cette thèse traite de l'intérêt de la communication dans l'amélioration de la localisation des véhicules autonomes. La navigation autonome sur route est souvent réalisée à partir de coordonnées cartésiennes. Afin de mieux représenter la pose d'un véhicule relativement à la voie dans laquelle il circule, nous étudions l'utilisation de coordonnées curvilignes le long de chemins enregistrés dans des cartes. Ces coordonnées généralisent l'abscisse curviligne en y ajoutant un écart latéral signé par rapport au centre de la voie et une orientation relative au centre de cette voie en prenant en compte le sens de circulation. Une première approche de localisation coopérative est réalisée à partir de ces coordonnées. Une fusion de données à une dimension permet de montrer l'intérêt de la localisation coopérative dans le cas simplifié où l'écart latéral, l'orientation curviligne et la pose relative entre deux véhicules sont connus avec précision. Les problèmes de corrélation des erreurs dus à l'échange d'information sont pris en compte grâce à un filtre par intersection de covariance. Nous présentons ensuite à une méthode de perception de type ICP (Iterative Closest Point) pour déterminer la pose relative entre les véhicules à partir de points LiDAR et d'un modèle polygonal 2D représentant la forme du véhicule. La propagation des erreurs de poses absolues des véhicules à l'aide de poses relatives estimées avec leurs incertitudes se fait via des équations non linéaires qui peuvent avoir un fort impact sur la consistance. Les poses des différents véhicules entourant l'égo-véhicule sont estimés dans une carte locale dynamique (CLD) permettant d'enrichir la carte statique haute définition décrivant le centre de la voie et les bords de celle-ci. La carte locale dynamique est composée de l'état de chaque véhicule communicant. Les états sont fusionnés en utilisant un algorithme asynchrone, à partir de données disponibles à des temps variables. L'algorithme est décentralisé, chaque véhicule calculant sa propre CLD et la partageant. Les erreurs de position des récepteurs GNSS étant biaisées, une détection de marquages est introduite pour obtenir la distance latérale par rapport au centre de la voie afin d'estimer ces biais. Des observations LiDAR avec la méthode ICP permettent de plus d'enrichir la fusion avec des contraintes entre les véhicules. Des résultats expérimentaux illustrent les performances de cette approche en termes de précision et de consistanceTo be able to navigate autonomously, a vehicle must be accurately localized relatively to all obstacles, such as roadside for lane keeping and vehicles and pedestrians to avoid causing accidents. This PhD thesis deals with the interest of cooperation to improve the localization of cooperative vehicles that exchange information. Autonomous navigation on the road is often based on coordinates provided in a Cartesian frame. In order to better represent the pose of a vehicle with respect to the lane in which it travels, we study curvilinear coordinates with respect to a path stored in a map. These coordinates generalize the curvilinear abscissa by adding a signed lateral deviation from the center of the lane and an orientation relative to the center of the lane taking into account the direction of travel. These coordinates are studied with different track models and using different projections to make the map-matching. A first cooperative localization approach is based on these coordinates. The lateral deviation and the orientation relative to the lane can be known precisely from a perception of the lane borders, but for autonomous driving with other vehicles, it is important to maintain a good longitudinal accuracy. A one-dimensional data fusion method makes it possible to show the interest of the cooperative localization in this simplified case where the lateral deviation, the curvilinear orientation and the relative positioning between two vehicles are accurately known. This case study shows that, in some cases, lateral accuracy can be propagated to other vehicles to improve their longitudinal accuracy. The correlation issues of the errors are taken into account with a covariance intersection filter. An ICP (Iterative Closest Point) minimization algorithm is then used to determine the relative pose between the vehicles from LiDAR points and a 2D polygonal model representing the shape of the vehicle. Several correspondences of the LiDAR points with the model and different minimization approaches are compared. The propagation of absolute vehicle pose using relative poses with their uncertainties is done through non-linear equations that can have a strong impact on consistency. The different dynamic elements surrounding the ego-vehicle are estimated in a Local Dynamic Map (LDM) to enhance the static high definition map describing the center of the lane and its border. In our case, the agents are only communicating vehicles. The LDM is composed of the state of each vehicle. The states are merged using an asynchronous algorithm, fusing available data at variable times. The algorithm is decentralized, each vehicle computing its own LDM and sharing it. As the position errors of the GNSS receivers are biased, a marking detection is introduced to obtain the lateral deviation from the center of the lane in order to estimate these biases. LiDAR observations with the ICP method allow to enrich the fusion with the constraints between the vehicles. Experimental results of this fusion show that the vehicles are more accurately localized with respect to each other while maintaining consistent poses
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Le, Bras Florent. "Contributions à l'asservissement visuel de véhicules aériens autonomes." Nice, 2010. http://www.theses.fr/2010NICE4110.
Full textAbstract:
L’asservissement visuel est une technique de commande reposant sur des mesures issues d’une caméra. Cette technique est apparue à la fin des années 80 pour contrôler des robots mobiles ou des bras manipulateurs. Depuis peu, l’asservissement visuel est appliqué aux engins volants, pour lesquels ce type de contrôle a un fort potentiel opérationnel. Dans cette thèse, nous nous intéressons à la conception d’asservissements visuels pour deux types d’engins volants : les minidrones à voilures tournantes et les avions. Nous essayons autant que possible de spécifier le problème en termes de régulation dans l’image en prenant en compte des contraintes forte sur la nature des capteurs utilisés. Ainsi nous considérons uniquement les capteurs embarqués, autonomes, et dont la qualité est compatible d’un asservissement précis. Pour cela, nous proposons des lois d’asservissement visuels adaptés à la dynamique des engins considérés, à leurs structures de contrôle et à leurs systèmes de mesures. Pour les minidrones à voilures tournantes, une série de lois de commande est proposée pour stabiliser l’engin relativement à une cible plane dont quelques amers sont détectés en temps réel. Ces commandes ont la particularité de ne pas nécessiter de mesure de vitesse de translation. Caractéristique intéressante puisque cette grandeur est particulièrement difficile à mesurer sans GPS. L’un des algorithmes a été validé en vol sur la plateforme Hovereye de Bertin Technologies, il s’agissait, à notre connaissance du premier asservissement visuel basé image, réalisé en intérieur, sur un minidrone. Pour les engins à voilures fixes une nouvelle technique d’atterrissage autonome basée sur la détection des bords de la piste est proposée. Cette technique est basée image et prend en compte les spécificités du vol d’un avion ainsi qu’une estimation de la vitesse du vent. La validation de cette approche est réalisée sur un simulateur complexe incluant la chaîne de traitement d’image. Enfin, nous avons cherché de nouvelles applications à l’asservissement visuel basé image d’engins à voilures fixes. Une loi de commande permettant une stabilisation précise sur une orbite d’observation a ainsi été synthétisée. Elle repose sur la détection d’un unique amer et du flux optique de translation. Des simulations illustrent les performances de ce dernier algorithmeThe visual servo control technology is based on measurements form a camera. This technique appeared in the late 80’s to control mobile robots or manipulators. Recently, visual servoing is applied to flying vehicles, for which this type of control has a strong operational potential. In this thesis, we focus on the design of visual servoing for two types of flying vectors : the VTOL minidrones and fixed-wing aircrafts. We try wherever possible to specify the problem in terms of regulation in the picture by taking into account the limitations of the sensors used. Thus we consider only the onboard sensors autonomous, and whose quality is consistent with a the considered visual servoing tasks. For this, we propose visual servoing laws adapted to the considered systems intheir control structures and their measurement systems. For VTOL minidrones, a series of control laws is proposed to stabilize the vehicle with respect to a relativity flat target which some landmarks are detected in real time. These commands have the distinction of not requiring measurements of the speed of translation. This characteristic is especially interesting, since this variable is particularly difficult to measure without GPS. One of the algorithms has been, validated in fight ion the platform. HoverEye developed by Bertin Technologies, it was, to our knowledge the first image based visual servoing, conducted indoors on a minidrones. For fixed-wing aircrafts, a next autonomous landing technique based on the detection of runway’s edges is proposed. This technique is image based and takes into account the specificities of aircraft flight dynamics. Moreover a specific estimate of cross-wind is proposed. Validation of this approach is performed on a complex simulator which includes images processing. Finally, we sought new applications in image based visual servoing for fixed-wing aircrafts. A control law for precise stabilization on observation orbit has been synthesized. It is based on the detection of a single landmark and translational optical flow. Simulations illustrate the performance of that algorithm
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Wafer, Christian. "Une approche intégrée pour l'exploitation et la gestion d'une flotte de véhicules." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 1997. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk1/tape11/PQDD_0013/MQ56431.pdf.
Full text
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Villamil, Galvis Gloria Elizabeth. "Outils d'aide à la décision pour le renouvellement d'une flotte de véhicules." Thesis, Université Laval, 2014. http://www.theses.ulaval.ca/2014/29951/29951.pdf.
Full textAbstract:
Ce mémoire traite du problème de renouvellement d’une flotte de véhicules. Il présente le contexte, les motivations et les facteurs à considérer dans le processus de renouvellement. Des outils d’aide à la décision pour l’élaboration du plan de renouvellement, de la sélection de nouveaux véhicules et de la gestion de la maintenance de la flotte sont proposés. Le mémoire fait état également des coûts à prendre en considération et ce, sur tout cycle de vie de chaque véhicule. Le contenu de ce mémoire peut être exploité aussi bien par les gestionnaires de flottes de véhicules que par des chercheurs qui s’intéressent à l’analyse de cycle de vie de véhicules dans une perspective de développement durable.This thesis deals with the issues related to the vehicles fleet renewal. It presents de context, motivations and factors to consider in the renewal process. Decisions-making tools to support the development of the renewal plan, the selection of new vehicles and fleet maintenance management are proposed. The thesis also refers to the cost to consider throughout the life cycle of each vehicle. The contents of this thesis should prove useful to both fleet managers and researches interested in costs analysis with regard to the life cycle of vehicles within a perspective of sustainable development.
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Frenette, Patrick. "Architecture décisionnelle pour la conduite collaborative de véhicules autonomes." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2010. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/1548.
Full textAbstract:
L'automobile est un moyen de transport de prédilection puisqu'elle confère beaucoup de liberté aux utilisateurs. Cependant, les coûts sociaux et économiques reliés aux accidents de la route, ainsi que les émissions polluantes produites par la combustion des hydrocarbures, représentent une problématique à laquelle le Réseau de centres d'excellence AUTO21 s'intéresse. Notamment, AUTO21 finance ce projet qui porte sur les architectures décisionnelles appliquées aux trains de véhicules. Un train de véhicule est un système de transport intelligent regroupant un ensemble de véhicules qui se suivent les uns derrière les autres, conservant une faible distance entre eux.L'architecture DCD est une architecture décisionnelle complète avec communication bidirectionnelle responsable de la prise de décision distribuée d'un groupe de véhicules opérant au sein d'un train de véhicules.L'architecture réalise la plupart des manoeuvres réalisables dans les trains de véhicules tels l'insertion ou le retrait d'un véhicule dans le train, ainsi que la gestion des situations d'urgences telles les collisions et la défaillance de certains capteurs. La validation de l'architecture est effectuée avec un groupe de quatre robots mobiles équipés d'un système de positionnement relatif qui permet de localiser les véhicules les uns par rapport aux autres. Un ensemble de 18 scénarios de tests, couvrant un large éventail des situations susceptibles de survenir dans les trains de véhicules, est réalisé. Les résultats obtenus indiquent que la prise de décision des véhicules, ainsi que la coordination des véhicules via la communication sont robustes et permettent l'exécution des manoeuvres attendues.
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Bresson, Guillaume. "Localisation d'une flotte de véhicules communicants par approche de type SLAM visuel décentralisé." Phd thesis, Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 2014. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00973894.
