Academic literature on the topic 'Véhicules automatisés'

C-ITS (Cooperative Intelligent Transport Systems) est une nouvelle technologie qui contribue à la réduction des accidents de la circulation et à l'amélioration de la sécurité routière. VANET ( V ehicular A d hoc Networks) sont un système STI basé sur la communication inter-véhicules par la transmission de messages de sécurité de base (BSM), qui sont vulnérables à une variété de comportements inappropriés. Pour résoudre ce défi, nous avons développé dans cet article un système de détection de mauvais comportement (MDS) basé sur une approche d'apprentissage automatisé pour identifier et catégoriser les messages de mauvais comportement délivrés par un véhicule sur les VANET à l'aide de la base de données d'extension VeReMi. Cette étude examine différents types de classification : dans la classification binaire, toutes sortes d'inconduites ont été regroupées en une seule catégorie « inconduite » ; cependant, dans la classification multi-classes pour trois classes, la mauvaise conduite a été divisée en deux classes : les attaques et les fautes. Le classificateur a des problèmes substantiels lors de l'apprentissage à partir de données déséquilibrées wLorsque vous travaillez avec des problèmes multi-classes, cela devient considérablement plus complexe. Les relations entre les catégories ne sont plus bien définies et il est facile de perdre en efficacité dans une classe tout en s'améliorant dans une autre. En conséquence, les résultats ne sont pas cohérents dans l'approche d'apprentissage classique pour la classification multi-classes lors de la classification des comportements répréhensibles dans différents types de classes de comportements répréhensibles. Pour résoudre ce problème, nous avons développé une approche nouvelle et puissante appelée "Approche d'apprentissage guidé pour la classification multi-classes" pour réduire le nombre de classes en combinant des comportements inappropriés comparables en un seul. Selon les résultats, le classificateur Random Forest surpasse les autres classificateurs.

L’article propose une analyse de la gouvernance des métropoles françaises à partir des contenus discursifs et des fonctionnalités de leur Système d’Information Financier Extra-Organisationnel (SIFEO). La smart city y est abordée comme objet de recherche et caractérisée par de grands champs d’action (Giffinger et al. , 2007), parmi lesquels : la gouvernance. De nature différente, elle prend le pas sur les autres, qu’elle contribue à mettre en œuvre. La recherche inscrit ces éléments de gouvernance propres à la smart city , dans le cadre d’analyse du système de gouvernance publique proposé par Mazouz et al. (2012, 2015) selon quatre niveaux, allant des institutions aux outils de gestion. Déployée sur l’ensemble des métropoles françaises, la démarche empirique est double. Dans un premier temps, il s’agit d’évaluer si leur SIFEO véhicule les thématiques constitutives d’une smart city , soit l’« intelligence discursive ». Le contenu informatif et communicationnel est étudié au moyen d’une analyse textuelle automatisée. Dans un second temps, il s’agit d’étudier le SIFEO comme un outil de gouvernance de la smart city , soit l’« intelligence fonctionnelle », avec une grille d’analyse ad hoc évaluant l’information, la communication et la participation. Les données collectées font l’objet d’une ACM révélatrice des pratiques de gouvernance. Les résultats montrent l’hétérogénéité des pratiques en la matière, corroborant ceux d’études antérieures : si les métropoles tiennent des discours sur la gouvernance, les fonctionnalités des sites et les pratiques sont en revanche très contrastées. Quelques-unes mettent bien en œuvre le triptyque de la smart gouvernance : Information – Communication – Participation et se révèlent être de véritables smart cities . À l’inverse, les autres utilisent de manière très limitée les fonctionnalités du SIFEO : une majorité d’entre elles semble correctement informer et communiquer, sans aller au bout de la démarche, et ignore la participation citoyenne. Les métropoles françaises ne sont pas toutes des smart cities ; certaines pratiquent un smart washing , utilisant l’image positive de la smart city . Plus précisément, l’utilisation du SIFEO pour mesurer l’intelligence de la ville autorise quatre gradations : Smart City , Smart Washing , Mute Smart City et Not Smart . Au-delà de ces différents constats, le SIFEO propose un nouveau cadre d’analyse et constitue un véritable outil d’évaluation de la gouvernance, contribuant à sa conceptualisation (Rodriguez-Bolivar et Meijer, 2015).

