Résumé
Les travaux menés dans le projet CoCoVeA ont permis de :
- Définir une architecture de coopération multi-niveaux permettant les interactions entre le conducteur et le véhicule autonome tant au niveau contrôle du véhicule (guidage du véhicule sur la trajectoire définie) qu'au niveau tactique (choix de manœuvres possibles type : changement de voie, insertion, dépassement, ...) ;
- Définir les besoins informationnels du conducteur pour réaliser sa tâche de conduite et ceci en fonction du degré d'automatisation (conduite partagée, supervision de l'automate, délégation, reprise en main) ;
- Définir les mécanismes d'IHM permettant de fournir ces informations au conducteur et de recueillir ses consignes (IHM visuelles, manuelles, sonores, haptiques) en fonction du contexte et du mode engagé ;
- Définir les besoins de monitoring du conducteur à la fois durant les phases de conduite manuelle et de conduite déléguée pour assurer la sécurité du véhicule ;
- Définir les mécanismes de transitions entre modes de conduite et les conditions associées à ces transitions pour garantir la sécurité ;
- Prototyper l'ensemble de ces travaux sous forme d'un système intégré sur simulateur de conduite interactif dynamique ;
- Prototyper une partie de ces travaux sur véhicule réel ;
- Evaluer le prototype réalisé sur le simulateur de conduite dans le cadre d'une expérimentation faisant intervenir un panel représentatif de conducteurs.
Le projet CoCoVeA a démontré la nécessité d'une coopération étroite entre conducteur et système d'assistance de façon à garantir l'acceptabilité et la sécurité du véhicule autonome. Pour cela une architecture de coopération multi-niveaux a été développée et prototypée sur simulateur de conduite. Les algorithmes implantés dans cette architecture pour résoudre les problématiques de partage du contrôle, de gestion de l'autorité, de résolution de conflits pour la prise de décision ont mis en évidence le besoin d'une meilleure connaissance du "fonctionnement" du conducteur.
Plusieurs axes s'en dégagent :
- Le besoin de modèles du conducteur décrivant à la fois ses mécanismes décisionnels mais également sensori-moteurs. Les modèles des mécanismes décisionnels qui amènent le conducteur à choisir une alternative plutôt qu'une autre permettront de rendre homogène le comportement de l'automatisme avec celui du conducteur de façon à favoriser l'acceptabilité des systèmes. Ils permettront également d'avancer sur le problème de l'éthique dans le domaine du véhicule autonome. Les modèles sensori-moteurs permettront d'affiner les interfaces, notamment haptiques, entre conducteur et système, pour une meilleure sécurité.
- Le besoin d'un monitoring avancé du conducteur. Dans de nombreuses phases de conduite, il est nécessaire de mettre en relation les capacités opérationnelles du conducteur avec les exigences de la situation. Vigilance, charge de travail, conscience de la situation, attention sont autant d'informations indispensables à la modulation du niveau d'automatisation.
Parmi ces axes, plusieurs objectifs sont en cours d'approfondissement dans le cadre du projet ANR AutoConduct, piloté par l'institut VeDeCom, auquel plusieurs partenaires du projet CoCoVeA participent.
Démonstrateurs
Simulateur de conduite du LAMIH
www.uphf.fr/LAMIH/fr/SHERPA
Vidéo : https://pod.uphf.fr/video/0600-simulateur-de-conduite-du-lamih-sherpa/
Prototype C1 de l’ENSIAME
www.uphf.fr/ensiame/le-vehicule-autonome
Vidéo : https://pod.uphf.fr/video/0599-c1-ensiame-prototype-cocovea/
Prototype Link&Go de AKKA
www.akka-technologies.com/en/innovation/projects/link-go
Vidéo : https://youtu.be/Pc6RdqQX7Qc
Publications
Conférences de vulgarisation
Collectif (2015). CNRS – Les Innovatives, « Véhicule du futur ». Présentation des projets ABV & CoCoVeA, Paris, mars.
Revues internationales à comité de lecture
NGUYEN T., SENTOUH C., POPIEUL J. (2017). Fuzzy Steering Control for Autonomous Vehicles under Actuator Saturation: Design and Experiments. Journal of the Franklin Institute, (In Press).
BENLOUCIF M., SENTOUH C., FLORIS J., SIMON P., POPIEUL J. (2017). Online adaptation of the Level of Haptic Authority in a lane keeping system considering the driver's state.Transportation Research Part F: Psychology and Behaviour, (In Press).
