3.4 Prise de décision sur la manoeuvre
3.4.4 Résultats expérimentaux et de simulation
3.4.4.3 Résultats de la prise de décision
Dans le but d’illustrer les résultats de l’approche de prise de décision présentée au long de cette section, nous avons simulé un scénario de conduite aléatoire sur autoroute à 3 voies. La figure 3.20 représente la scène de trafic autour de l’ego-véhicule à plusieurs instants du scénario.
Pour chaque instant, l’ego-véhicule (en bleu) ainsi que les autres véhicules (en rouge) sont représentés sur les trois voies. La scène est toujours centrée autour de l’ego-véhicule et pour des raisons de lisibilité de la figure, nous nous limitons à afficher la situation sur 100 m devant et 50 m derrière l’ego-véhicule. Afin de distinguer les véhicules de trafic lors de l’évolution du scénario, ces dernier sont numérotés. L’instant de la scène est indiqué au dessus de chaque illustration.
La figure 3.21(a) montre l’évolution des fonctions de coût attribuées à chaque voie. C(1), C(0) et C(−1) correspondent aux coûts de la voie de droite, de la voie courante et de la voie de gauche respectivement. Il est à noter que l’on se réfère à la voie actuelle de l’ego-véhicule pour déterminer chaque voie. Par exemple, la voie courante deviendra celle de droite après que l’ego véhicule se déporte sur la voie de gauche.
Pour mieux comprendre le comportement de l’ego-véhicule, sa vitesse et celle des véhicules leaders sont représentées sur la figure 3.21(b). La notation X(i)suit la même logique expliquée précédemment i.e vl(0) dénote la vitesse du véhicule leader sur la voie actuelle. Les instants
3.4. Prise de décision sur la manoeuvre
auxquels sont prises les scènes sur la figure 3.20 sont rapportés sur la figure 3.21.
La vitesse désirée de l’ego-véhicule est de 30 m.s−1. Afin de favoriser les situations de dépassement, les vitesses des véhicules de trafic sont légèrement inférieures.
La scène représentée à l’instant t = 7s (Fig. 3.20(a)), montre l’ego-véhicule sur la voie de droite, voie recommandée par le code de la route. Pendant cette première phase du scénario, sa vitesse est autour de 22 m.s−1 qui est inférieure à la vitesse désirée de 30 m.s−1 comme on peut le voir sur la figure 3.21(b). A cet effet, il accélère pour se mettre à la vitesse du véhicule de gauche (véhicule 1) (qui est également inférieure à la vitesse désirée) pour ne pas enfreindre la règle du dépassement par la droite.
Alors que l’ego-véhicule se rapproche du véhicule leader sur sa voie (véhicule 2) et dont la vitesse est nettement inférieure à la sienne (Fig. 3.21(b)), le coût de la voie actuelle augmente progressivement et celui de la voie de gauche diminue comme l’illustre la figure 3.21(a) (t ∈ [0, 8s]).
A t = 8s, le coût de la voie de gauche devient inférieur à celui de la voie actuelle (Fig. 3.21(a)). Cela marque l’instant ou l’ego-véhicule initie un changement de voie à gauche (Fig. 3.20(b)).
Une fois sur la voie du milieu, la possibilité de dépasser le véhicule 1 pour atteindre la vitesse désirée s’offre à l’ego-véhicule qui continue vers la voie la plus à gauche (Fig. 3.20(c), (d), (e), (f) et (g)). Pendant cette phase, plusieurs véhicules lents sur la voie la plus à droite sont dépassés (véhicule 2,3 et 4). On peut remarquer sur la figure 3.21(b) que l’ego-véhicule accélère jusqu’à la vitesse désirée. Lorsque le véhicule ego atteint la troisième voie (t ∈ [19, 52s]), le coût du changement de voie vers la gauche (en noir sur la figure 3.21(a)) augmente considérablement dû aux marquages continus et à l’inexistence d’une voie praticable. Alors que l’ego-véhicule approche du véhicule 1, le coût de la voie de droite augmente progressivement.
Lorsque le véhicule 1 est dépassé et que la possibilité de se rabattre s’ouvre, la voie de droite obtient le coût le plus bas (3.21(a)) et le véhicule initie la manœuvre pour rejoindre la voie de droite comme le montre la figure 3.20(h).
Figure 3.20 – Scène de trafic à différents instants du scénario de test représentant l’évolution de l’ego-véhicule au sein d’une situation de trafic aléatoire
3.4. Prise de décision sur la manoeuvre
Figure 3.21 – Évolution durant le scénario des : (a) fonctions de coût pour chaque voie ; (b) Vitesses de l’ego-véhicule et des véhicules leaders sur chaque voie
3.5 Conclusion
Dans ce chapitre nous avons présenté les modules de haut niveau de l’architecture. La notion de gestion d’autorité est centrale à la coopération Homme-Machine. Le choix du niveau d’automatisation (mode de fonctionnement) relève de l’attribution des tâches. Le sys-tème proposé offre un niveau d’automatisation modulable où le conducteur peut rester aux commandes du véhicule (Niveau 0), déléguer le contrôle longitudinal (Niveau 1) ou délé-guer le contrôle longitudinal et latéral (Niveau 2). Les transitions entre les modes est une problématique à part entière qui retient l’attention de beaucoup de chercheurs. Suite à de nombreuses discussions au sein du consortium, la logique de fonctionnement du système ainsi que les transitions entre les niveaux d’automatisation ont été définies de sorte à assurer la conscience de la situation du conducteur et préserver sa sécurité. L’ensemble des recomman-dations ont permis de modéliser sous forme de machine à état finis le fonctionnement global du système. En se basant sur les principes de l’automatisation adaptative et du contrôle partagé nous avons proposé un principe d’affinement de la distribution d’autorité en temps réel en fonction de la situation afin d’adapter le fonctionnement des modules du système au niveau de la manœuvre, de la trajectoire et des contrôleurs en cas de conflit.
Pour coopérer au niveau de la manœuvre, le système a besoin d’inférer l’intention du conducteur. Une méthode de détection de l’intention basée sur la logique floue a été proposée. Celle-ci permet de distinguer trois manœuvres : Le maintien de voie et les changements de voie dans les deux directions droite/gauche.
Enfin, l’approche pour décider des manœuvres à exécuter par le système est présentée. Inspirée du modèle de la psychologie cognitive de Van Der Molen, celle-ci se base sur la génération de stratégies candidates en fonction de la situation, la prédiction de la situation pour chaque stratégie et une phase d’évaluation basée sur des fonctions de coût afin d’en déterminer la plus appropriée. L’intérêt de l’approche réside dans l’évaluation et le classement de plusieurs alternatives pour les confronter à l’intention du conducteur afin d’assurer une coopération au niveau de la manœuvre.
Chapitre 4
Fonctions de bas niveau pour la
coopération
4.1 Introduction
Dans ce chapitre sont présentés les développements des modules qui s’inscrivent dans le bas niveau de l’architecture de contrôle simplifiée représentée sur la figure 4.1.
Dans les architectures classiques de la robotique et de la conduite automatisée, le mo-dule de planification de trajectoire se compte parmi les fonctions de haut niveau à cause de l’horizon temporel relativement élevé de cette tâche. Cela dit, dans notre cas la planification de trajectoire requiert une fréquence d’exécution plus élevée car elle intègre une dimension coopérative pour le contrôle partagé qui change la nature de sa fonction. Enfin, l’approche utilisée pour le contrôle latéral partagé du véhicule est présentée.
Figure 4.1 – Architecture de contrôle simplifiée : Fonctions de bas niveau pour la coopération Homme-machine (cadre vert)