Portée par des plateformes financées par des fonds de capital-risque, la micromobilité partagée a connu un rapide développement à travers le monde dans la deuxième moitié des années 2010 sous la forme de services de véhicules en free-floating. Lorsqu’elles se déploient dans l’espace de la rue, quelles transformations les plateformes de free-floating entraînent-t-elles ? A partir du cas de l’Île-de-France et de l’analyse de 35 entretiens semi-directifs réalisés auprès d’acteurs du secteur, l’étude de cas met en évidence un double mouvement : une plateformisation de la mobilité d’une part, et une territorialisation des plateformes d’autre part. En effet, pour fonctionner, les plateformes de free-floating capitalisent sur la présence continue de leurs véhicules dans l’espace de la rue, associée à l’affichage des informations relatives à leurs véhicules dans les applications numériques dédiées. La présence des véhicules dans l’espace de la rue a entraîné une régulation progressive des plateformes de free-floating par les collectivités locales. En réponse, les plateformes de free-floating ont adapté leurs technologies de contrôle à distance et automatisé des véhicules pour mettre en œuvre une stratégie de gestion de l’espace : le géogardiennage. In fine, la régulation par les collectivités locales a renforcé la capacité des plateformes de free-floating à maîtriser l’occupation de l’espace de la rue.

Ce mémoire est consacré à la réalisation d'un attelage virtuel entre deux véhicules dans des conditions « normales » de conduite et de route (pas de situation d'urgence, route sèche, etc.). Après une présentation de l'historique et de l'état de l'art de la conduite assistée ou automatisée, un modèle de la dynamique longitudinale et/ou latérale du véhicule est détaillé. C'est un modèle de type « bicyclette » avec une description du contact du pneumatique avec la route dans des conditions de faibles glissements.
Parmi les techniques de commande non linéaire envisageables, celles basées sur les modèles flous de type Takagi-Sugeno (TS) ont été retenues. Ils sont composés de modèles linéaires interconnectés par des fonctions scalaires non linéaires ayant la propriété de somme convexe.
L'étude de la stabilité et de la stabilisation de tels modèles se fait à l'aide de la seconde méthode de Lyapunov. Dans le souci d'adjoindre des notions de robustesses et/ou de performances, plusieurs solutions sont envisageables. Celle retenue dans ce mémoire fait appel à des modèles incertains et à un placement des pôles des modèles linéaires dans des régions convexes pré-spécifiées du plan complexe. Des conditions suffisantes sous forme d'inégalités matricielles linéaires qui permettent de garantir ces propriétés dans le cas général des modèles TS sont proposées. Elles sont ensuite aussi bien utilisées dans le cas d'une régulation d'inter-distance seule que pour l'attelage virtuel complet. Les résultats obtenus sont proposés en simulation et en temps réel sur un véhicule prototype spécialement instrumenté.

Un des buts de la recherche et du développement des systèmes de transport intelligents est d'augmenter le confort et la sécurité des passagers, tout en réduisant la consommation d'énergie, la pollution de l'air et le temps de déplacement. L'introduction de voitures complètement autonomes sur la voie publique nécessite la résolution d'un certain nombre de problèmes techniques et en particulier de disposer de modules de planification de trajectoire robustes. Ce travail de thèse s'inscrit dans ce cadre. Il propose une architecture modulaire pour la planification de trajectoire d'un véhicule autonome. La méthode permet de générer des trajectoires constituées de courbes interpolées adaptées à des environnements complexes comme des virages, des ronds-points, etc., tout en garantissant la sécurité et le confort des passagers. La prise en compte de l'incertitude des systèmes de perception, des limites physiques du véhicule, de la disposition des routes et des règles de circulation est aussi assurée dans le calcul de la trajectoire. L'algorithme est capable de modifier en temps réel la trajectoire prédéfinie de façon à éviter les collisions. Le calcul de la nouvelle trajectoire maintient les accélérations latérales à leur minimum, assurant ainsi le confort du passager. L'approche proposée a été évaluée et validée dans des environnements simulés et sur des véhicules réels. Cette méthode permet d'éviter les obstacles statiques et dynamiques repérés par le système de perception.Un système d'aide à la conduite pour le contrôle partagé basé sur cette architecture est introduit. Il prend en compte l'arbitrage, la surveillance et le partage de la conduite tout en maintenant le conducteur dans la boucle de contrôle. Il laisse le conducteur agir tant qu'il n'y a pas de danger et interagit avec le conducteur dans le cas contraire. L'algorithme se décompose donc en deux processus : 1) évaluation du risque et, s'il y a un risque avéré 2) partage du contrôle à l'aide de signaux haptiques via le volant.La méthode de planification de trajectoire présentée dans cette thèse est modulaire et générique. Elle peut être intégrée facilement dans toute architecture d'un véhicule autonome
