2.4 Architecture pour la coopération multi-niveau

2.4.3 Niveau tactique

En plus des sous tâches classiquement liées à la conduite à ce niveau et qui relèvent de la décision sur la manœuvre et la planification de trajectoire, des fonctions supplémentaires visant à apporter des informations utiles à la coopération sont ajoutées.

La structure du module de décision sur la manoeuvre ("Maneuver decision") est illustrée sur la figure 2.8 :

"Possible Maneuvres" : d’un point de vue cognitif, le traitement de l’information et de

la prise de décision passe par une catégorisation de la situation [165]. Cette dernière s’effectue en déterminant un ensemble de manœuvres pertinentes par rapport de la situation de conduite en cours. Par exemple, les manœuvres possibles lors d’une conduite sur autoroute avec une

circulation modérée sont : le maintien de vitesse, le suivi de véhicule, les dépassements et la sortie d’autoroute. Dans [154], le système d’aide à la décision de changement de voie considère trois manœuvres : changement de voie vers la droite, changement de voie vers la gauche et maintien de voie. Dans [156], la combinaison de trois manœuvres longitudinales (accélérer, décélérer et maintenir la vitesse) et trois manœuvres latérales élémentaires (maintien de voie, changement de voie vers la gauche et changement de voie vers la droite) permet de former une grille de neuf manœuvres possibles.

"Maneuver Ranking" et "Motivations" : les modèles motivationnels décrivent le

mécanisme de décision responsable notamment du choix des manœuvres. Van Der Molen et Bötticher ont décrit ce processus comme une évaluation de l’utilité de chaque alternative sur la base des motivations et des attentes qui y sont liés [8]. Ce modèle est pris comme référence pour la prise de décision au niveau tactique afin d’imiter le comportement du conducteur. La méthode de prise de décision est présentée dans la section 3.4.

"Trajectory definition" : Ce module assure la planification locale de la trajectoire. A

l’issue du choix de la manœuvre dans les modules précédents, il transforme la décision de haut niveau en une trajectoire réalisable qui tient compte de la dynamique de l’ego-véhicule et des risques de collision avec les obstacles pour les prochaines secondes. L’approche de planification développée offre la possibilité d’adapter en temps réel la trajectoire du système pour tenir compte de l’action du conducteur sur le volant. Celle-ci est détaillée dans la section 4.2.

"Driver Assessment" : l’information sur le conducteur est très utile lors de la gestion

des interférences et de l’autorité. Elle peut indiquer si le conducteur agit consciemment sur le volant, s’il est conscient de la situation de conduite ou même s’il est prêt à reprendre le contrôle. L’information sur l’état du conducteur peut donc être utilisée par le système afin d’adapter l’assistance à ses besoins. En fait, lorsque le conducteur manifeste des signes de distraction ou lorsqu’il est fatigué, sa conscience de la situation et ses performances de conduite sont susceptibles de se détériorer. Dans ce cas, il serait intéressant que le système augmente son autorité pour maintenir la sécurité du véhicule. Un état détérioré du conducteur sain peut être imputé à deux facteurs : la distraction et la fatigue. De nombreuses méthodes d’évaluation de l’état du conducteur existent (voir [166] pour une revue de littérature). Aussi, des solutions commerciales pour la surveillance des conducteurs alliant caméras et techniques de traitement d’images peuvent être trouvées sur le marché [167].

Les techniques de détection des mains permettent d’avoir l’information sur la position des mains sur le volant ce qui peut être intéressant à considérer par exemple lors d’un transfert d’autorité au conducteur.

2.4. Architecture pour la coopération multi-niveau

tactique, l’interaction avec le système est soit explicite soit implicite. En effet, le conducteur doit pouvoir exprimer explicitement la manoœvre désirée par le biais de l’IHM. De plus, le système devrait être capable d’inférer implicitement les intentions du conducteur si ce dernier initie des manœuvres en agissant directement sur les commandes du véhicule.

La reconnaissance des intentions exploite le fait qu’il y ait une phase de préparation avant de commencer une manœuvre et une modification du comportement de conduite pendant son exécution. De ce fait, l’analyse des données sur le conducteur, le véhicule et son environnement permet d’anticiper ou reconnaître l’intention du conducteur.

La connaissance des intentions du conducteur est nécessaire dans le module de gestion de l’autorité afin de détecter un éventuel conflit et donc arbitrer pour décider s’il faudrait céder au conducteur et mettre à jour le plan tactique du système ou s’il faudrait rejeter son action [152]. Ce module est présenté plus en détail dans la section 3.3.

"Authority Management" : la gestion de l’autorité est un élément clé pour une

co-opération réussie. Les rôles du module de gestion d’autorité sont multiples. Tout d’abord, sélectionner le niveau d’automatisation (le mode de fonctionnement) qui détermine la ré-partition à priori (prévisionnelle) de l’autorité et de la responsabilité. En généralisant l’idée du contrôle partagé aux différents niveaux de la conduite, la distribution d’autorité devrait être affinée afin de mieux s’adapter à la situation. Par conséquent, le deuxième rôle de cette fonction est de détecter et identifier la nature des conflits entre le conducteur et le système et gérer dynamiquement leurs autorités respectives sur les différents niveaux de la tâche de conduite afin de résoudre le conflit de manière adéquate.

Au niveau stratégique, compte tenu de la nature de la tâche de planification d’itinéraire

et de l’horizon temporel important qu’il nécessite, les conflits ne sont pas critiques pour la sécurité générale du système homme-machine. Par conséquent, les mécanismes d’interaction et de gestion des conflits déjà présents dans les systèmes de navigation conventionnels sont suffisants. Cependant, si un conflit est lié au niveau tactique, par exemple, le conducteur initie une manœuvre qui n’est pas considérée pertinente par le système et vice-versa, l’arbitrage doit être effectué pour déterminer à qui reviendrait l’autorité de la décision et donc si le système cède au conducteur et met à jour plan tactique ou le rejette. Lorsque le conflit est lié au niveau de la trajectoire, la trajectoire planifiée devrait être modifiée pour mieux correspondre au besoin du conducteur [157]. Les détails de l’implémentation sont expliqués dans la section 3.2.3.

Au niveau opérationnel, le but de la gestion de l’autorité consiste à déterminer la

répartition des efforts que le conducteur et le système doivent mettre sur le volant (LoHA). Si l’autorité va au conducteur, le système réduit le couple de braquage au niveau de la direction ce qui permet au conducteur de diriger facilement le véhicule. Sinon, le système

délivre la totalité du couple d’assistance nécessaire au suivi la trajectoire planifiée réduisant dans ce cas la capacité du conducteur à tourner le volant l’obligeant de fournir un effort plus important.

Dans le document Coopération homme-machine multi-niveau entre le conducteur et un système d'automatisation de la conduite (Page 70-73)