Comparaison des temps morts pendant l’ex´ ecution de trajectoires

En g´en´eral, nous avons remarqu´e que le temps mort cumulatif est corr´el´e avec le nombre d’arrˆets d’urgence sauf pour le pilote I (figure 6.14). Pour ce pilote, le temps mort cumulatif lors de la seconde it´eration du parcours est plus ´elev´e en mode r´eactif simple qu’en mode arrˆet d’urgence. Ceci s’explique par le fait que lors de l’it´eration 2 et pendant le passage dans le couloir, le pilote a pass´e beaucoup de temps `a d´egager la plate-forme de la situation d’impasse dans laquelle elle se trouvait.

Par ailleurs, nous remarquons sur la figure 6.14 que le temps mort est tr`es r´eduit, voire inexistant, lorsque le pilote est assist´e par le module semi-autonome fonctionnant en mode r´eactif et r´eflexe. Les r´eductions moyennes de temps morts varient de 75% `a 100%, lorsque nous comparons le mode r´eactif simple et le mode r´eactif et r´eflexe.

Figure 6.14 Comparaison du nombre des dur´ees de temps mort pendant les ex´ecutions de trajectoires en mode arrˆet d’urgence, en mode r´eactif simple et en mode r´eactif et r´eflexe.

6.5 Conclusion

Les fonctionnalit´es du module semi-autonome ont ´et´e test´ees exp´erimentalement dans un environnement contraint. Apr`es avoir valid´e le module de d´etection d’impasses, nous avons montr´e la mani`ere dont les arcs r´eflexes m´ecaniques sont utilis´es pour r´eduire les temps morts dus `a ces impasses. Les r´esultats d’une ´etude comparative men´ee avec quatre pilotes sugg`erent que la m´ethode de CPA directionnel introduit peu d’oscillations dans la dynamique de la plate-forme en plus de permettre une navigation s´ecuritaire. L’utilisation des arcs r´eflexes m´ecaniques r´eduit significativement les temps morts chez les pilotes test´es. Tous les contextes d’impasses ne sont pas ´evitables par la m´ethode propos´ee. Il arrive parfois qu’aucun arc r´eflexe m´ecanique n’existe dans la biblioth`eque pour une situation d’impasse particuli`ere. Dans ce cas, la plate-forme est arrˆet´ee devant le danger le plus rapproch´e. Une intervention s´ecuritaire du pilote permettant de changer de direction au mouvement pourrait d´egager la plate-forme de cette impasse.

CHAPITRE 7

CONTR ˆOLE COLLABORATIF PAR ESTIMATION DE L’APTITUDE DU PILOTE

7.1 Introduction

Le but principal du module semi-autonome est d’assister le pilote humain dans l’ex´ecution des tˆaches de navigation. Le niveau d’implication de ce module doit s’adapter au niveau d’assistance d´esir´ee par le pilote (Zieba et al., 2009; Bethel et al., 2007). Cette implication se manifeste par la g´en´eration de signaux de contrˆole destin´es `a compenser les manoeuvres du pilote consid´er´ees lorsque celles-ci sont dangereuses par le module semi-autonome. Nous avons s´electionn´e l’aptitude au pilotage comme une mesure permettant de construire un m´ecanisme d’adaptation de l’assistance du module semi-autonome. Certains dangers sont `

a la fois d´etectables par le pilote et le module semi-autonome. L’aptitude au pilotage se mesure par la capacit´e du pilote `a ´eviter correctement de tels dangers. La mise en oeuvre de cette capacit´e requiert de sa part la mobilisation de ressources perceptuelles, cognitives et motrices (Hart, 1988). Dans la litt´erature, les syst`emes de pilotages collaboratifs entre un humain et un module de navigation supposent g´en´eralement que le pilote maintient le mˆeme niveau d’aptitude `a ´eviter les dangers per¸cus, peu importe le contexte de navigation (C. Urdiales et Sandoval, 2007; Li et al., 2008; Riley et al., 2008; Galluppi et al., 2008). Cette hypoth`ese, mˆeme si elle peut s’av´erer correcte lorsque le pilote est un expert des tˆaches de navigation, s’av`ere inad´equate quand il ne poss`ede pas toutes les aptitudes requises pour de telles op´erations. Par ailleurs, il a ´et´e abondamment document´e que l’aptitude d’un pilote pendant les tˆaches de navigation, peu importe son degr´e d’expertise, est variable en fonction de certains facteurs comme :

– les facteurs personnels : la distraction ou l’inattention, les conditions m´edicales person- nelles, l’´etat mental, l’humeur, la fatigue, etc. (Hart, 1988) ;

– les facteurs environnementaux : la densit´e de dangers pr´esents, la complexit´e des op´erations de navigation `a r´ealiser, les contraintes g´eom´etriques li´ees aux aspects physiques de la plate-forme mobile et l’espace restreint disponible pour les manoeuvres.

Plusieurs ´etudes d´emontrent une corr´elation forte entre la d´egradation de performance d’un pilote de v´ehicule et l’augmentation de la charge de travail (complexit´e et nombre de manoeuvres `a ex´ecuter) (Steinfeld et al., 2006; Young et Jerome, 2009; Wang et al., 2006; Coleman et al., 1999). Caract´eriser l’aptitude au pilotage revient donc `a estimer la charge

de travail que le pilote doit effectuer. Dans le milieu de la recherche sur les interactions homme-machine, aucun consensus n’existe en ce qui concerne la d´efinition de la charge de travail. Cependant, la d´efinition de Hart (Hart, 1988) revient souvent. Ce dernier d´efinit la charge de travail d’un pilote comme ´etant la relation per¸cue entre ses ressources et celles requises pour accomplir une tˆache donn´ee.

Une mani`ere de diminuer cette charge de travail consiste `a fournir au pilote un module d’assistance (Fields et al., 2009; Damian et al., 2009). La nature variable de cette charge fait en sorte qu’une adaptation du niveau d’assistance est requise afin d’aider ad´equatement le pilot par le biais d’outils d’estimation de la charge de travail.

Le reste du chapitre est organis´e en 5 sections. Le lien entre l’´evaluation de l’aptitude et celle de la charge de travail, nous am`ene `a pr´esenter dans la section 2, une revue des diff´erentes approches utilis´ees et `a montrer les raisons pour lesquelles elles ne sont pas ad´equates dans le cadre de notre th`ese. Dans la section 3, nous pr´esentons une nouvelle approche d’estimation de l’aptitude bas´ee sur l’entropie comportementale et d´emontrons les avantages d’une telle approche. Un algorithme de d´elib´eration r´esolvant la probl´ematique de contrˆole collaboratif de cette th`ese et bas´e sur l’entropie comportementale est pr´esent´e dans la section 4. Les sections 5 et 6 pr´esentent respectivement les limites de l’approche propos´ee et la conclusion.