Developments in the Intelligent Transportation Systems (ITS) field show promising results at increasing passengers comfort and safety, while decreasing energy consumption, emissions and travel time. In road transportation, the appearance of automated vehicles is significantly aiding drivers by reducing some driving-associated tedious tasks. However, there is still a long way to go before making the transition between automated vehicles (i.e. vehicles with some automated features) and autonomous vehicles on public roads (i.e. fully autonomous driving), specially from the motion planning point of view. With this in mind, the present PhD thesis proposes the design of a generic modular architecture for automated vehicles motion planning. It implements and improves curve interpolation techniques in the motion planning literature by including comfort as the main design parameter, addressing complex environments such as turns, intersections and roundabouts. It will be able to generate suitable trajectories that consider measurements' incertitude from the perception system, vehicle’s physical limits, the road layout and traffic rules. In case future collision states are detected, the proposed approach is able to change---in real-time---the current trajectory and avoid the obstacle in front. It permits to avoid obstacles in conflict with the current trajectory of the ego-vehicle, considering comfort limits and developing a new trajectory that keeps lateral accelerations at its minimum. The proposed approach is tested in simulated and real urban environments, including turns and two-lane roundabouts with different radii. Static and dynamic obstacles are considered as to face and interact with other road actors, avoiding collisions when detected. The functional architecture is also tested in shared control and arbitration applications, focusing in keeping the driver in the control loop to addition the system's supervision over drivers’ knowledge and skills in the driving task. The control sharing advanced driver assistance system (ADAS) is proposed in two steps: 1) risk assessment of the situation in hand, based on the optimal trajectory and driving boundaries identified by the motion planning architecture and; 2) control sharing via haptic signals sent to the driver through the steering wheel. The approach demonstrates the modularity of the functional architecture as it proposes a general solution for some of today's unsolved challenges in the automated driving field

Les travaux de la thèse se résument en trois parties : La première partie consiste à étudier l’impact de l’automatisation basse vitesse du trafic en termes de sécurité, de consommation en carburant et des émissions des polluants. Dans un premier temps, une étape de modélisation d’un trafic mixte a été élaborée. Ce dernier se définit par la coexistence de deux types de conduite : le premier type est la conduite manuelle ou régis par l’action du conducteur et le deuxième type est la conduite automatisée. Dans un deuxième temps, les scénarios et les indicateurs de sécurité associés ont été développés. Dans ce cadre, un simulateur de trafic a été développé avec le langage C avec une interface graphique sous OpenGL. Les résultats montrent que l’augmentation de la présence des véhicules automatisés améliore la sécurité du trafic dans le cas de collisions aussi que dans le cas de scénarios sans collision. Par ailleurs, l’impact des véhicules automatisés sur la consommation en carburant et les émissions de polluants n’apparait que lorsqu’il s’agit de long parcours. La deuxième partie de la thèse consiste à améliorer le modèle Intelligent Driver Model (IDM) pour pallier ses inconvénients. Ce modèle est un Adaptive Cruise Control (ACC) destiné à représenter la conduite automatisée dans le trafic. Dans ce contexte, une nouvelle version a été développée. L’idée principale est la prise en compte non seulement de l’état du véhicule de tête mais aussi de celle du véhicule précédent. Ce nouveau modèle montre de meilleures performances au niveau de la stabilisation de la file. La troisième partie se concentre sur la modélisation macroscopique du trafic afin d’étudier son diagramme fondamental. Le nouveau modèle macroscopique développé est basé sur les données microscopiques obtenues à partir de la simulation du modèle Intelligent Driver Model. À partir de ces données, les variables macroscopiques du trafic à savoir la densité et la vitesse de la file ont été identifiées par régression non linéaire. Le nouveau modèle macroscopique vitesse- densité possède trois avantages. Le premier avantage est la connaissance de la vitesse de stabilité et la densité d’une file de véhicule dès les premières secondes de simulation en identifiant les modèles de densité et de vitesse. Le deuxième avantage se manifeste dans la possibilité de trouver des modèles existants dans la littérature en fixant quelques paramètres. Le troisième avantage est la possibilité de sa calibration avec un minimum d’erreur pour différentes situations du trafic (ex : congestionné, libre)