NGUYEN T., SENTOUH C., POPIEUL J. (2017). Sensor Reduction for Driver-Automation Shared Steering Control via an Adaptive Authority Allocation Strategy. IEEE/ASME Transactions on Mechatronics (TMECH) (In Press), Volume: PP, Issue: 99. [IF=4.357] [DOI=10.1109/TMECH.2017.2698216].
NGUYEN T., SENTOUH C., POPIEUL J. (2017). Driver-Automation Cooperative Approach for Shared Steering Control under Multiple System Constraints: Design and Experiments. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 64 (5), pp. 3819-3830, ISSN 0278-0046. [IF=7.168] [DOI=10.1109/TIE.2016.2645146].
NGUYEN T., LAURAIN T., PALHARES R., LAUBER J., SENTOUH C., POPIEUL J. (2016). LMI-based Control Synthesis of Constrained Takagi-Sugeno Fuzzy Systems Subject to L2 or L-infinity Disturbances. Neurocomputing, 207, pp. 793-804. [IF=3.317] [DOI=10.1016/j.neucom.2016.05.063].
SOUALMI B., SENTOUH C., POPIEUL J-C., DEBERNARD S. (2014). Automation-driver cooperative driving in presence of undetected obstacles. IFAC Control Engineering Practice, 24, pp. 106–119.
Conférences internationales
BENLOUCIF M., NGUYEN T., SENTOUH C., POPIEUL J. (2017). A New Scheme for Haptic Shared Lateral Control in Highway Driving Using Trajectory Planning. 20th IFAC World Congress, Toulouse, France, juillet.
BENLOUCIF M., SENTOUH C., FLORIS J., SIMON P., BOVERIE S., POPIEUL J. (2016). Cooperation between the driver and an automated driving system taking into account the driver's state. Driving Simulation and Virtual Reality Conference and Exhibition, Arts et Métiers Paris Tech, Paris, France, septembre.
BENLOUCIF M., POPIEUL J., SENTOUH C. (2016). Architecture for multi-level cooperation and dynamic authority management in an Automated Driving System – A case study on lane change cooperation. 13th IFAC/IFIP/IFORS/IEA Symposium on Analysis, Design, and Evaluation of Human-Machine Systems, Kyoto, Japan, août.
NGUYEN T., SENTOUH C., POPIEUL J. (2016). Takagi-Sugeno Model-based Steering Control for Autonomous Vehicles with Actuator Saturation. 4th IFAC Conference on Intelligent Control and Automation Sciences ICONS 2016, Volume 49, Issue 5, Reims, France, pp. 206-211, juin.
BENLOUCIF M., POPIEUL J., SENTOUH C. (2016). Multi-level cooperation between the driver and an automated driving system during lane change maneuver. 2016 IEEE Intelligent Vehicles Symposium (IV), Gothenburg, Sweden, pp. 1224-1229, juin.
NGUYEN T., SENTOUH C., POPIEUL J. (2015). Online adaptation of the authority level for shared lateral control of driver steering assist system using dynamic output feedback controller. 41st Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society (IECON 2015), Yokohama, Japan, pp. 3767–3772, novembre.
NGUYEN T., LAURAIN T., LAUBER J., SENTOUH C., POPIEUL J. (2015). Non-quadratic approach for control design of constrained Takagi-Sugeno fuzzy systems subject to persistent disturbances. IEEE International Conference on Fuzzy Systems (FUZZ-IEEE 2015), Istanbul, Turkey, pp. 1-6, août.
NGUYEN T., SENTOUH C., POPIEUL J., SOUALMI B. (2015). Shared lateral control with online adaptation of the automation degree for driver steering assist system: A weighting design approach. IEEE 54th Annual Conference on Decision and Control, Osaka, Japan, pp. 857–862, décembre.
PACAUX-LEMOINE M., SIMON P., POPIEUL J. (2015). Human-Machine Cooperation principles to support driving automation systems design. 3rd International Symposium on Future Active Safety Technology Toward zero traffic accidents (FAST-zero’15), Gothenburg, Sweden, septembre.
PSA (2015). Présentation à ITS Bordeaux - ITS-1883 - Human factor issues for automated driving and autonomous car, 5-9 octobre.
BOVERIE S. (2014). Conférence invitée : « Les systèmes d'assistance à la conduite automobile, exemples d'applications de la logique floue », LFA’2014, Cargèse, 22-24 octobre.