Full textAbstract:
La localisation d'un véhicule via les techniques de SLAM (Simultaneous Localization And Mapping pour cartographie et localisation simultanées) a connu un essor important durant les 20 dernières années. Pourtant, peu d'approches ont tenté d'étendre ces algorithmes à une flotte de véhicules malgré les nombreuses applications potentielles. C'est ici l'objectif de cette thèse. Pour ce faire, une approche de SLAM monoculaire pour un seul véhicule a d'abord été développée. Celle-ci propose de coupler un filtre de Kalman étendu avec une représentation cartésienne des amers afin de produire des cartes de faible densité mais de qualité. En effet, l'extension à plusieurs véhicules nécessite des échanges permanents par l'intermédiaire de communications sans fil. Avec peu d'amers dans les cartes, notre approche s'accommode bien du nombre de véhicules de la flotte. Des capteurs peu onéreux ont aussi été privilégiés (une unique caméra et un odomètre) afin de réduire le coût d'une extension multivéhicule. Des correctifs ont été proposés afin d'éviter les problèmes de divergence induits par les choix précédents. Des expérimentations ont montré que la solution de SLAM produite était légère et rapide tout en fournissant une localisation de qualité. La dérive, inhérente à tout algorithme de SLAM, a également fait l'objet d'une analyse. Celle-ci a été intégrée au SLAM par l'intermédiaire d'une architecture dédiée et d'un modèle dynamique. Le but est de pouvoir rendre consistante la localisation fournie par le SLAM, même en l'absence d'estimation de la dérive. Cela permet d'effectuer des fermetures de boucle ou encore d'intégrer des informations géo-référencées de manière naturelle tout en conservant l'intégrité de la solution. En multivéhicule, cet aspect est un point clef puisque chaque véhicule dérive différemment des autres. Il est donc important de le prendre en compte. Enfin, le SLAM a été étendu à plusieurs véhicules. Une structure générique a été prévue afin que notre approche monoculaire puisse être remplacée par n'importe quel algorithme de SLAM. Notre architecture décentralisée évite la consanguinité des données (le fait de compter deux fois une même information) et gère les défaillances réseau, que cela soit des ruptures de communication ou encore des latences dans la réception des données. La partie statique du modèle de dérive permet également de prendre en compte le fait que les positions initiales des véhicules d'une flotte puissent être inconnues. L'intégrité est ainsi maintenue en permanence. Enfin, notre approche étant entièrement décentralisée, elle a pu être testée et validée en simulation et avec des expérimentations réelles dans diverses configurations (convoi en colonne ou en ligne, avec 2 ou 3 véhicules).
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Salaün, Erwan. "Algorithmes de filtrage et systèmes avioniques pour véhicules aériens autonomes." Phd thesis, École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2009. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00554437.
Full textAbstract:
Le travail présenté dans ce mémoire concerne le développement théorique et la validation expérimentale d'algorithmes de fusion de données originaux pour mini-drones, dépassant les limitations des estimateurs communément utilisés (e.g. le Filtre de Kalman Etendu ou les filtres particulaires) et pouvant être implémentés aisément et efficacement dans une avionique bas-coûts. Nous proposons tout d'abord des observateurs invariants "génériques'', préservant les symétries naturelles du système physique. Ces observateurs fusionnent les mesures de capteurs bon marché usuels (tels que les capteurs inertiels, magnétomètres, GPS ou baromètres) afin d'estimer avec précision l'état de l'appareil (angles d'attitude et de cap, vitesse et position) sans modèle dynamique de l'engin. Ils possèdent un large domaine de convergence; ils sont également faciles à régler et très économiques en temps de calcul. Puis nous développons des observateurs "spécifiques'', adaptés au type de véhicule aérien considéré, en l'occurence un mini-quadrotor. Basés sur un modèle physique tenant compte de la traînée de rotor, les observateurs présentés estiment la vitesse du quadrotor à partir de mesures uniquement inertielles, menant à un contrôle en vitesse de l'appareil. Cette approche est validée par des vols stabilisés autonomes. Enfin, nous présentons en détail l'intégration du système avionique bas-coûts utilisé, composé de capteurs "bruts'' et d'un microcontrôleur sur lequel sont implémentés les observateurs précédents. Nous validons ces algorithmes en comparant leurs estimations avec celles fournies par un produit commercial coûteux, mettant ainsi en évidence leur excellent rapport "qualité/prix''.
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Bélanger, Jacky. "Contrôle de véhicules aériens autonomes avec respect de contraintes terminales." Thesis, Université Laval, 2010. http://www.theses.ulaval.ca/2010/27547/27547.pdf.
Full text
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Gateau, Thibault. "Supervision de mission pour une équipe de véhicules autonomes hétérogènes." Thesis, Toulouse, ISAE, 2012. http://www.theses.fr/2012ESAE0038/document.
Full textAbstract:
Ces dernières années, les engins robotisés n’ont cessé d’améliorer leur autonomie dans le domaine de la décision. Désormais, pour ne citer que l’exemple de véhicules aériens, nombre de drones sont largement capables, sans intervention d’un opérateur humain, de décoller, suivre un itinéraire en activant divers capteurs à des moments précis, atterrir en un lieu spécifié, suivre une cible, patrouiller sur une zone... Une des étapes suivantes consiste à faire collaborer une équipe de véhicules autonomes, de nature hétérogène (aériens, terrestres, marins...) afin de leur permettre d’accomplir des missions plus complexes. L’aspect dynamique de l’environnement réel, la non disponibilité à tout instant des moyens de communication, la coordination nécessaire des véhicules,de conceptions parfois différentes, dans l’exécution de certaines parties d’un plan de mission, sont autant d’obstacles à surmonter. Ce travail tente non seulement d’apporter quelques éléments de réponse face à ces difficultés, mais consiste aussi en la mise en place concrète d’un superviseur haut niveau, capable de gérer l’exécution d’une mission par une équipe de véhicules autonomes hétérogènes, où le rôle de l’opérateur humain est volontairement réduit. Nous décrivons dans ce mémoire l’architecture distribuée que nous avons choisi de mettre en œuvre pour répondre à ce problème. Il s’agit d’un superviseur, réparti à bord des véhicules autonomes, interfacé avec leur architecture locale et en charge de l’exécution de la mission d’équipe. Nous nous intéressons également à la formalisation des connaissances nécessaires au déroulement de cette mission, afin d’améliorer l’interopérabilité des véhicules de l’équipe, mais aussi pour expliciter les relations entre modèles décisionnels abstraits et réalité d’exécution concrète. Le superviseur est capable de réagir face aux aléas qui vont se produire dans un environnement dynamique. Nous présentons ainsi dans un second temps les stratégies mises en place pour parvenir à les détecter au mieux, ainsi que la façon dont nous procédons pour réparer partiellement ou totalement le plan de mission initial, afin de remplir les objectifs initiaux. Nous nous basons notamment sur la nature hiérarchique du plan de mission, mais aussi sur celle de la structure de sous-équipes que nous proposons de construire. Enfin, nous présentons quelques résultats obtenus expérimentalement, sur des missions simulées et des scénarios réels, notamment ceux du Programme d’Etudes Amont Action dans lequel s’inscrivent ces travaux de thèseMany autonomous robots with specific control oriented architectures have already been developed worldwide.The advance of the work in this field has led researchers wonder for many years to what extent robots would be able to be integrated into a team consisting of autonomous and heterogeneous vehicles with complementary functionalities. However, robot cooperation in a real dynamic environment under unreliable communication conditions remains challenging, especially if these autonomous vehicles have different individual control architectures.In order to address this problem, we have designed a decision software architecture, distributed on each vehicle.This decision layer aims at managing execution and at increasing the fault tolerance of the global system. The mission plan is assumed to be hierarchically structured. ln case of failure detection, the plan repair is done as locally as possible, based on the hierarchical organization.This allows us to restrict message exchange only between the vehicles concerned by the repair process. Knowledge formalisation is also a part of the study permitting the improvement of interoperability between team members. It also provides relevant information all along mission execution, from initial planning computation to plan repair in this multirobot context. The feasibility of the system has been evaluated by simulations and real experiments thanks to the Action project (http://action.onera.fr/welcome/)
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Duguay, Jérôme. "Intégration de l'analyse du cycle de vie dans la gestion d'une flotte de véhicules." Master's thesis, Université Laval, 2017. http://hdl.handle.net/20.500.11794/27641.
Full textAbstract:
Ce mémoire traite du problème de la gestion d'une flotte de véhicules. Une démarche structurée qui intègre l'analyse du cycle de vie de la flotte est proposée. Différents facteurs et éléments à considérer pour l'évaluation des besoins sont tout d'abord présentés et permettent de déterminer les spécifications des véhicules ainsi que la composition de la flotte selon le profil de la demande en transport. Pour le processus d'acquisition de véhicules, une approche axée en majeure partie sur l'analyse du coût du cycle de vie est utilisée pour la sélection des véhicules. Plusieurs modèles sont également proposés afin d'optimiser l'exploitation, la maintenance et la mise en place d'un système décisionnel de renouvellement de la flotte. Finalement, pour l'équipement ayant atteint sa fin de vie utile, différentes stratégies d'aliénation sont suggérées afin de diminuer les impacts environnementaux. Le contenu de ce mémoire peut être utilisé par les gestionnaires de petites et de grandes flottes de véhicules ainsi que par les gestionnaires de projet de ce domaine qui s'intéressent à la gestion du cycle de vie d'une flotte de véhicules dans un contexte de développement durable. La démarche proposée est davantage inspirée du domaine public et parapublic mais peut également être adaptée et utilisée dans le secteur privé. Ce mémoire permettra donc aux gestionnaires de connaître les différents facteurs à prendre à considération et les meilleurs outils à utiliser pour la prise de décision, et ce, dans le but d'optimiser les différents processus de gestion du cycle de vie d'une flotte de véhicules.This thesis addresses issues related to the management of a fleet of vehicles. A structured approach integrating the analysis of fleet life cycle is proposed. Various factors and considerations for the requirements assessment are first introduced and used to determine the vehicles specifications and the fleet composition. For the vehicle acquisition process, an approach primarily driven by the life cycle cost analysis is used for the selection of vehicles. Several models are also proposed in order to optimize the exploitation, maintenance and development of a decision-making system for fleet renewal. Finally, for equipment that has reached its useful life, different disposition strategies are suggested in order to reduce environmental impacts. The contents of this thesis can be used by managers of small and large vehicle fleets as well as project managers who work in such field and that are interested in life cycle management of a vehicle fleet in a context of sustainable development. The suggested approach is further inspired by the public and para-public sector but can also be adapted and used in the private sector context. This thesis will allow managers to understand the different factors to take into consideration and the best tools to use for decision making, in order to optimize the various processes of life cycle management of a fleet of vehicles.
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Spiewak, Jean-Mathias. "Contribution à la coordination de flottille de véhicules sous-marins autonomes." Phd thesis, Université Montpellier II - Sciences et Techniques du Languedoc, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00195079.
Full textAbstract:
Nos travaux concernent la coordination de flottille de véhicules sous-marins autonomes de type torpille. La coopération de tels véhicules nous laisse envisager un gain de temps, d'énergie, de données ou encore d'espace exploré. À cette fin, nous proposons une nouvelle stratégie de contrôle pour coordonner une flottille de robots sous-marins. Nos recherches sont basées sur une commande décentralisée reposant sur le principe Leader-Follower. Nous utilisons un générateur de trajectoires fournissant à chaque instant un chemin faisable pour les véhicules les maintenant en formation, et une commande à retour d'état pour garder les engins sur leur trajectoire. Notre algorithme prend en compte les contraintes dynamiques et de vitesse de chaque robot. L'objectif de cette méthode est que chaque torpille trouve une trajectoire à temps minimal afin de minimiser le temps de déplacement. Des résultats de simulation et d'expérimentations en mer illustrent nos différentes études théoriques.
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Tagne, Fokam Gilles. "Commande et planification de trajectoires pour la navigation de véhicules autonomes." Thesis, Compiègne, 2014. http://www.theses.fr/2014COMP2004/document.
Full textAbstract:
Ces travaux de recherche portent sur la commande et la planification de trajectoires pour la navigation de véhicules autonomes. Ils se situent dans le cadre d'un projet très ambitieux lancé par le laboratoire Heudiasyc sur la conduite autonome à grande vitesses (vitesse longitudinale supérieure à 5m/s ~= 18 km/h). Pour proposer des solutions à cette problématique, après avoir réalisé une large recherche bibliographique sur la commande et la planification des trajectoires des véhicules autonomes, plusieurs contributions ont été présentées. En ce qui concerne la commande des véhicules autonomes, un contrôleur latéral par mode glissant d'ordre supérieur a été proposé. Compte tenu de la ressemblance implicite entre le mode glissant et le principe d'immersion et d'invariance (I&I), deux contrôleurs utilisant le principe d'immersion et d'invariance ont été proposés par la suite pour améliorer les performances par rapport au mode glissant. Le développement de ces nouveaux contrôleurs nous a permis de garantir une stabilité robuste pour tous les gains positifs des contrôleurs I&I. Ce résultat nous a conduit à étudier les propriétés intrinsèques du système. Une étude des propriétés de passivité du système a révélé des caractéristiques de passivité intéressantes. Par la suite, nous avons développé un contrôleur robuste basé sur la passivité. Concernant la navigation, nous avons développé deux algorithmes de navigation basés sur la méthode des tentacules. Ceci dans le but d'améliorer la méthode de base. Les résultats de la simulation montrent que les algorithmes donnent de bons résultats vis-à-vis des objectifs attendus d'évitement d'obstacles et de suivi de la trajectoire globale de référence. Les algorithmes de commande et de planification de trajectoires développés ont été validés en simulation hors-ligne avec des données réelles après avoir été testés sur un simulateur réalisteMy research focuses on trajectory planning and control of autonomous vehicles. This work is a part of an extremely ambitious project launched by the Heudiasyc laboratory about autonomous driving at high speed (longitudinal speed greater to 5m/s ~= 18 km/h). With regard to the control of autonomous vehicles at high speed, a lateral controler using higher-order sliding mode control is proposed. Given the implicit similarity between the sliding mode and the principle of immersion and invariance, two controllers using the principle of immersion and invariance have been subsequently proposed in order to improve the performance with respect to the sliding mode. The development of these new controllers shows very strong robust stability which leads us to study the intrinsic properties of the system. A study of the passivity properties of the system is also crried out, showing some interesting characteristics of the system. Hence, a robust passivity-based controller has been developed. Regarding the navigation, we have developed two navigation algorithms based on the tentacles method. Subsequently, a feasibility study of trajectory generation strategies for high speed driving is conducted. The outcome of the simulation proved that the algorithms gave out good results with respect to the expected ogjectives of obstacle avoidance and global reference path following. Control and motion planning algorithms developed were validated offline by simulation with real data. They have been also tested on a realistic simulator
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Boisvert, Maxime. "Stratégie de communication sans fil pour la gestion de véhicules autonomes." Thèse, Université du Québec à Trois-Rivières, 2009. http://depot-e.uqtr.ca/1951/1/030128618.pdf.