My thesis can be summarized in three parts: The first part consists in studying the impact of the low speed automation on driver safety, traffic capacity, fuel consumption and vehicle emissions. As a first step, a pattern of mixed road traffic is established. This one is defined by the coexistence of two driving styles: the first one is the manual and the second one is the automated. Secondly, the scenarios and the associated indicators have been developed. In this context a traffic simulator was developed with the C programming language using the OpenGl library for the graphical interface. Results show that the increase of automated vehicles presence traffic safety increases in case of accidents scenarios as well as in the case of without accidents. Moreover, the impact of automated vehicles on fuel consumption and pollutant emissions only appears when it comes to long path. The second part of my thesis consists in improving the Intelligent Driver Model (IDM) model, Adaptive Cruise Control (ACC) to represent the automated driving in traffic, to overcome its drawbacks. In this context, a new version is developed. The main idea is to take into account not only the state of the preceding vehicle but also the tail vehicle. This new model shows better performance in queue stabilization in terms of accelerations and velocities. The third part is devoted to the macroscopic traffic modeling in which we study the fundamental diagram. The new developed macroscopic model is based on microscopic data given by the Intelligent Driver Model simulation. Then, the traffic density and velocity were identified by non-linear regression. The new macroscopic velocity-density model has three advantages: Knowledge of the stable velocity and density within the first seconds of simulation by identifying. Ability to find existing models in the literature by setting some of its parameters. Calibration with a minimum of error for different traffic situations (eg congestion, free)

Notre travail s’intéresse à un cas très particulier des terminaux à conteneurs, il s’agit des terminaux à conteneurs automatisés, qui en plus des véhicules autoguidés, sont équipés de grues de quai et de grues de stockage automatiques (grues de cour), ce qui pousse souvent les scientifiques à considérer les problèmes d’ordonnancement intégré dans les terminaux automatisés ou semi-automatisés. Nous traitons dans ce travail l’optimisation de plusieurs objectifs pour stocker les conteneurs d'une manière efficace et réaliste. Nous traitons le problème d’ordonnancement intégré considérant les trois équipements d’un terminal à conteneurs automatisé soient: les véhicules autoguidés, les grues de quai et les grues de baie (éventuellement). L’objectif principal de cette étude est la minimisation du coût opérationnel de stockage de conteneurs dans un terminal maritime automatisé
AIn our study, we consider two optimization problems in automated container terminals at import; the first is the vehicle scheduling problem; and the second is the integrated problem of location assignment and vehicle scheduling. In the first part of our study, we propose different traffic layout adapted to the two studied problems and to every kind of automated container terminal. We also introduce relevant reviews of literature treating the optimization of container handling systems at maritime terminal, the optimization of general automated guided vehicle system and the multi-objective optimization in general, and in particular context of maritime container terminals. In the second part, we resolve the planning of QC-AV-ASC (Quay Cranes-Automated Vehicles - Automated Stacking Cranes). We present an effective model for every kind of traffic layout. Moreover, we propose an efficient bi-objective model which is important to determine the optimal storage time and the minimal number of required AVs. CPLEX resolutions are used to prove the efficiency of our modelling approach. In the third part of this thesis, we explore a problem which has not been sufficiently studied: the integrated problem of location assignment and vehicle scheduling (IPLAVS), in Maritime Automated Container Terminal (MACT) at import. This part represents a new and realistic approach of MACT optimization considering mono-objective and multi-objective aspect

Des efforts de recherche et développement considérables portent actuellement sur des véhicules automatisés qui pourraient libérer les conducteurs des tâches de conduite. Le siège et l’intérieur de l’habitacle pourraient être modifiés pour mieux accommoder les activités autres que la conduite, telle que dormir, lire et travailler etc. Cependant, même si un grand niveau de sécurité est attendu pour ces futurs véhicules, des accidents continueront à survenir. Les dispositifs de protection actuels sont conçus pour une position de conduite. Ils pourraient nécessiter des modifications afin de conserver le niveau de protection actuel pour de nouvelles positions d’occupant. Cette thèse vise à identifier les risques et les opportunités en termes de protection de l’occupant associés à de nouvelles positions pouvant être introduites avec les véhicules automatisés. Sur le plan méthodologique, elle s’est largement appuyée sur les modèles humains numériques pour le choc qui se sont révélés comme un outil pertinent d'évaluation du risque. Une attention particulière a été portée à l'évaluation de la validité des modèles