Objectifs

L'exemple auquel nous nous interessons se place dans la continuite de ceux que nous avons presente dans les deux chapitres precedents. Dans cette mission, le vehicule doit ^etre capable de suivre une trajectoire de reference (correspondant a une voie de circulation), et de depasser d'autres vehicules presents sur sa route lorsque leur vitesse est plus faible que la sienne et que le depassement est possible. Il doit egalement pouvoir

150 Chapitre 5. Reseaux de neurones articiels et encha^nement de manuvres se rabattre rapidement en cas de probleme durant sa manuvre. La vitesse maximum d'evolution du vehicule durant la manuvre est de 5 metres par seconde.

L'execution de cette manuvre fait intervenir plusieurs systemes de commande specia-lises:

{ un contr^oleur charge du suivi de trajectoires. Il s'agit dans notre simulation du systeme presente dans le chapitre 3. Ce contr^oleur peut prendre la commande du robot dans trois situations distinctes auxquelles sont associees des consignes de vitesses dierentes:

{ la voie est libre: la vitesse est alors une consigne associee a la trajectoire de reference;

{ un autre vehicule se trouve sur la m^eme voie de circulation mais le depas-sement est impossible: la vitesse est alors celle du vehicule obstacle; { un autre vehicule se trouve sur la m^eme voie de circulation mais a une

distance trop proche pour permettre un depassement sans risque: la vitesse est alors choisie inferieure d'un metre par seconde a celle de ce vehicule; { un contr^oleur chargedu depassementa proprement parler que nous avons presente

dans le chapitre 4. Ce contr^oleur admet plusieurs jeux de parametres correspon-dants au depassement, a des vitesses dierentes, par la gauche ou par la droite, d'un vehicule immobile ou d'un vehicule en mouvement;

{ un contr^oleur realise selon la m^eme technique (reseau neuro- ou) ayant pour but le rabattement rapide du vehicule en cas de detection d'un nouvel obstacle durant la manuvre;

{ un troisieme systeme de commande du m^eme type (reseau neuro- ou) charge du pilotage lorsque le vehicule est dans l'obligation de reculer;

{ un systeme d'arr^et d'urgence active en cas de risque de collision.

Le systeme de selection doit donc ^etre capable, en fonction de la situation courante, de donner la main a l'un de ces systemes de commande et de selectionner le cas echeant un jeu de parametres. Le nombre de possibilites (sorties du reseau utilise) est de 25 (16 instanciations dierentes du reseau d'evitement, 3 situations de suivi de trajectoire, rabattement sur la gauche ou la droite, arr^et, recul, arr^et d'urgence et enn appel au niveau superieur en cas d'echec).

L'ensemble des regles codees par le reseau utilisent plusieurs informations, qui sont comme nous l'avons vu plus haut, soit des valeurs booleennes correspondant a la de-tection d'une caracteristique particuliere, soit des variables continues decoupees en plusieurs intervalles. Ces dernieres sont, dans le cas de cette mission, les suivantes:

{ la vitesse associee a la portion courante de la trajectoire de reference. Cette variable est decoupee en 5 intervalles de tailles equivalentes correspondant a des valeurs entre 0 et 5 m:s,1;

5.3. Un exemple de manuvre de haut niveau 151 { la vitesse d'un eventuel vehicule obstacle. Cette valeur est egalement decoupee en quatre intervalles. Elle peut ^etre obtenue, sur le robot reel, soit par communi-cation entre les vehicules, soit par derivation de l'information de distance; { la distance entre le robot et le vehicule obstacle, decoupee elle aussi en 5

inter-valles. Cette information est calculee a l'aide des zones de la carte locale corres-pondant a l'avant du robot;

Le reseau utilise possede 14 autres entrees correspondant aux informations suivantes: { detection d'un risque de collision si le robot suit la trajectoire de reference. Cette

information est obtenue a partir des obstacles repertories sur la carte locale, en cherchant de maniere geometrique les intersections entre ces derniers et un echantillon des positions futures du vehicule;

{ presence ou non d'obstacles dans une zone situee a l'avant du vehicule;

{ presence ou non d'obstacles interdisant un depassement sur la droite ou la gauche du robot. Cette information pourrait ^etre enrichie par une communication avec le vehicule depasse. Nous n'employons toutefois que les valeurs des capteurs dans notre simulation;

{ presence ou non d'obstacles a l'arriere du vehicule;

{ information sur la vitesse actuelle du robot (vitesse positive ou non, vitesse su-perieure a celle de l'obstacle ou non);

{ indication sur la manuvre en cours de realisation (i.e. rabattement d'urgence ou depassement normal);

{ presence d'obstacles sur la carte locale, dans une zone proche du robot, impliquant un arr^et d'urgence. Cette zone est choisie de forme rectangulaire et de taille proportionnelle a la vitesse. Il serait toutefois preferable de lui donner une forme variable dependant du braquage du vehicule, sur le modele des zones virtuelles deformables proposees par R. Zapata [172].

Le detail de ces entrees ainsi que les regles utilisees sont donnes en annexe E. Le comportement du robot regit par ces regles est le suivant:

{ lorsque aucun obstacle ne menace le vehicule, celui ci se contente de suivre sa trajectoire a la vitesse preconisee;

{ si un autre vehicule circule sur la m^eme voie a une vitesse inferieure, le robot tente de le depasser, en choisissant de doubler de preference par la gauche; { si ce depassement est impossible en raison de la presence d'autres obstacles, le

robot se contente de suivre le deuxieme vehicule jusqu'a ce que le depassement soit possible (il s'arr^ete si l'obstacle est lui-m^eme immobile);

152 Chapitre 5. Reseaux de neurones articiels et encha^nement de manuvres { si le deuxieme vehicule est trop proche pour ^etre double sans risque, le robot

ralentit ou recule pour augmenter l'espace le separant de cet obstacle;

{ lors d'une manuvre de depassement, si un autre obstacle est detecte, le robot tente soit de se rabattre rapidement si le depassement est susamment avance, soit de ralentir avant de reprendre sa place derriere le premier vehicule.

Nous pouvons noter que la mauvaise precision des capteurs utilises impose l'emploi de distances de securite importantes lors des mouvements.

Nous presentons dans la section suivante quelques exemples de resultats obtenus.