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Lombard, Alexandre. "Contribution à la régulation coopérative des espaces conflictuels entre véhicules autonomes." Thesis, Bourgogne Franche-Comté, 2017. http://www.theses.fr/2017UBFCA020/document.
Full textAbstract:
L'augmentation continue du nombre de véhicules a sans cesse conduit à innover pour mieux réguler le trafic routier. Aujourd'hui, l'automatisation des véhicules et la communication inter-véhiculaire rend possible une nouvelle approche : l'intersection autonome et coopérative (IAC) dans laquelle les véhicules autonomes communiquent pour négocier leur droit de passage à l'intersection. Théoriquement plus efficace, plus sûre et plus économique que les approches traditionnelles, son implémentation et son déploiement constituent néanmoins un défi scientifique et technologique. Dans ce mémoire, nous proposons plusieurs contributions soutenant ce développement : une stratégie de contrôle longitudinal et latéral du véhicule conçues pour fonctionner avec des informations discrètes et présentant une latence (provenant de la communication sans-fil ou du positionnement satellite), une solution de prévention des risques d'inter-blocage spécifique à l'IAC, et enfin, l'implémentation et l'expérimentation d'un prototype réel d'IAC avec trois véhicules autonomes. Un travail exploratoire est ensuite fourni pour généraliser les principes de l'IAC, afin d'automatiser et optimiser les opérations de changement de voie et d'insertionThe continuous increase in the number of vehicles has constantly led to innovation to improve the regulation of road traffic. Today, vehicle automation and inter-vehicular communication make possible a new approach: the autonomous and cooperative intersection (ACI) in which autonomous vehicles communicate to negotiate their right of way at the intersection. Theoretically more effective, safer and more economical than traditional approaches, its implementation and deployment constitute a scientific and technological challenge. In this paper, we propose several contributions supporting this development: a longitudinal and lateral vehicle control strategy designed to work with information discrete and suffering from latency (coming from wireless communication or satellite positioning), a preventive solution of the risks of deadlock specific to the ACI, and finally the implementation and testing of a real prototype of ACI with three autonomous vehicles. An exploratory work is then provided to generalize the principles of the ACI, in order to automate and optimize the operations of lane change and insertion
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Spiewak, Jean-Mathias. "Contribution à la coordination de flotille de véhicules sous-marins autonomes." Montpellier 2, 2007. http://www.theses.fr/2007MON20114.
Full text
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Shawky, Mohamed. "Architectures parallèles, vision et véhicules autonomes : étude et mise en oeuvre." Compiègne, 1992. http://www.theses.fr/1992COMP0532.
Full textAbstract:
Les travaux de recherche consistent à étudier les différentes architectures parallèles, les mécanismes de synchronisation en temps réel, les opérateurs d'images câblés, en vue de la réalisation d'un système intégrant la vision trinoculaire et la fusion multicapteurs pour la commande d'un véhicule autonome.
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Kootbally, Zeïd. "Prédiction des positions de véhicules autonomes dans un environnement routier dynamique." Dijon, 2008. http://www.theses.fr/2008DIJOS064.
Full textAbstract:
Le rôle de la recherche dans le domaine des voitures autonomes est de pouvoir construire des systèmes physiques pouvant se déplacer dans un but précis, sans quelconque intervention extérieure humaine, que ce soit dans des environnements statiques et dynamiques, connus, partiellement connus et inconnus. Le domaine des véhicules autonomes continue à attirer chercheurs et autres techniciens. Le financement pour la recherche dans ce domaine a continué à prendre de l’ampleur durant les dernières années, poussant ainsi les travaux à migrer de la théorie vers la pratique. Avant de pouvoir utiliser un véhicule autonome dans le monde réel, il est important d’arriver à modéliser le véhicule dans une simulation d’une part, et aussi de pouvoir évaluer les performances du véhicule dans le monde virtuel d’autre part. Nous présentons le Framework PRIDE (Prediction In Dynamic Environments), une approche hiérarchique à multi résolutions pour la prédiction des objets mobiles. PRIDE regroupe plusieurs algorithmes de prédictions en une seule et même structure. PRIDE est basé sur 4D/RCS (Real-time Control System) et fournit des informations à des planificateurs à différents niveaux de granularité appropriés au temps de prédiction. Les plus bas niveaux du Framework utilisent des prédictions à courts termes basées sur le filtre étendu de Kalman associé à une mesure de confiance. Les plus hauts niveaux font appel à une approche de prédiction probabiliste basée sur la reconnaissance de situations associée à un model de coûts permettant de calculer des prédictions utilisant des informations et des contraintes associées à l’environnement. PRIDE a connaissance de la structure du réseau routier via une base de données regroupant des informations sur l’environnement. Le résultat de chaque prédiction est passé au planificateur pour le contrôle de la trajectoire du véhicule. Dans divers scénarios, nous avons utilisé PRIDE avec l’outil de visualisation AutoSim dans un premier temps, et dans un deuxième temps, avec le Framework MOAST/USARSim, permettant ainsi à PRIDE de pouvoir considérer la physique, la cinématique ainsi que la dynamique des véhiculesThe goal of autonomous vehicles research is to build physical systems that can move purposefully and without human intervention in static and dynamic environments, and also in known, partially known and unknown environments. The field of autonomous vehicles is continuing to gain traction both with researchers and practitioners. Funding for research in this area has continued to grow over the past few years, and recent high profile funding opportunities have started to push theoretical research efforts into practical use. Before releasing any autonomous vehicle in the real world, it is important to model the components within a simulated environment and assess the performance of the vehicles in the virtual world. We present the PRIDE framework (Prediction In Dynamic Environments), a hierarchical multiresolutional approach for moving object prediction that incorporates multiple prediction algorithms into a single, unifying framework. PRIDE is based upon the 4D/RCS (Real-time Control System) and provides information to planners at the level of granularity that is appropriate for their planning horizon. The lower levels of the framework utilize estimation theoretic short-term predictions based upon an extended Kalman filter with an associated confidence measure. The upper levels utilize a probabilistic prédiction approach based upon situation recognition with an underlying cost model that provides predictions that incorporate environmental information and constraints. PRIDE is run in the systems' world model independently of the planner and the control system and has knowledge of the road structures via a road network database. The results of the prediction are made available to a planner to allow it to make accurate plans in dynamic environments. We have applied this approach to the visualization tool AutoSim and later on to the MOAST/USARSim framework which incorporates the physics, kinematics and dynamics of vehicles involved in traffic scenarios
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Malca, Franck. "Méthodes d'aide à la décision pour la gestion d'une flotte de véhicules en temps réel." Valenciennes, 2005. https://ged.uphf.fr/nuxeo/site/esupversions/ff6e9333-7852-4e06-b9b0-05d13b8c795d.
Full textAbstract:
Cette thèse traite de la gestion d'une flotte de véhicules en temps réel. Les récentes améliorations dans les technologies de la communication et de l'information fournissent de nouveaux flots de données en temps réel qui conduisent au développement de nouvelles applications dans le domaine des transports. De nouvelles méthodes d'aide à la décision sont à développer afin d'assister le gestionnaire de la flotte dans sa tâche de planification des activités des véhicules. Le problème support de cette thèse est le problème de tournées de véhicules avec contraintes de ramassage et de livraison, de fenêtres de temps et une flotte de taille finie. Tout d'abord, nous proposons des heuristiques constructives ainsi qu'une approche basée sur la recherche tabou permettant d'optimiser la planification lorsque l'ensemble des demandes à affecter aux véhicules est connu a priori. La principale contribution réside en la définition de techniques d'extraction et d'exploitation d'informations permettant une réduction de l'espace de recherche, ce qui résulte en une diminution sensible de la durée de résolution. Lorsque certaines demandes parviennent au gestionnaire alors que les véhicules sont en route, une gestion en temps réel est nécessaire. Pour résoudre ce problème, nous capitalisons sur les méthodes définies pour le cas statique afin de définir une adaptation au contexte temps réel. Les travaux réalisés se sont inscrits dans le cadre du projet TESS (Transport ESpace et Société). Les méthodes définies ont été intégrées dans un moteur d'optimisation, inclus au sein d'un logiciel de gestion de la flotte développé en collaboration avec les partenaires du projet (le CNES et la société CGx)This thesis focuses on the real-time management of a fleet of vehicles. Recent improvements in communication and information technologies provide new data sets in real-time which lead to the development of new applications in transportation area. New decision-making methods are required to help the manager with the planning of the activities for all vehicles. This thesis addresses a pickup and delivery problem with time windows and a finite size fleet. First, we propose constructive heuristics and a tabu search approach to optimize the road planning when all requests to be assigned are known a priori. The main contribution consists of the extraction and the exploitation of informations to reduce the search space, which leads to cut computation times. In real-time, new demands occur while vehicles are in route. To manage the fleet in real-time, we capitalize on the methods defined for the static case to propose an adapted version. This research works were motivated by the TESS project (Transport ESpace et Société). Proposed methods were integrated in an optimization system, which has been included in a decision support system for the fleet management. This software was developped in collaboration with our partners (CNES and the CGx company)
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Larbaoui, Salima. "Modèles de gestion d'une flotte de véhicules vides (logistique et transport) : cas de conteneurs maritimes." Paris 6, 1986. http://www.theses.fr/1986PA066527.
Full textAbstract:
Dans la plupart des systèmes de transport, qu'ils soient maritimes, ferroviaires, routiers ou combines, la gestion des flottes de véhicules et la logistique des mouvements à vide posent un problème difficile. Cette étude traite de ce problème plus particulièrement dans le cas des conteneurs destinés au transport maritime.
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Benziane, Lotfi. "Contributions à l'estimation et à la commande d'attitude de véhicules aériens autonomes." Thesis, Versailles-St Quentin en Yvelines, 2015. http://www.theses.fr/2015VERS015V/document.