après repositionnement. Les travaux ont permis de mieux comprendre les mécanismes de retenue dans des positions semi-allongées en choc frontal. Ces positions apparaissent critiques avec une retenue délicate du bassin ou un chargement de la colonne lombaire selon l’angle d’assise. Une sensibilité importante à la position initiale du bassin a également été observée. Ces résultats pourront être utilisés afin d’aider à concevoir et à évaluer des nouveaux dispositifs de retenue. Afin de mieux connaître la posture de confort dans ces positions inclinées, une étude expérimentale a été réalisée à l’aide d’un siège multi-réglable. Ces expérimentations ont permis d’une part d‘identifier des configurations de siège de confort, et d’autre part d’établir les relations entre ces configurations de siège et la position du squelette interne, et en particulier celle du bassin. Ces résultats pourront notamment aider au positionnement des occupants lors d’essais physiques ou numériques. Dans l’ensemble, ces travaux montrent l’interaction forte entre le confort et la sécurité pour la conception de nouveaux habitacles automobiles
Considerable research and development efforts are currently focused on automated vehicles that could free drivers from driving tasks and allow them to perform new activities (e.g. working, sleeping). Such activities would benefit from new seating configurations. However, even if a high level of safety is expected for these future vehicles, accidents will continue to occur. Current protective devices are designed for a driving position. They may require modifications to maintain the current level of protection for new occupant positions. This thesis aims to identify the risks and opportunities in terms of occupant protection associated with new positions that could appear with automated vehicles. The analyses used digital human models for applied traffic safety which have proven to be a relevant risk assessment tool. Particular attention was paid to assessing the validity of the models after repositioning. The work provided a better understanding of the restraint mechanisms in reclined configurations during a frontal impact. These positions appear to be critical with a difficult restraint of the pelvis or loading of the lumbar spine depending on the seat angle. The occupant response was also significantly affected by the initial position of the pelvis. These results can be used to help design and evaluate new restraint systems. In order to better understand the comfortable position in these reclined configurations, an experimental study was carried out using a multi-adjustable seat. These experiments enabled, on the one hand, to identify the comfort seat configurations, and on the other hand to establish the relationships between these seat configurations and the position of the internal skeleton and in particular for the pelvis. These results can in particular help the positioning of occupants during physical or digital tests. Overall, this work shows the strong interaction between comfort and safety for the design of new passenger cars

Le thème central de la thèse concerne le rôle de l’acceptabilité dans l’interaction entre un véhicule conventionnel conduit par un humain et un véhicule automatisé. Une méta-analyse synthétisant les déterminants de l’acceptabilité d’une nouvelle technologie constitue une première étude. Les résultats ont montré que l’acceptabilité était prédite par six facteurs : l’intention comportementale, la performance attendue, la facilité d’usage attendue, l’attitude, l’influence sociale et le sentiment de con-trôle. Une deuxième étude a été réalisée pour évaluer l’effet du jugement d’acceptabilité sur la différence de comportement énoncé par le conducteur d’un véhicule conventionnel lors d’une interaction avec un véhicule automatisé. Les résultats ont montré qu‘une faible acceptabilité est liée à un comportement de prudence envers le véhicule automatisé. Une troisième étude, réalisée sur simulateur de conduite, a montré que les conducteurs de véhicule conventionnel qui ont une forte acceptabilité se comportent de manière identique envers un véhicule automatisé et un véhicule conventionnel. Pour conclure, cette thèse discute du rôle de l’acceptabilité d’un dispositif technologique dans l’interaction avec celui-ci
The central theme of the thesis concerns the role of acceptability in the interaction between a conventional vehicle driven by a human and an automated vehicle. A meta-analysis synthesizing the determinants of the acceptability of a new technology is a first study. The results showed that acceptability was predicted by six factors: behavioural intention, perceived usefulness, perceived ease of use, attitude, social influence and feeling of control. A second study was conducted to evaluate the effect of the acceptability judgment on the difference in be-haviour stated by the driver of a conventional vehicle during interaction with an automated vehicle. The results showed that low acceptability is associated with cautious behaviour towards the automated vehicle. A third study, conducted on a driving simulator, showed that conventional vehicle drivers who have a high acceptability behave in the same way towards an automated vehicle and a conventional vehicle. To conclude, this thesis questions the role of the acceptability of a technologic device in the interaction with it

La conduite autonome suscite un intérêt croissant auprès les constructeurs, les chercheurs, les autorités et le grand public en raison de ses promesses en matière de sécurité routière, de mobilité pour les personnes âgées et à mobilité réduite, d'efficacité énergétique et de réduction des émissions. Cependant, le déploiement complet de ces véhicules dépend de leur fiabilité dans toutes les situations, ce qui nécessite une supervision du conducteur. Cela soulève des questions cruciales sur l'interaction homme-machine, en particulier en ce qui concerne le partage de la commande et la résolution des conflits.La thèse s'inscrit dans le cadre du projet ANR-CoCoVeIA (2019-2024) coordonné par le LAMIH (Coopération Conducteur-Véhicule Intelligent Autonome). Son objectif principal est d'incorporer des capacités d'auto-apprentissage dans les véhicules autonomes de niveau 2 pour améliorer leurs compétences en respectant les règles de sécurité routière. La thèse se concentre sur l'optimisation de l'interaction entre le système automatisé et le conducteur pour renforcer l'efficacité, améliorer les performances de conduite et favoriser l'acceptabilité du système.Pour atteindre ces objectifs, une architecture de coopération auto-adaptative à plusieurs niveaux est proposée dans la première partie de la thèse. Cette architecture vise à adapter de manière optimale le comportement du véhicule autonome à un style de conduite préféré des conducteurs tout en garantissant une conduite sécuritaire et efficace. Une deuxième partie de la thèse se penche sur la personnalisation des systèmes d'assistance au changement de voie, utilisant une approche d'apprentissage basée sur la descente de gradient stochastique pour ajuster les paramètres en fonction des préférences du conducteur, en se basant sur la détection de ses intentions de changement de voie.Pour résoudre les conflits entre le conducteur et le système de conduite autonome, la thèse explore trois approches de commande optimale robuste pour les systèmes linéaires à paramètres variants (LPV) représentés sous la forme floue Takagi-Sugeno (T-S). La première approche se concentre sur le contrôle partagé adaptatif en ajustant une fonction de coût multi-objectif en temps réel en fonction de la disponibilité du conducteur et de l'évaluation du risque. La deuxième approche introduit un modèle dynamique du conducteur, dont les paramètres sont identifiés en ligne, permettant une adaptation continue aux caractéristiques du conducteur. Ce modèle est utilisé pour développer un système de contrôle partagé adaptatif pour le maintien de voie en tenant compte de la dynamique des paramètres neuromusculaires du conducteur.La dernière approche vise à éliminer complètement les conflits entre le conducteur et le système de maintien de voie en combinant une fonction de coût adaptative avec un modèle dynamique du comportement du conducteur.Pour la conception du contrôleur partagé LPV, les conditions de stabilité en boucle fermée du contrôle partagé adaptatif (LPV) pour les trois approches sont établies à l'aide d'arguments de stabilité de Lyapunov et formulées sous forme d’un problème d’optimisation d’inégalités matricielles linéaires (LMI) qui peuvent être résolues numériquement grâce à des algorithmes d’optimisation convexe. Des validations expérimentales et des expériences de test utilisateur ont été menées au moyen du simulateur de conduite dynamique SHERPA-LAMIH pour évaluer l’acceptabilité de ces approches, démontrant ainsi leur efficacité pour améliorer la sécurité et le confort de conduite, et validant l’ensemble des approches proposées
Autonomous driving technology is attracting increasing interest from automobile manufacturers, researchers, authorities, and the general public due to its promises in enhancing road safety, providing mobility for the elderly and individuals with reduced mobility, improving energy efficiency, and reducing emissions. However, the full deployment of these vehicles relies on their reliability in all situations, necessitating driver supervision. This raises critical questions about human-machine interaction, particularly concerning sharing control between the automated driving system and the driver, as well as conflict management.The thesis is part of the ANR-CoCoVeIA project (2019-2024), coordinated by LAMIH (Cooperation Driver-Autonomous Intelligent Vehicle). The main objective of this project is to introduce self-learning capabilities into level 2 autonomous vehicles to enhance their skills while adhering to road safety rules. The thesis focuses specifically on managing interactions between the automated system and the driver, with the goal of improving its effectiveness, enhancing driving performance, and promoting the driver's acceptance of the system.To achieve these goals, a multi-level evolutionary cooperation architecture is proposed in the first part of the thesis. This architecture aims to optimally adapt the behavior of the autonomous vehicle to a driver's preferred driving style while ensuring safe and efficient driving. The second part of the