Full textAbstract:
Les drones ou systèmes de drones aériens jouent un rôle de plus en plus important danstous les domaines, spécialement les drones à décollage et atterrissage verticaux. L’un desplus connus est le Quadrotor et, sans doute, il est la plateforme de recherche la plus utilisée.Cette thèse traite le problème de l’estimation et de la commande d’attitude appliqué àun corps rigide se déplaçant dans l’espace 3D tel que le Quadrotor. La première contributionde cette thèse est la conception et l’implémentation d’une solution d’estimation d’attitude.Celle-ci est basée sur un ensemble de filtres complémentaires combinés avec un algorithmealgébrique tel que TRIAD, QUEST, etc. avec la possibilité de choisir deux formes différentesdes filtres: la première dénommée forme Directe, et la seconde dénommée forme Passive.Les filtres proposés ont une flexibilité dans le choix de l’ordre qui peut être pris grand afinde bien réduire l’effet du bruit de mesure et permettent d’aboutir à un estimateur qui peutprendre en compte le biais éventuel des gyromètres. L’analyse par la théorie de Lyapunovprouve que les erreurs d’estimation tendent globalement et asymptotiquement vers zéro. Unesuite logique de cette première contribution est la proposition d’une solution pour la commanded’attitude qui constitue la deuxième contribution de cette thèse. Elle se traduit par ledéveloppement d’une nouvelle loi de commande d’attitude d’un corps rigide dans l’espace3D, dans laquelle seulement les vecteurs de mesures inertiels avec les mesures des gyromètressont utilisés. Elle utilise le principe de fusion des données à travers un filtre complémentairepermettant l’élimination des bruits des mesures tout en assurant une stabilité presque globalede l’équilibre désiré. La troisième contribution est une loi de commande pour la stabilisationd’attitude sans mesure de vitesse angulaire, ni mesure d’attitude. Pour cela, un systèmelinéaire auxiliaire basé sur les mesures des vecteurs inertiels a été introduit. Ce dernier sesubstitue au manque de l’information de la vitesse angulaire. L’analyse de stabilité du contrôleurproposé est basée sur la théorie de Lyapunov couplée avec le théorème de LaSalle. Ellepermet de conclure sur la stabilité presque globale de l’équilibre désiré. Les performances dessolutions proposées ont été validées par un ensemble de tests expérimentauxNowadays, we see a growing popularity of the use of Unmanned Aerial Vehicles (UAV) ofespecially Vertical Take-Off and Landing (VTOL) type. One of the most known VTOL is thequadrotor or Quadcopter which is probably the most used one as a research platform. Thisthesis deal with attitude control and estimation techniques applied to a rigid body movingin 3D space such as Quadcopter VTOL. The first contribution of this thesis is the design ofa new class of complementary linear-like filters allowing the fusion of inertial vector measurementswith angular velocity measurements and combined with algebraic algorithms asTRIAD, QUEST etc. to give an efficient attitude estimation solution. This class of filtersallows several possibilities of implementation such as the order of the filters which can bechosen high in order to reduce more the measurement noise and the form of the filters thatcan be direct or passive and the ability to take into account the possible gyro bias. Lyapunovanalysis shows the global asymptotic convergence of the estimation errors to zero. The sameprinciple of data fusion is used for the proposed new attitude control law in which the complementaryfilters were included to reduce the effect of measurement noise. The obtainedcontroller ensures almost global stability of the desired equilibrium point; it represents thesecond contribution of this thesis. The third contribution takes into consideration an interestingspecial case, where instantaneous measurements of attitude and angular velocity areunavailable. A first order linear auxiliary system based directly on vector measurements isused in an observer-like system to handle the luck of angular velocity. The proposed controllerensures almost global asymptotic stability of the trajectories to the desired equilibriumpoint. Detailed sets of experiments were done to validate the obtained results
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Navas, Matos Francisco. "Analyse de stabilité pour la reconfiguration de contrôleurs dans des véhicules autonomes." Thesis, Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018PSLEM050/document.
Full textAbstract:
Les avantages des véhicules autonomes sont formidables, mais le chemin vers une vraie autonomie sera long et semé d’incertitudes. La recherche de ces dernières années s’est basée sur des systèmes multi-capteurs capables de percevoir l’environnement dans lequel le véhicule est conduit. Ces systèmes deviennent plus complexes quand on contrôle le véhicule autonome, différents systèmes de contrôle sont activés dépendant de la décision du système multi-capteurs. Chacun de ces systèmes suit des critères de performance et de stabilité lors de leur conception. Cependant, ils doivent fonctionner ensemble, garantissant une stabilité et étant capable de se charger des changements dynamiques, structuraux et environnementaux. Cette thèse explore la paramétrisation Youla-Kucera (YK) dans des systèmes dynamiques comme les voitures, en insistant sur la stabilité quand la dynamique change, ou que le trafic impose une reconfiguration du contrôleur. Concentrons-nous sur l’obtention de résultats de simulation et expérimentaux en relation avec le "Cooperative Adaptive Cruise Control" (CACC), dans le but, non pas d’utiliser, ici, pour la première fois la paramétrisation YK dans le domaine des systèmes de transport intelligents (STI), mais d’améliorer l’état de l’art en CACC aussi. Des résultats de reconfiguration stable de contrôleurs sont donnés quand la communication avec le véhicule précédent n’est plus disponible, en cas de manœuvre d’entrées/sorties ou lorsqu’ils sont entourés de véhicules aux dynamiques différentes. Ceci démontrant l’adaptabilité, la stabilité et l’implémentation réelle de la paramétrisation YK comme structure générale de contrôle pour les véhicules autonomesBenefits of autonomous vehicles are genuinely exciting, but the route to true autonomy in transportation will likely be long and full of uncertainty. Research on the last years is on the development of multi-sensor systems able to perceive the environment in which the vehicle is driving in. These systems increase complexity when controlling an autonomous vehicle, as different control systems are activated depending on the multi-sensor decision system. Each of these systems follows performance and stability criteria for its design, but they all must work together, providing stability guarantees and being able to handle dynamics, structural and environmental changes. This thesis explores the Youla-Kucera (YK) parameterization in dynamics systems such as vehicles, with special emphasis on stability when some dynamics change or the traffic situation demands controller reconfiguration. Focus is in obtaining simulation and experimental results related to Cooperative Adaptive Cruise Control (CACC), with the aim not only of using for the very first time YK parameterization in the Intelligent Transportation Systems (ITS) domain, but improving CACC state-of-the art. Stable controller reconfiguration results are given when non-available communication link with the preceding vehicle, cut-in/out maneuvers or surrounding vehicles with different dynamics, proving adapability, stability and possible real implementation of the YK parameterization as general control framework for autonomous vehicles
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Carlési, Nicolas. "Coopération entre véhicules sous-marins autonomes : une approche organisationnelle réactive multi-agent." Thesis, Montpellier 2, 2013. http://www.theses.fr/2013MON20092.
Full textAbstract:
Les applications sous-marines actuelles exigent la réalisation de travaux de différentes natures dans des zones de plus en plus vastes et toujours plus profondes. La conception et l'utilisation de flottilles d'AUV dans ce contexte est un véritable challenge. Les bénéfices attendus sontmultiples. Premièrement, cela doit permettre de minimiser les coûts grâce à une répartition de ceux-ci sur l'ensemble de la flottille : la perte d'un AUV ou son mauvais fonctionnement ne remettront pas en cause l'intégralité de la mission. Deuxièmement, l'utilisation d'une flottilledoit de fait permettre de réduire le temps d'exécution d'une mission grâce à la parallélisation de certaines tâches. Enfin, la réalisation d'une mission par une flottille permet de conserver le caractère spécialisé des AUV et donc d'envisager plus facilement leur réutilisation dansd'autres contextes. Cependant, les approches de coopération multi-AUV existantes sont limitées par deux principaux verrous : (1) le nombre de communications induit et (2) la gestion de l'hétérogénéité potentielle d'une flottille.L'approche que nous proposons vise à répondre à ces problématiques.L'idée principale est de combiner une approche de coopération réactive avec une approche organisationnelle. L'approche de coopération réactive permet l'échange des signaux de communication très simples. Cependant, elle ne permet de résoudre que des problèmes de coopération de nature assez restreinte qui concernent essentiellement la coordination spatiale de véhicules homogènes. La première contribution de cette thèse est l'extension de l'approche satisfaction-altruisme. Un nouveau mécanisme décisionnel réactif, capable de considérer des actions coopératives de diverses natures, est proposé. La deuxième contribution consiste à spécifier les contextes d'interactions réactives à l'aide d'une approche organisationnelle. Le modèle organisationnel Agent/Groupe/Rôle est utilisé pour avoir une représentation explicite de l'organisation de la flottille. Les concepts de groupe, mais surtout de rôle, sont employés dans l'adressage des signaux de communication et permettent la mise en oeuvre d'interactions hétérogènes avec une grande modularité. L'ensemble est intégré dans une nouvelle architecture logicielle, appelée REMORAS, destinée à équiper des véhicules sous-marins autonomes. Une validation de la faisabilité de notre approche est proposée à l'aide d'une simulation de plusieurs scénarios mettant en jeu des AUV hétérogènesUnderwater marine applications are nowadays branching into various fields covering larger and deeper zones. Performing the required tasks with the aid of AUV flotillas is a real challenge. However, the advantages of using such a new technology are numerous. Firstly, this would highly reduce the cost of the mission thanks to the distribution of this former among the various AUV: the loss of one AUV or its bad functioning will not degrade the performance of the flotilla in general. Secondly, the use of a flotilla reduces the execution time of a mission given the parallelization of certain tasks. Finally, any mission can be accomplished by the flotilla by taking into consideration the specificity of each AUV. In fact, each of these vehicles holds different characteristics rendering the global architecture heterogeneous and therefore applicable in different contexts. However, the methods concerned with multi-AUV cooperation are hindered by two main limitations: (1) the number of communications induced and (2) the management of the heterogeneity in the flotilla.The proposed approach aims at responding to these challenges. The principal idea is to combine this reactive cooperational approach with an organizational one. The reactive cooperational approach allows the exchange of simple communication signals. However, it does not help in solving the problems of cooperation that are very constrained and that mainly concern the spatial coordination of homogeneous vehicles. The first contribution in this thesis is the extension of the satisfaction-altruism approach. A new reactive decisional mechanism capable of considering the cooperative actions of various natures is proposed. The second contribution consists in specifying the context of reactive interactions based on an organizational approach. The organizational model Agent/Group/Role is used in order to have an explicit representation of the flotilla. The concepts of "group" and especially "role" are used in the attribution of the communication signals allowing the accomplishment of heterogeneous interactions with a big modularity. A new concept is therefore born and is integrated in a new software architecture called REMORA intended to equip autonomous underwater vehicles. This proposed new method has been validated through various numerical simulations in different scenarios putting at stake heterogeneous AUV
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Barbier, Mathieu. "Traversée d'une intersection : prise de décision sous incertitudes pour les véhicules autonomes." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019GREAM058.