thesis delves into personalizing lane change assistance systems, using a stochastic gradient descent-based learning approach to adjust parameters based on the driver's preferences, relying on the detection of their lane change intentions.To address conflicts between the driver and the autonomous driving system, the thesis explores three robust optimal control approaches for linear time-varying parameter systems (LPV) represented in the Takagi-Sugeno (T-S) fuzzy form. The first approach focuses on adaptive shared control by real-time adjustment of a multi-objective cost function based on driver availability and risk assessment. The second approach introduces a driver's dynamic model, with parameters identified online, allowing continuous adaptation to the driver's characteristics. This model is used to develop an adaptive shared control system for lane-keeping, taking into account the neuromuscular dynamics of the driver's parameters. The final approach aims to entirely eliminate conflicts between the driver and the lane-keeping system by combining an adaptive cost function with a dynamic driver behavior model.For the design of the LPV shared controller, stability conditions for closed-loop adaptive shared control (LPV) for all three approaches are established using Lyapunov stability arguments and formulated as a linear matrix inequality (LMI) optimization problem that can be numerically solved using convex optimization algorithms. Experimental validations and user testing experiments were conducted using the SHERPA-LAMIH dynamic driving simulator to assess the acceptability of these approaches, demonstrating their effectiveness in improving safety and driving comfort and validating all of the proposed approaches

Cette thèse se focalise sur l'étude de l’écoconduite (pratique de conduite visant à réduire l’impact environnemental de l’utilisation du véhicule) et, en particulier, des éco-manœuvres de conduite, avec prise en compte des contraintes d'infrastructure et de trafic, ainsi que des contraintes d'agrément de conduite. De plus, nous considérons, lors de la conception de l'algorithme, des principes inspirés de la cognition humaine, afin de renforcer l'efficacité et la bonne modularité. La facilité de calibration de l'algorithme est un autre aspect pris en considération. L'ensemble de l'exposé se focalise sur les véhicules électriques à batterie. Cependant, les principes proposés peuvent être adaptés pour leur application sur d'autres types de groupe motopropulseur.Ces travaux s’orientent sur trois grandes lignes. La première, l'Ergonomie de conduite, a permis de déterminer des critères d'agrément de conduite ; une modélisation du conducteur permettant de tenir compte des aspects ergonomiques est proposée. De même, nos hypothèses sont confrontées au comportement d’un conducteur en situation réelle, en appliquant une méthodologie innovante pour l'analyse d'enregistrements de roulages réels. Ensuite, une Modélisation énergétique du véhicule et des manœuvres de conduite est présentée, ainsi qu'une analyse du potentiel et l’origine du gain associé à différentes stratégies d'éco-conduite. Finalement un Algorithme de commande est proposé pour la réalisation d'éco-manœuvres de conduite, avec prise en compte des critères d'agrément. La structure globale de l'algorithme, basée sur les principes cognitifs, est constitué de plusieurs sous-systèmes le rendant modulaire et capable de répondre aux contraintes de calcul en temps réel et de mise au point, propres au milieu industriel
In the framework of this dissertation, we will focus on Eco-driving and, particularly on eco-maneuvers, taking into account constraints associated to infrastructure and traffic, as well as with drivability. Additionally, we will take inspiration on Cognitive Principles for the algorithm design; it will allow to reinforce algorithm’s effectiveness and modularity. Easiness of calibration will also be an important concern for our work. Our whole discussion focuses on Battery Electric Vehicles. However, the proposed principles may be adapted for their application for other types of powertrain.Our work treats three main topics: on one side, Driving Ergonomics, allowing to determine some criteria on drivability ; we will also propose a modelling of the driver allowing to take into account ergonomics considerations. Finally, we will assess our hypothesis with respect with driver behavior on real situations, by applying an innovative methodology for the analysis of actual driving records. Next we will focus on Energy Model of the vehicle and of driving maneuvers, as well as to the assessment of energy gain potential associated to several Eco-driving strategies; the origin of these gains is also studied. Finally, we propose a Control Algorithm allowing to execute driving eco-maneuvers, while taking into account drivability criteria. The global algorithm structure is based on cognitive principles presented earlier. These function consists of several subsystems, which improves its modularity, and enforces its potential to operate within real-time constraints, and simplifies calibrations ; these both are major advantages for an industrial application