Full textAbstract:
La navigation pour les véhicules autonomes implique que des décisions soient prises en permanence, sur la base d'une connaissance partielle et incertaine de leur environnement. Ceci est limité par les représentations numériques de l'environnement et par l'incertitude associée au processus de perception. De plus, il est difficile de prédire le comportement des entités perçues, particulièrement aux intersections. Cette thèse propose un processus de prise de décision prenant en compte différents types d'incertitudes, notamment le comportement des conducteurs observés, pour planifier le mouvement du véhicule.Pour comprendre le contexte et les comportements des conducteurs observés, une approche par apprentissage automatique est proposée. Le résultat est utilisé par le processus de prise de décision pour construire une estimation probabiliste de l'environnement. Le mouvement du véhicule est planifié en tenant compte l'effet que celui-ci pourrait avoir lorsque le véhicule interagit avec d'autres entités. Notre approche récompense les actions favorisant l'interaction et réduisant les risques. Le comportement du système est analysé à l'aide d'un ensemble de métriques dérivées de l'analyse du scénario.Pour déduire le contexte routier, des processus gaussiens apprennent des modèles de mouvement à partir de trajectoires simulées, qui incluent l'effet des interactions entre les véhicules. Les modèles sont segmentés en zones et utilisés pour comprendre le comportement d'un véhicule approchant d'une intersection. Ensuite, des forêts d'arbres décisionnels sont appliqués pour estimer la manœuvre du conducteur dans chaque zone. L'ensemble de données utilisé pour l'entrainement est construit à l'aide de données enregistrées lors d'essais sur route et de simulations. Ces classificateurs infèrent les manœuvres latérales et longitudinales en extrayant des caractéristiques des trajectoires du véhicule. Cette approche montre que le contexte routier améliore la classification des manœuvres et qu'en mélangeant quelques trajectoires réelles et simulées, il est possible de différencier les manœuvres de conducteurs arrivant à une intersection.Le processus de prise de décision repose sur un Processus de décision markovien partiellement observable et les résultats de la compréhension de la manœuvre. Ce cadre probabiliste permet de prendre en compte l'incertitude de la perception et du comportement. Ceux-ci sont utilisés pour prédire les conséquences probables des actions des véhicules autonomes sur son environnement immédiat. L’évaluation de toutes les combinaisons d'actions et d'estimations d'état est complexe. Par conséquent, un solveur online est utilisé pour obtenir une approximation de la valeur de chaque action. Elles sont évaluées à l'aide d'un ensemble de récompenses, à savoir : risque de collision, risque comportemental, confort et règles de circulation. Une somme pondérée de fonctions linéaires est utilisée pour équilibrer chaque composant de la fonction de récompense par rapport à la distance du véhicule à l'intersection.Pour valider les performances du système et déterminer les causes d'échec et de succès, des indicateurs de performance associés au scénario sont proposés. Ceux-ci font partie d'une architecture de tests génériques pour la validation de système autonome. Des techniques de simulation ont été utilisées pour évaluer le cadre proposé, pour examiner le plus grand nombre de scénarios et pour être testé sans danger.Le résultat de cette thèse montre qu'il est possible de raisonner avec le comportement d'autres véhicules dans le processus de prise de décision à l'approche d'une intersection. Alors que les méthodes classiques ne permettent pas d’évaluer le comportement du système, la méthode de validation proposée donne davantage d’informations. Cela permettra de tester le système sur la route ouverte et d’analyser plus en profondeur des méthodes basées sur l’intelligence artificielleAutonomous vehicles navigation implies that decisions are taken continuously based on a partial and uncertain knowledge of their environment. This is constrained by limited digital representations of the environment and uncertainty associated with the perception process. Further, it is difficult to predict the behaviour of the perceived entities. This is highlighted at crossroad intersections, where most road accidents occur. This thesis proposes a decision-making process that reasons with different types of uncertainties including the behaviour of the observed drivers to plan the vehicle motion.To understand the context and the behaviours of the observed driver's behaviour, a machine learning approach is proposed. The result is feed to the decision-making process to build probabilistic estimation of the environment. The vehicle motion is planned taking into account the effect this might have when the vehicle interact with other entities. Our approach rewards actions that promote interaction and reduces risk. The system behaviour is analysed by using a set of metrics derived from the scenario analysis as well as safety and operational constraints.To infer road context, Gaussian Processes are applied to learn motion patterns from simulated trajectories, which included the effect of vehicle interactions with other entities. The resulting patterns are segmented into areas and used to understand the behaviour of a vehicle approaching an intersection. Then, Random Forest Classifiers are applied to estimate the driver manoeuvre in each area. The dataset used for this training is built using data recorded from road trials and simulations. These classifiers infer lateral and longitudinal manoeuvre by extracting features from the vehicle trajectories. This approach shows that the road context improves the manoeuvre classification and that by mixing few real and simulated trajectories, it is possible to classify the manoeuvres of drivers arriving at an intersection.The decision-making process is built upon Partially Observable Markov Decision Process and uses the output of the manoeuvre understanding. This probabilistic framework reasons including perception and behaviour uncertainty in the environment models. These are used to predict the likely consequences of the autonomous vehicle actions on its immediate environment. However, the evaluation of all combinations of actions and state estimations is complex, therefore, an online solver is used to obtain an approximation of each action value. The vehicle actions are evaluated using a set of rewards, namely: collision risk, behavioural risk, comfort and traffic rules. A weighted sum of linear functions is used to balance each component of the reward function with respect to the vehicle distance to the intersection. It allows to adapt the behaviour of the automated vehicle to different scenarios.To validate the system performances and to determine causes of failure and success, Key Performance Indicators associated to the scenario are proposed. These are part of a generic testing architectures. The approach is applied to cross-cutting scenarios at road intersections, considered very complex and hazardous. Simulation techniques have been used to evaluate the proposed framework, to examine the largest number of scenarios and to be tested in safe conditions.The result of this thesis shows that it is possible to reason with other vehicle behaviour in the decision-making process while approaching a road intersection crossing. While classical methods fail to evaluate the system behaviour, the proposed validation method gives more insights. It will allow to test the system on the real road as well as using more advance data driven methods in the decision-making models
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Autefage, Vincent. "Découverte de services et collaboration au sein d'une flotte hétérogène et hautement dynamique d'objets mobiles communicants autonomes." Thesis, Bordeaux, 2015. http://www.theses.fr/2015BORD0205/document.
Full textAbstract:
Les systèmes autonomes sont des objets mobiles communicants capables de réaliser un certain nombre de tâches sans intervention humaine. Le coût (e.g. argent, poids, énergie) de la charge utile requise pour effectuer certaines missions est parfois trop important pour permettre aux engins d’embarquer la totalité des capacités nécessaires (i.e. capteurs et actionneurs). Répartir ces capacités sur plusieurs entités est une solution naturelle à ce problème. Un tel groupe d’entités constitue une flotte à laquelle il devient nécessaire de fournir un mécanisme de découverte permettant aux différents engins de partager leurs capacités respectives afin de résoudre une mission globale de façon collaborative. Ce mécanisme, outre l’affectation des tâches, doit gérer les conflits et les pannes potentielles qui peuvent survenir à tout moment sur tout engin de la flotte. Fort de ces constations, nous proposons un nouveau mécanisme collaboratif nommé AMiRALE qui apporte une solution aux problèmes ci-dessus pour les flottes hétérogènes d’engins mobiles autonomes. Notre système est entièrement distribué et repose uniquement sur des communications asynchrones. Nous proposonségalement un nouvel outil nommé NEmu permettant de créer des réseaux virtuels mobiles avec un contrôle important sur les propriétés de la topologie du réseau ainsi que sur la configuration des noeuds et des inter-connexions. Cet outil permet la réalisation d’expérimentations réalistes sur des prototypes d’applications réseaux. Enfin, nous proposons une évaluation de notre système collaboratif AMiRALE au travers d’un scénario de nettoyage de parc utilisant une flotte autonome de drones et de robots terrestres spécialisésWe call autonomous systems, mobile and communicating objects which are able to perform several tasks without any human intervention. The overall cost (including price, weight and energy) of the payload required by some missions is sometimes too important to enable the entities to embed all the required capabilities (i.e. sensors and actuators). This is the reason why it is more suitable to spread all the capabilities among several entities. The team formed by those entities is called a swarm. It then becomes necessary to provide a discovery mechanism built into the swarm in order to enable its members to share their capabilities and to collaborate for achieving a global mission.This mechanism should perform task allocation as well as management of conflicts and failures which can occur at any moment on any entity of the swarm. In this thesis, we present a novel collaborative system which is called AMiRALE for heterogeneous swarms of autonomous mobile robots. Our system is fully distributed and relies only on asynchronous communications. We also present a novel tool called NEmu which enables to create virtual mobile networks with a complete control over the network topology, links and nodes properties. This tool is designed for performingrealistic experimentation on prototypes of network applications. Finally, we present experimental results on our collaborative system AMiRALE obtained through a park cleaning scenario which relies on an autonomous swarm of drones and specialized ground robots
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Ovalle, villamil Andres. "Gestion coorpérative de flotte de véhicules électriques en vue de son intégration optimale au réseau électrique." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016GREAT101.
Full textAbstract:
Avec l'importance que prend le parc de véhicules électriques rechargeable (VER) depuis ces dix dernières années et au vu de l'important taux de croissance le caractérisant, se pose alors la question de l'infrastructure de recharge y inhérente. Une manière d'en tirer bénéfice et d'en minimiser l'impact consistera en l'agrégation en flotte et de gérer cette dernière en conséquence. L'objectif général de la thèse est de proposer et de développer des algorithmes décentralisés qui permettront de minimiser les impacts les plus critiques attendus d'une forte pénétration de VERs. La prise en compte de la réversibilité des chargeurs actuels et de leur fonctionnement sur les quatre quadrants, les algorithmes proposés, rendent également possible la fourniture de services système au réseau ; cependant il faut aussi tenir compte du caractère aléatoire de plusieurs variables telles que les heures d'arrivée te de départ des véhicules considérés, de l'état de charge initial entre autres. Cette thèse introduit d'abord une approche globale et une optimisation locale afin d'établir un benchmark solide à des fins d'évaluation des techniques développées dans ce travail. Vient ensuite ce qui est la contribution majeure représentée par deux méthodologies d'optimisation lesquelles sont basées sur la théorie des jeux évolutionniste. Toutes les deux techniques introduisent la notion d'équité dans la répartition des tâches et des ressources entre VERs et donnent plus de poids aux contraintes liées au rôle de l'usager/propriétaire du véhicule et de son implication dans la gestion de la demande. En outre, l'une de ces méthodes comprend des solutions de rechange pour intégrer la charge rapide dans le processus de planification, tandis que l'autre méthode permet au VER de fournir des services auxiliaires comme le remplissage des creux de demande, l'effacement de la pointe le pic de rasage, active, d'équilibrer la puissance active ou encore de fournir de l'énergie réactiveWith a stock of Plug-in electric vehicles (PEVs) under continuous grow during the last ten years, concerns have been raised in terms of their charging infrastructure and their integration into the electricity distribution systems. If PEVs are considered as a fleet, both their impact and benefit for the electrical power system can be substantial. The general objective of this thesis is to propose and develop decentralized algorithms allowing to mitigate the most critical impacts expected to occur with the integration of PEVs. Taking into account the reversibility of chargers, the proposed algorithms are intended to consider re-injection of energy, in order to provide ancillary services to the grid. Moreover, algorithms are supposed to consider the stochastic nature of variables like the arrival and departure of PEVs, their initial state of charge, among others. Under these premises and taking into account earlier contributions, this thesis introduces a centralized approach and a distributed optimization approach in order to have a solid benchmark for the justification of the most elaborate contributions of the last part of this work. After these first experiences, the most important contribution of this thesis is represented in two decentralized optimization methodologies that were developed in details based on concepts of evolutionary game theory. Both of them introduce the concept of fairness in the allocation of tasks and resources among PEVs, and give more weight to social constraints represented on the role of PEV owners in the load managing process. Furthermore, one of these methodologies includes alternatives to integrate fast charging rates in the scheduling process, while the other methodology allows PEVs to provide ancillary services like valley filling, peak shaving, active and reactive power balancing, and reactive power supply
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Briñon, Arranz Lara. "Commande coopérative d'une flottille de véhicules autonomes sous-marins avec contraints de communication." Phd thesis, Université de Grenoble, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00700986.
Full textAbstract:
Cette thèse concerne le contrôle coopératif de systèmes multi-agents. Ce sujet a été largement étudié dans la littérature récente en raison de son grand nombre d'applications. Cette thèse propose des nouvelles conceptions de stratégies de contrôle collaboratif afin de réaliser une mission d'exploration sous-marine. En particulier, l'objectif final est de diriger une flotte de véhicules autonomes sous-marins, équipés de capteurs appropriés, jusqu'à l'emplacement d'une source de température, de polluants ou d'eau douce. Dans cette situation, il est pertinent de considérer les contraintes de communication entre véhicules qui sont décrites au moyen d'un graphe de communication. Les premières contributions traitent du développement des lois de commande d'une formation qui stabilisent la flotte vers des formations variant dans le temps, et qui, de plus, distribuent uniformément les véhicules le long de la formation. Enfin, le problème de recherche d'une source est abordé par l'interprétation de la flottille de véhicules comme un réseau de capteurs mobiles. En particulier, il est démontré que les mesures recueillies par la flotte de véhicules permettent d'estimer le gradient de concentration de la quantité d'intérêt. En suivant cette idée, un algorithme distribué basé sur des algorithmes de consensus est proposé pour estimer la direction du gradient d'une distribution de signal.
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Jradi, Madeleine. "Approche réactive pour la conduite en convoi des véhicules autonomes : Modélisation et vérification." Phd thesis, Université de Technologie de Belfort-Montbeliard, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01010896.
Full textAbstract:
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
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Roussillon, Cyril. "Une solution opérationelle de localisation pour des véhicules autonomes basée sur le SLAM." Phd thesis, INSA de Toulouse, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00956697.
Full textAbstract:
Les applications de la robotique mobile autonome en environnements extérieurs sont nombreuses : surveillance de site à la recherche d'anomalies, campagne d'acquisition de données, exploration, recherche de victimes sur des lieux de catastrophes, etc, et l'intérêt de la robotique pour ces applications est d'autant plus grand que les environnements peuvent être dangereux ou risqués pour l'homme. La localisation des robots est une fonction clé dans ces contextes car elle est indispensable à de nombreuses autres fonctions, particulièrement la construction de modèles d'environnement, l'exécution des trajectoires, ou la supervision des missions. Ces travaux présentent la construction d'une solution de localisation pour des robots autonomes, conçue pour être à la fois un outil générique de recherche et un outil opérationnel pour localiser nos robots lors de leurs missions de navigation autonome, capable de gérer de fortes dynamiques de mouvement. En partant d'une solution de localisation et cartographie simultanées (SLAM) basée sur l'utilisation d'une simple caméra, différentes solutions sont successivement construites en ajoutant progressivement des capteurs afin de pallier les difficultés rencontrées lors des évaluations, et ce jusqu'à obtenir un système robuste et précis combinant plusieurs caméras, une centrale inertielle et l'odométrie, et ayant en outre la possibilité d'intégrer des estimations de positions absolues quand elles peuvent être produites (par un récepteur GPS ou un algorithme exploitant une carte initiale). Une analyse profonde des capacités et limitations des différents systèmes est systématiquement effectuée, en considérant notamment l'intérêt d'estimer en ligne les calibrages extrinsèques et biais des capteurs. Un accent particulier est mis sur l'exécution temps réel des algorithmes à bord du robot et sur leur robustesse : cela implique la résolution de nombreux problèmes, portant notamment sur les aspects temporels de la gestion des données. Une large évaluation sur différents jeux de données réalistes permet d'évaluer et de valider les différents développements proposés tout au long du manuscrit.
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Bouibed, Kamel. "Contribution à la gestion de défaillances d’un train de véhicules électriques légers autonomes." Thesis, Lille 1, 2010. http://www.theses.fr/2010LIL10030/document.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse concerne la conception d'un système de supervision appliqué aux véhicules tout électriques autonomes à quatre roues motrices. Deux méthodes de surveillance à base de modèle sont développées en utilisant le modèle non linéaire du véhicule électrique: La première est basée sur La technique de multi observateurs pour détecter et isoler les défauts. La deuxième approche est la génération des relations de redondance analytique non linéaires (espace de parité non linéaire). En plus de la génération des résidus par la méthode de l'espace de parité, des observateurs différentiels à modes glissants sont intégrés pour l'estimation des dérivées successives des entrées et des sorties. Pour réaliser un train de trois véhicules, une commande longitudinale (commande de l'inter-distance) basée sur la mesure de l'écart inter véhiculaire est développée. La commande latérale est basée sur un suivi de trajectoire de référence qu'on impose pour tous les véhicules. Une commande de braquage est alors calculée en fonction de la différence entre la trajectoire mesurée et celle désirée. Enfin, quelques stratégies de reconfiguration sont développées pour le train de véhicules. Le principe de la reconfiguration est le choix de la stratégie à adopter pour le train de véhicules en fonction de type de défaut détectéThis work concerns the design of a supervision system applied to autonomous electric vehicle. Two based model monitoring methods are developed using the nonlinear model of electric vehicle: The first is based on multiple observers to detect and to isolate faults. The second approach is the generation of nonlinear analytical redundancy relations (nonlinear parity space). In addition to the generation of residuals by the method of parity space, differential sliding mode observers are integrated to estimate the successive derivatives of inputs and outputs. To make a train of three vehicles, a longitudinal control (control of the safety space) based on measuring the distance between vehicles is developed. The lateral control is based on a reference path tracking imposed for all vehicles. A steering command is then calculated based on the difference between the measured and the desired trajectory. Finally, some strategies are developed for the reconfiguration of the train of vehicles. The principle of the reconfiguration is the choice of strategy for the train of vehicles according to kind of detected fault
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Roussillon, Cyril. "Une solution opérationnelle de localisation pour des véhicules autonomes basée sur le SLAM." Thesis, Toulouse, INSA, 2013. http://www.theses.fr/2013ISAT0050/document.
Full textAbstract:
Les applications de la robotique mobile autonome en environnements extérieurs sont nombreuses : surveillance de site à la recherche d’anomalies, campagne d’acquisition de données,exploration, recherche de victimes sur des lieux de catastrophes, etc, et l’intérêt de la robotique pour ces applications est d’autant plus grand que les environnements peuvent être dangereux ou risqués pour l’homme. La localisation des robots est une fonction clé dans ces contextes car elle est indispensable à de nombreuses autres fonctions, particulièrement la construction de modèles d’environnement, l’exécution des trajectoires, ou la supervision des missions. Ces travaux présentent la construction d’une solution de localisation pour des robots autonomes,conçue pour être à la fois un outil générique de recherche et un outil opérationnel pour localiser nos robots lors de leurs missions de navigation autonome, capable de gérer de fortes dynamiques de mouvement. En partant d’une solution de localisation et cartographie simultanées (SLAM) basée sur l’utilisation d’une simple caméra, différentes solutions sont successivement construites en ajoutant progressivement des capteurs afin de pallier les difficultés rencontrées lors des évaluations, et ce jusqu’à obtenir un système robuste et précis combinant plusieurs caméras, une centrale inertielle et l’odométrie, et ayant en outre la possibilité d’intégrer des estimations de positions absolues quand elles peuvent être produites (par un récepteur GPS ou un algorithme exploitant une carte initiale). Une analyse profonde des capacités et limitations des différents systèmes est systématiquement effectuée, en considérant notamment l’intérêt d’estimer enligne les calibrages extrinsèques et biais des capteurs. Un accent particulier est mis sur l’exécution temps réel des algorithmes à bord du robot et sur leur robustesse : cela implique la résolution de nombreux problèmes, portant notamment sur les aspects temporels de la gestion des données. Une large évaluation sur différents jeux de données réalistes permet d’évaluer et de valider les différents développements proposés tout au long du manuscritThere are numerous applications of outdoor autonomous mobile robots : surveillance of areas to detect anomalies, data acquisition campaigns, exploration, search of victims in disaster areas, etc. Robot localization is a key function in these contexts because it is necessary fora lot of essential robotics tasks, in particular to build environment models, follow paths or supervise the execution of the missions.This work presents the development of a localization solution for autonomous robots, designedto be both a generic research tool and an effective tool to localize robots navigating with highlydynamic movements.Starting with a simultaneous localization and mapping (SLAM) solution using a single camera,several solutions are successively built by gradually adding sensors, until obtaining a robust and precise system combining several cameras, an inertial sensor and odometry, which is inaddition able to integrate absolute position measures when available (e.g. as provided byGPS or a map-based localization scheme). A in-depth analysis of the abilities and limitations of the different systems is systematically made, in particular considering the advantages of estimating online extrinsic calibration parameters and sensor biases. A particular emphasisis set on real time execution of the algorithms on board the robots and on their robustness,requiring to address various problems related to temporal aspects of data management.Thorough evaluations using different realistic datasets allows to evaluate and validate the proposed work throughout the manuscript
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El, Zaher Madeleine. "Approche réactive pour la conduite en convoi des véhicules autonomes : Modélisation et vérification." Thesis, Belfort-Montbéliard, 2013. http://www.theses.fr/2013BELF0216/document.
Full textAbstract:
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
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Altché, Florent. "Prise de décision et planification de trajectoire pour les véhicules coopératifs et autonomes." Thesis, Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018PSLEM061/document.
Full textAbstract:
Le déploiement des futurs véhicules autonomes promet d'avoir un impact socio-économique majeur, en raison de leur promesse d'être à la fois plus sûrs et plus efficaces que ceux conduits par des humains. Afin de satisfaire à ces attentes, la capacité des véhicules autonomes à planifier des trajectoires sûres et à manœuvrer efficacement dans le trafic sera capitale. Cependant, le problème de planification de trajectoire au milieu d'obstacles statiques ou mobiles a une combinatoire forte qui est encore aujourd'hui problématique pour les meilleurs algorithmes.Cette thèse explore une nouvelle approche de la planification de mouvement, basée sur l'utilisation de la notion de décision de conduite comme guide pour structurer le problème de planification en vue de faciliter sa résolution. Cette approche peut trouver des applications pour la conduite coopérative, par exemple pour coordonner plusieurs véhicules dans une intersection non signalisée, ainsi que pour la conduite autonome où chaque véhicule planifie sa trajectoire. Dans le cas de la conduite coopérative, les décisions correspondent au choix d'un ordonnancement des véhicules qui peut être avantageusement encodé comme un graphe. Cette thèse propose une représentation similaire pour la conduite autonome, où les décisions telles que dépasser ou non un véhicule sont nettement plus complexes. Une fois la décision prise, il devient aisé de déterminer la meilleure trajectoire y correspondant, en conduite coopérative comme autonome. Cette approche basée sur la prise de décision peut permettre d'améliorer la robustesse et l'efficacité de la planification de trajectoire, et ouvre d'intéressantes perspectives en permettant de combiner des approches mathématiques classiques avec des techniques plus modernes d'apprentissage automatiséThe deployment of future self-driving vehicles is expected to have a major socioeconomic impact due to their promise to be both safer and more traffic-efficient than human-driven vehicles. In order to live up to these expectations, the ability of autonomous vehicles to plan safe trajectories and maneuver efficiently around obstacles will be paramount. However, motion planning among static or moving objects such as other vehicles is known to be a highly combinatorial problem, that remains challenging even for state-of-the-art algorithms. Indeed, the presence of obstacles creates exponentially many discrete maneuver choices, which are difficult even to characterize in the context of autonomous driving. This thesis explores a new approach to motion planning, based on using this notion of driving decisions as a guide to give structure to the planning problem, ultimately allowing easier resolution. This decision-based motion planning approach can find applications in cooperative driving, for instance to coordinate multiple vehicles through an unsignalized intersection, as well as in autonomous driving where a single vehicle plans its own trajectory. In the case of cooperative driving, decisions are known to correspond to the choice of a relative ordering for conflicting vehicles, which can be conveniently encoded as a graph. This thesis introduces a similar graph representation in the case of autonomous driving, where possible decisions -- such as overtaking the vehicle at a specific time -- are much more complex. Once a decision is made, planning the best possible trajectory corresponding to this decision is a much simpler problem, both in cooperative and autonomous driving. This decision-aware approach may lead to more robust and efficient motion planning, and opens exciting perspectives for combining classical mathematic programming algorithms with more modern machine learning techniques
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Martinez-Gomez, Luis. "Navigation sûre pour véhicules autonomes en environnement dynamique: une approche basée "Inevitable Collision State"." Phd thesis, Université de Grenoble, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00600578.
Full textAbstract:
Cette thèse aborde le problème de la navigation sûre pour véhicules autonomes en environnement dynamique. La sûreté est définie au moyen du concept des Etats de Collisions Inévitables (Inevitable Collision States [ICS]). Un ICS est un état dans lequel, quelque soit le contrôle appliqué au système robotique étudié, celui-ci entre en collision avec un obstacle. Pour sa propre sécurité et celle de son environnement, il est impératif qu'un système robotique n'entre donc jamais dans un tel état. Ce problème est trait'e en deux parties. La première partie est consacrée à la caractérisation des états de collisions inévitables. La deuxième partie à la définition d'un système de navigation permettant d'éviter de tels états. Des résultats en simulation et sur une plateforme expérimentale sont présentés pour valider l'approche.
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Vissière, David. "Solution de guidage-navigation-pilotage pour véhicules autonomes hétérogènes en vue d'une mission collaborative." Phd thesis, École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2008. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00004492.
Full textAbstract:
Le thème de la « navigation bas-coût », caractérisé par le transfert de performance des capteurs vers les algorithmes de fusion de données et de commande, est un thème central dans de nombreuses applications militaires liées en particulier aux besoins nouveaux des troupes légères. L'utilisation de capteurs inertiels ou magnétométriques type MEMS et de GPS civils (notamment), optimise les critères d'encombrement, de masse et de consommation. Mais elle requiert, en compensation des performances relativement médiocres des capteurs, des algorithmes de guidage-navigation-pilotage spécifiques aux applications considérées. Dans ce mémoire, nous considérons trois scénarios d'utilisation et exposons des techniques innovantes pour la localisation et le contrôle. Nous considérons d'abord le cas d'un robot terrestre équipé de capteurs de proximité, d'un gyroscope, d'odomètres et d'un GPS. Nous implémentons expérimentalement avec succès un algorithme d'évitement d'obstacles dont nous établissons une preuve de convergence, ainsi qu'un algorithme de planification de trajectoires hors ligne dont nous utilisons les résultats en temps réel pour réaliser, via un estimateur non linéaire, un bouclage par retour dynamique. Nous étudions ensuite le cas du vol autonome d'une plate-forme aérienne instable de type hélicoptère. Nous développons et implémentons, à bord sur un système de mesure et de calcul temps-réel de notre conception, un estimateur d'état incluant un modèle de la dynamique du vol de l'engin, recalé par les capteurs inertiels, barométriques, et GPS ainsi qu'un bouclage par retour d'état. En utilisant les résultats de filtrage sur les vols effectués, les paramètres du modèle sont précisément identifiés : la qualité et la robustesse de l'estimation obtenues grâce au modèle permettent de réaliser un vol stationnaire autonome en extérieur. Enfin nous considérons le problème d'un piéton évoluant à l'intérieur de bâtiments. Les erreurs d'estimation du cap lors de l'utilisation des différentes plate-formes (terrestre comme aérienne) nous guident vers une utilisation nouvelle du champ magnétique par l'inspection de ses gradients. Par une technique que nous exposons, nous montrons comment utiliser les perturbations (inconnues) du champ magnétique pour améliorer considérablement l'estimation de position d'une centrale inertielle bas-coût au point qu'elle devienne un instrument de localisation.
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Tlig, Mohamed. "Coordination locale et optimisation distribuée du trafic de véhicules autonomes dans un réseau routier." Thesis, Université de Lorraine, 2015. http://www.theses.fr/2015LORR0049/document.