Face à l’évolution rapide des technologies nécessaires à l’automatisation de la conduite au cours de ces dernières années, les grands constructeurs automobiles promettent la commercialisation de véhicules autonomes à l’horizon 2020. Cependant, la définition des interactions entre les systèmes de conduite automatisée et le conducteur au cours de la tâche de conduite reste une question ouverte. L'objectif de cette thèse est de concevoir, développer et évaluer des principes de coopération entre le conducteur et les systèmes de conduite automatisée. Compte tenu de la complexité d'un tel Système Homme-Machine, la thèse propose, en premier lieu une architecture de contrôle coopératif hiérarchique et deux principes de coopération généraux sur deux niveaux dans l’architecture qui serviront ensuite de base commune pour la conception des systèmes coopératifs développés pour les cas d’usages définis. Afin d’assurer une coopération efficace avec le conducteur dans un environnement de conduite dynamique, le véhicule autonome a besoin de comprendre la situation et de partager sa compréhension de la situation avec le conducteur. Pour cela, cette thèse propose un formalisme de représentation de la scène de conduite basé sur le repère de Frenet. Ensuite, une méthode de prédiction de trajectoire est également proposée. Sur la base de la détection de manœuvre et de l'estimation du jerk, cette méthode permet d’améliorer la précision de la trajectoire prédite comparée à celle déterminée par la méthode basée sur une hypothèse d'accélération constante. Dans la partie d’études de cas, deux principes de coopération sont mis en œuvre dans deux cas d’usage. Dans le premier cas de la gestion d’insertion sur autoroute, un système de contrôle longitudinal coopératif est conçu. Il comporte une fonction de planification de manœuvre et de génération de trajectoire basée sur la commande prédictive. En fonction du principe de coopération, ce système peut à la fois gérer automatiquement l’insertion d’un véhicule et donner la possibilité au conducteur de changer la décision du système. Dans le second cas d'usage qui concerne le contrôle de trajectoire et le changement de voie sur autoroute, le problème de partage du contrôle est formulé comme un problème d’optimisation sous contraintes qui est résolu en ligne en utilisant l’approche de la commande prédictive (MPC). Cette approche assure le transfert continu de l’autorité du contrôle entre le système et le conducteur en adaptant les pondérations dans la fonction de coût et en mettant en œuvre des contraintes dynamiques en ligne dans le modèle prédictif, tout en informant le conducteur des dangers potentiels grâce au retour haptique sur le volant. Les deux systèmes sont évalués à l’aide de tests utilisateur sur simulateur de conduite. En fonction des résultats des tests, cette thèse discute la question des facteurs humains et la perception de l'utilisateur sur les principes de coopération
Given rapid advancement of automated driving (AD) technologies in recent years, major car makers promise the commercialization of AD vehicles within one decade from now. However, how the automation should interact with human drivers remains an open question. The objective of this thesis is to design, develop and evaluate interaction principles for AD systems that can cooperate with a human driver. Considering the complexity of such a human-machine system, this thesis begins with proposing two general cooperation principles and a hierarchical cooperative control architecture to lay a common basis for interaction and system design in the defined use cases. Since the proposed principles address a dynamic driving environment involving manually driven vehicles, the AD vehicle needs to understand it and to share its situational awareness with the driver for efficient cooperation. This thesis first proposes a representation formalism of the driving scene in the Frenet frame to facilitate the creation of the spatial awareness of the AD system. An adaptive vehicle longitudinal trajectory prediction method is also presented. Based on maneuver detection and jerk estimation, this method yields better prediction accuracy than the method based on constant acceleration assumption. As case studies, this thesis implements two cooperation principles for two use cases respectively. In the first use case of highway merging management, this thesis proposes a cooperative longitudinal control framework featuring an ad-hoc maneuver planning function and a model predictive control (MPC) based trajectory generation for transient maneuvers. This framework can automatically handle a merging vehicle, and at the mean time it offers the driver a possibility to change the intention of the system. In another use case concerning highway lane positioning and lane changing, a shared steering control problem is formulated in MPC framework. By adapting the weight on the stage cost and implementing dynamic constraints online, the MPC ensures seamless control transfer between the system and the driver while conveying potential hazards through haptic feedback. Both of the designed systems are evaluated through user tests on driving simulator. Finally, human factors issue and user’s perception on these new interaction paradigms are discussed