Full textAbstract:
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'optimisationdistribuée 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 desapproches existantesIn 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
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Rousseau, Kévin (Auteur de Segmentation et construction de descripteurs appliqués à. des nuages de points à. grande échelle pour la géolocalisation d'un véhicule semi-autonome). "Segmentation et construction de descripteurs appliqués à des nuages de points à grande échelle pour la géolocalisation d'un véhicule semi-autonome." Master's thesis, Université Laval, 2021. http://hdl.handle.net/20.500.11794/70398.
Full textAbstract:
Dans ce mémoire nous présentons une méthode pour référencer deux nuages de points denses. Cette méthode commence par l'analyse d'un nuage de points de grand volume, composé d’environ 2 millions de points recueillis par un LiDAR (Light Detection And Ranging) monté sur une voiture, afin de le segmenter en surfaces représentatives pertinentes en termes de géométrie et de localisation. Ensuite, nous présentons la construction de descripteurs pour chacun des segments trouvés afin d’obtenir des caractéristiques significatives des segments. Ces descripteurs sont le FPFH (Fast Point Feature Histograms) et l’histogramme des orientations de surface. Pour finir, les descripteurs recueillis sur deux nuages de points différents du même environnement extérieur sont comparés pour repérer les segments similaires et ainsi permettre la localisation du véhicule par rapport à l'environnement extérieur.In this work we present a method to reference two dense point clouds. We begin by analyzing a point cloud of a large number of points, approximately 2 million points collected by a LiDAR mounted on a car, in order to segment this point cloud into surfaces that feature representative regions of the point cloud that are interesting in terms of geometry. Then the construction of descriptors for each segment found is made to identify significant features. These descriptors are the FPFH (Fast Point Feature Histograms) and the surface orientation histogram. Finally, the descriptors collected on two different point clouds of the same outdoor environment are compared to identify similar segments and thus to allow the location of the vehicle in relation to the outdoor environment.
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Ben, Zakour Asma. "Extraction des utilisations typiques à partir de données hétérogènes en vue d'optimiser la maintenance d'une flotte de véhicules." Thesis, Bordeaux 1, 2012. http://www.theses.fr/2012BOR14539/document.
Full textAbstract:
Le travail produit s'inscrit dans un cadre industriel piloté par la société 2MoRO Solutions. La réalisation présentée dans cette thèse doit servir à l'élaboration d'un service à haute valeur, permettant aux exploitants aéronautiques d'optimiser leurs actions de maintenance. Les résultats obtenus permettent d'intégrer et de regrouper les tâches de maintenance en vue de minimiser la durée d'immobilisation des aéronefs et d'en réduire les risques de panne.La méthode que nous proposons comporte trois étapes : (i) une étape de rationalisation des séquences afin de pouvoir les combiner [...]The present work is part of an industrial project driven by 2MoRO Solutions company.It aims to develop a high value service enabling aircraft operators to optimize their maintenance actions.Given the large amount of data available around aircraft exploitation, we aim to analyse the historical events recorded with each aircraft in order to extract maintenance forecasting. Theresults are used to integrate and consolidate maintenance tasks in order to minimize aircraft downtime and risk of failure. The proposed method involves three steps : (i) streamlining information in order to combinethem, (ii) organizing this data for easy analysis and (iii) an extraction step of useful knowledgein the form of interesting sequences. [...]
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Le, Goff Latimier Roman. "Gestion et dimensionnement d'une flotte de véhicules électriques associée à une centrale photovoltaïque : co-optimisation stochastique et distribuée." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLN033/document.
Full textAbstract:
La généralisation concomitante de consommateurs d'électricité flexibles et de producteurs imparfaitement contrôlables invite à utiliser les complémentarités de ces acteurs afin d'améliorer leur intégration dans les systèmes d'énergie. Dans le cadre de ces travaux de doctorat, la collaboration entre une flotte de véhicules électriques et une centrale photovoltaïque est étudiée. Un problème générique est tout d'abord défini afin d'augmenter la prévisibilité des échanges entre un réseau électrique et le système collaboratif ainsi créé qui devra respecter un profil d'engagement de puissance échangée. La gestion de ce système est traduite en un problème d'optimisation dans lequel on cherche à compenser les erreurs de prévision de la production photovoltaïque à l'aide de la flexibilité des recharges. Ce problème est multi-temporel du fait de la présence de batteries, stochastique à cause de la disponibilité des véhicules et des erreurs de prévision, et enfin de grande dimension puisqu'à l'échelle d'une flotte entière.Pour le résoudre, la modélisation du comportement et du vieillissement des batteries Li-ion est discutée afin d'établir des compromis entre justesse du modèle, impact sur la décision finale et coût de calcul. Par ailleurs, un modèle de Markov caché original est spécifiquement développé afin de capturer les structures temporelles de l'erreur de prévision de production photovoltaïque. Cette étude est fondée sur des données réelles de production d'une centrale et des données de prévision correspondantes.Le problème de recharge optimale d'une flotte de véhicules agrégée en une batterie équivalente est résolu par la méthode de la programmation dynamique stochastique. La sensibilité des lois de gestion obtenues est discutée vis à vis des modèles utilisés pour décrire l'erreur de prévision ou le comportement des batteries. Le vieillissement des batteries est traduit par plusieurs modèles, dont on examine les conséquences sur le dimensionnement optimal de la flotte de véhicules par rapport à la puissance crête de la centrale photovoltaïque.Enfin la puissance de recharge optimale pour chacun des véhicules de la flotte est déduite à l'aide d'un problème de partage qui est résolu par optimisation distribuée --- Alternating Direction Method of Multipliers --- et programmation dynamique. Une attention particulière est prêtée à la manière dont les préférences individuelles de chaque utilisateur peuvent être prises en compte au sein d'une flotte. Le cas d'une limitation des échanges d'information possibles entre les véhicules est investigué. Le dimensionnement optimal entre une flotte et une centrale photovoltaïque est finalement analysé pour plusieurs modèles économiques envisageables. L'interaction entre dimensionnement et gestion est traitée à l'aide d'une co-optimisationSimultaneous development of flexible electricity consumers and of intermittent renewable producers calls for using their complementarities. It could foster their overall integration in power systems. For the purpose of this doctoral thesis, the collaboration between an electric vehicle fleet and a photovoltaic plant is studied. First of all, a generic problem is set up to improve the predictability of the power exchange between the power grid and the so called collaboratif system. It should therefore fulfill a commitment profile constraint. The intraday management of this system consists in an optimisation problem which objective is to mitigate the production forecast errors by charging power flexibility. This is a multitime step problem, because of the battery intertia. The random availibility of vehicles and the forecast errors also make it stochastic. Finally there is a huge number of variables as it is spread other an entiere fleet.Upstream of the problem resolution, the modeling of the dynamic behaviour and of the aging of Lithium Ion batteries is discussed. It results in a range of compromises between precision, impact on the final decision and computational cost. Furthermore, a hidden Markov model is proposed and developped so as to handle temporal structures of the forecast error of the photovoltaic production. This analysis is based on production data of a real plant and on associated forecasts.An electric vehicle fleet is considered as an equivalent agregated battery. Its optimal charging power is sorted out using stochastic dynamic programming. The sensitivity of the resulting management strategies is assessed against the models which describe the production forecast error or battery behaviour. The battery aging is rendered by several models which we discuss the consequences over the optimal sizing of an electric vehicle fleet regarding to the plant power.Then the optimal charing power for each one of the vehicles among a fleet is deduced using a sharing problem. The resolution is carried out using distributed optimisation --- Alternating Direction Method of Multipliers --- and dynamic programming. A specific attention is devoted to the individual mobility priorities of the vehicles users. The vehicle charging power is thus differenticiated according to each one preferences. We also investigate a situation where information exchanges are limited. The optimal sizing of an electric vehicle fleet associated with a photovoltaic plant is finaly considered under several possibilities of economic model. The coupling between sizing and daily management is tackled thanks to a co-optimization
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Mechti, Redouane. "Contribution à la résolution des problèmes de tournées de véhicules avec fenêtres de temps et composition de flotte." Versailles-St Quentin en Yvelines, 1999. http://www.theses.fr/1999VERS0023.
Full textAbstract:
Nous nous sommes intéressés dans ces travaux à un problème de composition d'une flotte hétérogène de véhicules et la conception des tournées associées respectant des contraintes telles, la capacité des véhicules, les fenêtres de temps chez le client, les temps d'attente, etc. Après description du problème et sa modélisation pour une application particulière à la collecte postale, ainsi que toutes les caractéristiques et difficultés dont il faut tenir compte pendant sa résolution, nous présentons deux méthodes de résolution : une méthode exacte et une autre approchée. La méthode exacte est fondée essentiellement sur les techniques de génération de colonnes avec comme difficulté majeure, la résolution du sous-problème- plus court chemin contraint- pour lequel nous avons élabore un algorithme qui repose sur la programmation dynamique et l'exploration A*. La difficulté des instances traitées nous a poussé à construire une méthode approchée - méthode tabou à voisinage variable - qui repose sur un ensemble de mouvements, locaux et globaux, susceptibles de modifier considérablement la structure de la solution et de pouvoir traiter par conséquent des instances beaucoup plus grandes contrairement à la méthode exacte.
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Akki, Mouhcine. "Commande de l'inter-distance dans un convoi de véhicules autonomes par l'imposition d'impédances virtuelles d'interaction." Thèse, Université du Québec à Trois-Rivières, 2010. http://depot-e.uqtr.ca/1250/1/030141472.pdf.
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Bibard, Emmanuel. "Application d’un algorithme biomimétique pour la gestion d’une flotte de véhicules dédiés à une mobilité individuelle en milieu urbain." Mémoire, École de technologie supérieure, 2012. http://espace.etsmtl.ca/1067/1/BIBARD_Emmanuel.pdf.
Full textAbstract:
Les problèmes liés à la mobilité urbaine ont donné un regain d’intérêt dans le milieu de la recherche et industriel de nouveaux systèmes de transports intelligents. En particulier au travers des PRT (Personal Rapid Transit).Cette étude propose d’étudier, par la simulation, les possibilités en termes de flux et de capacité d’un tel système.
A l’aide des algorithmes de Dijkstra et de colonie de fourmis un réseau de 16 km² est modélisé afin d’analyser les performances d’une flotte de véhicules. Ces véhicules sont commandés et régulés par une partie commande, ce qui permet de penser la mobilité de cette flotte de façon non-égoïste. Ainsi, trois modes de gestion de ces véhicules seront étudiés d’un point de vue des performances et de l’efficacité énergétique. Par ailleurs, pour étudier l’influence des profils de demandes d’utilisateur, six scénarios seront comparés.
Il apparaît trois résultats majeurs : le premier est que le caractère intelligent d’un tel système est primordial, autrement si les capsules sont gérées de façons individuelles la capacité d’un réseau PRT est diminuée de moitié. Le second est l’importance de la gestion des véhicules, une flotte gérer de façon « nonégoïste » mais où les capsules sont mal répartis sur le réseau peut renvoyer des résultats dix fois inférieur à la capacité maximal du réseau. Les six scénarios démontrent l’importance de la répartition des stations dans le réseau. Autrement dit si les stations sont mal agencées la capacité du réseau pourra être diminuée par quatre.
Enfin les potentialités d’un PRT sont étudiées, à savoir si un tel système sera plus efficace comme complément d’autres transports ou comme un transport en commun à part entière.
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Cintas, Caroline. "Approche du paradoxe individualisation des rémunérations et coopération dans les ateliers : une étude de cas multi-sites chez Renault véhicules industriels." Montpellier 1, 2000. http://www.theses.fr/2000MON10081.
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Ramezani, Pooya. "Robustness of multimodal 3D object detection using deep learning approach for autonomous vehicles." Master's thesis, Université Laval, 2021. http://hdl.handle.net/20.500.11794/68766.
Full textAbstract:
Dans cette thèse, nous étudions la robustesse d’un modèle multimodal de détection d’objets en 3D dans le contexte de véhicules autonomes. Les véhicules autonomes doivent détecter et localiser avec précision les piétons et les autres véhicules dans leur environnement 3D afin de conduire sur les routes en toute sécurité. La robustesse est l’un des aspects les plus importants d’un algorithme dans le problème de la perception 3D pour véhicules autonomes. C’est pourquoi, dans cette thèse, nous avons proposé une méthode pour évaluer la robustesse d’un modèle de détecteur d’objets en 3D. À cette fin, nous avons formé un détecteur d’objets 3D multimodal représentatif sur trois ensembles de données différents et nous avons effectué des tests sur des ensembles de données qui ont été construits avec précision pour démontrer la robustesse du modèle formé dans diverses conditions météorologiques et de luminosité. Notre méthode utilise deux approches différentes pour construire les ensembles de données proposés afin d’évaluer la robustesse. Dans une approche, nous avons utilisé des images artificiellement corrompues et dans l’autre, nous avons utilisé les images réelles dans des conditions météorologiques et de luminosité extrêmes. Afin de détecter des objets tels que des voitures et des piétons dans les scènes de circulation, le modèle multimodal s’appuie sur des images et des nuages de points 3D. Les approches multimodales pour la détection d’objets en 3D exploitent différents capteurs tels que des caméras et des détecteurs de distance pour détecter les objets d’intérêt dans l’environnement. Nous avons exploité trois ensembles de données bien connus dans le domaine de la conduite autonome, à savoir KITTI, nuScenes et Waymo. Nous avons mené des expériences approfondies pour étudier la méthode proposée afin d’évaluer la robustesse du modèle et nous avons fourni des résultats quantitatifs et qualitatifs. Nous avons observé que la méthode que nous proposons peut mesurer efficacement la robustesse du modèle.In this thesis, we study the robustness of a multimodal 3D object detection model in the context of autonomous vehicles. Self-driving cars need to accurately detect and localize pedestrians and other vehicles in their 3D surrounding environment to drive on the roads safely. Robustness is one of the most critical aspects of an algorithm in the self-driving car 3D perception problem. Therefore, in this work, we proposed a method to evaluate a 3D object detector’s robustness. To this end, we have trained a representative multimodal 3D object detector on three different datasets. Afterward, we evaluated the trained model on datasets that we have proposed and made to assess the robustness of the trained models in diverse weather and lighting conditions. Our method uses two different approaches for building the proposed datasets for evaluating the robustness. In one approach, we used artificially corrupted images, and in the other one, we used the real images captured in diverse weather and lighting conditions. To detect objects such as cars and pedestrians in the traffic scenes, the multimodal model relies on images and 3D point clouds. Multimodal approaches for 3D object detection exploit different sensors such as camera and range detectors for detecting the objects of interest in the surrounding environment. We leveraged three well-known datasets in the domain of autonomous driving consist of KITTI, nuScenes, and Waymo. We conducted extensive experiments to investigate the proposed method for evaluating the model’s robustness and provided quantitative and qualitative results. We observed that our proposed method can measure the robustness of the model effectively.
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Berrada, Jaâfar. "Analyse et optimisation technico-économiques des nouveaux services de mobilité basés sur l'usage des véhicules autonomes." Thesis, Paris Est, 2019. http://www.theses.fr/2019PESC1002.
Full textAbstract:
Les véhicules autonomes deviennent de plus en plus une réalité, qui à la fois promet d’améliorer, de manière plus ou moins brutale, les systèmes de transport urbain. En effet, cette technologie présente le potentiel de réduire la consommation d’énergie, le nombre d’accidents, les coûts de déplacement ainsi que l’occupation de l’espace urbain. Cependant, des obstacles à la mise en œuvre et à la pénétration en masse du marché subsistent. Sur le plan économique, les coûts initiaux seront probablement peu abordables. Au niveau social, les utilisateurs pourraient être réticents à changer leurs habitudes de déplacement quotidiennes. Techniquement, les interactions avec les autres composants du système de transport restent incertaines. Les défis en matière de responsabilité, de sécurité, d'éthique et de confidentialité des données doivent aussi être relevés.Cette thèse contribue à l'étude ex-ante des systèmes de mobilité basés sur les véhicules autonomes à travers l'identification, la conception et l'évaluation de modèles d'affaires articulés autour des véhicules autonomes. En particulier, elle propose une analyse systémique des «nouveaux» services de mobilité (notamment les services d'autopartage, de covoiturage et de taxi) pour identifier finalement les taxis autonomes (aTaxis) et les navettes autonomes (aTransit) en tant que deux des formes de services les plus pertinentes qui pourront bénéficier d'une large diffusion. Ensuite, nous nous concentrons sur un service d'aTaxis et nous proposons un cadre stratégique pour la construction d’un modèle microéconomique qui permet d’analyser les décisions stratégiques d’un opérateur de services de taxis autonomes. Le cadre stratégique se compose de trois niveaux (opérationnel, tactique et stratégique) et intègre trois forces de pression (la réglementation, les coûts unitaires et les préférences de la demande). Une application est ensuite réalisée sur une zone stylisée (Orbicity) et un cas réel urbain (Palaiseau, une ville de la région parisienne).Les résultats de la simulation montrent que l’automatisation peut améliorer à la fois les performances de mobilité et l’efficacité économique du système de transport urbain. De plus, les économies de densité de l'offre et de la demande sont évaluées en contrôlant à la fois la taille de la flotte et le nombre d'utilisateurs pour une zone d'étude fixe. En particulier, l'application sur Palaiseau a prouvé que l’utilisation de dix véhicules supplémentaires impliquerait 1 % de plus d'utilisateurs (+15 passagers) et 50 % de moins de profit. Une enquête des préférences déclarées appuie le modèle stratégique et montre que les aTaxis seront probablement utilisés pour les trajets quotidiens de 2 à 5 km par deux profils d’utilisateur: (1) les jeunes utilisateurs non motorisés (âgés de moins de 30 ans) et (2) la population active motorisée âgée de 30 à 50 ans.La thèse adopte une approche interdisciplinaire combinant (1) une analyse qualitative qui commence par une revue des travaux existants appuyée ensuite d’abord par une analyse marketing de Business Models basés sur les véhicules autonomes puis par une analyse systémique d’un service de aTaxis et (2) une analyse quantitative, située à mi-chemin entre la microéconomie et la simulation spatialeAutonomous Vehicles (AV) are becoming more of a reality, promising beneficial yet potentially disrupting changes to our urban transportation systems. This technology presents the potential to reduce energy consumption and crash occurrences, cut travel costs and minimize urban space occupancy for parking purposes. Yet barriers to implementation and mass-market penetration remain. Economically, the upfront costs in the initial stage will likely lack affordability. Socially, users could be reluctant to change their daily travel routines. Technically, the interactions with the other components of the transportation system remain uncertain. There are other challenges regarding liability, security, ethics and data privacy, too.This thesis contributes to the ex-ante study of AV-based mobility systems through the identification, design and assessment of upcoming Business Models (BM) articulated around AVs. In particular, it brings about a systemic analysis of “new” mobility services (especially car-sharing, carpooling and ride-sourcing services) in order to identify autonomous taxis (aTaxis) and autonomous shuttles (aTransit) as two of the most relevant forms of services that may enjoy wide spreading. Then, we focus on a service of aTaxis and we put forward a microeconomic model framework to evaluate strategic setups of aTaxis provider. The model framework comprises three levels (operational, tactical and strategic), and integrates three pressure forces (regulation, unit costs and demand preferences). An application is then conducted on a stylized area (Orbicity) and a real urban case (Palaiseau, a city in Paris area).Simulation results show that automation has the potential to improve both the mobility performances and the economic efficiency of the urban transportation system. Additionally, the density economies of supply and demand are evaluated by controlling both the fleet size and the number of users for a fixed study area. In particular, the framework application on Palaiseau proved that increasing by ten the fleet size of aTaxis involves 1% more users (+15 passengers) yet 50% less of profit. A stated-preference survey supports the model framework and suggests that aTaxis will likely be used for short-distance (2 to 5 km) commuting trips by two user profiles: (1) non-motorized young users (less than 30 years old) and (2) motorized active population between 30 and 50 years old.The thesis takes an interdisciplinary approach combining (1) a qualitative analysis that starts from a review of existing works and adds first a marketing analysis of Business Models based on AVs and second a systemic analysis of an aTaxis service, and (2) a quantitative analysis, situated midway between microeconomics and spatial simulation
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Kendoul, Farid. "Modélisation et commande de véhicules aériens autonomes, et développement d'un pilote automatique basé sur la vision." Compiègne, 2007. http://www.theses.fr/2007COMP1694.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse porte sur le développement de petites machines volantes autonomes. La thèse se comporte de deux grandes parties : d'une part la modélisation et la commande de bas niveau, d'autre part la conception d'autopilotes, basés sur le flux optique, pour le pilotage et le guidage de minidrones à voilures tournantes. Trois configurations d'appareils à multiples rotors ont été étudiées, modélisées et testées en vols réels. Les avantages des stratégies de commande proposées résident dans leur simplicité pour l'implémentation et leur capacité à prendre en compte les limitations des actionneurs tout en garantissant des bonnes performances de vol. Une des contributions majeures de cette thèse est aussi le développement d'un pilote automatique basé sur la vision. Ce pilote est inspiré des insectes et il est composé d'un module de vision pour la localisation et la détection des obstacles en temps réel, et un système de contrôle adaptatif pour la navigation et le suivi de trajectoireIn this thesis, we address the 3D flight control problem for small unmanned aerial vehicles. The first step in achieving such UA V autonomy is basic stability. In doing so, we investigate control techniques which would allow a small rotorcraft UA V to perform autonomously basic tasks such as take-off, hovering and landing. The proposed flight controllers consider actuator saturation and guarantee system stability and good flight performance. One of the main contributions of this thesis is also the development of a vision-based autopilot for self localization, obstacles detection and control of small autonomous helicopters using optic flow and inertial data. The proposed autopilot is inspired by insects and represents a major step toward our goal of designing autonomous small flying machines capable of navigating within urban and unknown environments. It is composed of a vision module for localization and perception, and an adaptive control system for navigation and trajectory tracking
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Arcile, Johan. "Conception, modélisation et vérification formelle d’un système temps-réel d’agents coopératifs : application aux véhicules autonomes communicants." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019SACLE029.
Full textAbstract:
Cette thèse est motivée par la question de la validation de propriétés dans un système composé de plusieurs agents mobiles prenants individuellement des décisions en temps réel.Chaque agent a une perception de l'environnement qui lui est propre et peut communiquer avec les autres agents à proximité.L'application qui a été choisie comme cas d'étude est celle des véhicules autonomes, qui du fait du large nombre de variables impliquées dans la représentation de tels systèmes, rend impossible des approches naïves.Les problématiques traitées concernent, d'une part, la modélisation d'un tel système, notamment le choix du formalisme et du niveau d'abstraction du modèle, et d'autre part, la mise en place d'un protocole d'évaluation de la prise de décision des véhicules.Ce dernier point inclut la question de l'efficacité de l'exploration de l'espace d'états du modèle.La thèse présente un ensemble de travaux, pouvant être complémentaires, visant à traiter ces problématiques.Tout d'abord, le système, composé des véhicules autonomes et de leur environnement, est défini avec précision.Il permet notamment d'observer l'impact des communications entre véhicules sur leur comportement.Le cadre logiciel VerifCar dédié à l'analyse de prise de décision de véhicules autonomes communicants est ensuite présenté.Il inclut un modèle paramétrique d'automates temporisés offrant la possibilité de vérifier des propriétés de logique temporelle.Une méthodologie d'analyse utilisant ces propriétés est présentée.On propose également une approche complémentaire permettant dans certains cas une meilleure efficacité et une plus grande expressivité.Elle est fondée sur le formalisme des MAPTs (Multi-Agent with timed Periodic Tasks), qui a été conçu pour la modélisation de systèmes temps réel d'agents coopératifs.Des algorithmes permettant une exploration dynamique des états de ce type de modèles (c'est à dire sans que l'espace d'états ne doive être préalablement construit) sont présentés.Enfin, une méthode combinée alliant la simulation aux outils de vérification de modèle afin de contrôler le niveau de réalisme est décrite et appliquée au cas d'étudeThis thesis is motivated by the question of the validation of properties in a system composed of several mobile agents individually making decisions in real time.Each agent has a perception of their own environment and can communicate with other agents nearby.The application that has been chosen as a case study is that of autonomous vehicles, which because of the large number of variables involved in the representation of such systems, makes naive approaches impossible.The issues addressed concern, on the one hand, the modeling of such a system, in particular the choice of the formalism and the level of abstraction of the model, and on the other hand, the implementation of an evaluation protocol of decision making of vehicles.This last point includes the question of the efficiency of the exploration of the state space of the model.The thesis presents a set of works, which can be complementary, aiming to treat these problems.First, the system, consisting of autonomous vehicles and their environment, is precisely defined.It allows in particular to observe the impact of communications between vehicles on their behavior.The VerifCar software framework dedicated to decision-making analysis of communicating autonomous vehicles is then presented.It includes a parametric model of timed automata with the ability to check temporal logic properties.An analysis methodology using these properties is presented.A complementary approach is also proposed, which in some cases allows for greater efficiency and greater expressiveness.It is based on the formalism of MAPTs (Multi-Agent with Timed Periodic Tasks), which was designed for modeling real-time systems of cooperative agents.Algorithms allowing a dynamic exploration of the states of this type of model (that is to say without the state space having to be built beforehand) are presented.Finally, a combined method combining simulation and model verification tools to control the level of realism is described and applied to the case study