User-centered multi-layer programming approach to model scenarios on driving simulators

par Ghasan Bhatti

Thèse de doctorat en Image, information, hypermedia

Sous la direction de Jean-Pierre Jessel.

Soutenue en 2014

à Toulouse 3 .


  • Résumé

    Le simulateur de conduite est un outil très utilisé par les chercheurs, Il leurs permet d'étudier le comportement des conducteurs, d'analyser certains aspects de la sécurité routière et d'évaluer des Systèmes d'Aide à la Conduite (SAC). La modélisation des scénarios pour ces simulateurs de conduite est une tâche cruciale et complexe pour le chercheur. Elle exige des compétences techniques et de programmation spécifiques, pour lesquelles les chercheurs ne sont pas nécessairement formés. Une des principales raisons est le manque de conception centrée sur l'utilisateur (UCD), ce qui pourrait expliquer la difficulté des chercheurs à atteindre leurs objectifs avec des simulateurs de conduite. L'interface utilisateur n'est donc pas très intuitive et conviviale dans la plupart des simulateurs de conduite. Afin de combler l'écart entre les compétences des utilisateurs et les objectifs qu'ils souhaitent atteindre en utilisant des simulateurs de conduite, une approche de programmation multicouche centrée sur l'utilisateur est proposée. Une étude a été menée sur des utilisateurs afin de recueillir leurs besoins et leurs exigences pour modéliser des scénarios sur simulateur de conduite. Les différentes étapes que suit l'utilisateur final lors de la conception d'un protocole expérimental et les différents types d'utilisateurs qui interagissent avec les simulateurs de conduite ont été identifiés. L'interface pour le développement d'un protocole expérimental a été divisée en trois sous-interfaces, qui sont utilisées par les différents utilisateurs qui interagissent avec les simulateurs de conduite : le 'Template Builder' pour le personnelle technique, le 'Experiment Builder' pour les chercheurs, et le 'Experiment Interface' pour les opérateurs expérimentés. L'utilisation de cet 'Experiment Builder' peut permettre aux chercheurs de développer des scénarios à haut niveau tout en exploitant les primitives de programmation. Une évaluation de l'approche a été effectuée sur un prototype semi-fonctionnel et fonctionnel. Lors de l'évaluation, les utilisateurs finaux (les chercheurs) ont développé un protocole expérimental sur simulateurs de conduite. Les résultats obtenus ont montré que l'approche proposée permet aux chercheurs non-programmeurs de modéliser des scénarios sur les simulateurs de conduite sans aucune aide technique ou de programmation. En outre, chaque simulateur de conduite à une plate-forme d'exécution différente. Un cadre d'interopérabilité et un Scénario-Meta Langage (SML) ont été proposés et développés afin de porter les scénarios d'une plateforme à une autre. Les scénarios développés avec l'approche de programmation multicouches peuvent ainsi être exécutées sur différent simulateurs de conduite. Le cadre d'interopérabilité et le métalangage ont été testés avec succès en les intégrant dans le logiciel SCANeR.

  • Titre traduit

    Approche de programmation multi-couche centrée utilisateur pour modéliser des scénarios sur simulateur de conduite


  • Résumé

    Driving simulators are useful tools for researcher in order to study the drivers' behaviour, to analyze road safety features and to evaluate ADAS (Advance Driving Assistance Systems). Modeling scenarios on driving simulators is a critical and complex task for behavioral researcher. It requires specific technical and programming skills, for which researchers are not formally trained. One of the main reasons why designing scenarios is a complex task is the lack of User-Centered Design (UCD) of the scenario authoring tools, which could account for the skills they lack in order to achieve their objectives with driving simulators. The user interfaces are thus not very intuitive and user-friendly in most driving simulators. A User- Centered andMultilayer programming approach is proposed in order to fill the gap between the end-user's skills and the goals they want to achieve with driving simulators. A user study was conducted to gather the user's needs and requirements to model scenarios on driving simulators. Different steps have been identified, followed by the end-users while designing an experimental protocol; moreover, different types of users who interactwith driving simulators have been identified. We propose that the interface to develop an experimental protocol should be split into three sub-interfaces used by different end-users who interact with driving simulators: the Template Builder for Technical persons, the Experiment Builder for Researchers, and the Experiment Interface, for Experiment operators. Using the Experiment Builder, researchers can develop scenarios at high-level exploiting the programming primitives. An evaluation of the approach was conducted on a semi-functional and a functional prototype. During the evaluation, end-users (behavioral researchers) developed experimental protocols on driving simulators. The results have shown that the proposed approach has empowered the non-programmers to model scenarios on driving simulators without any technical or programming help from technical persons. Besides, every driving simulator has a different execution platform. An interoperability framework and a Scenario-Meta Language (SML) is proposed and developed to port the scenarios from one platform to another. The scenarios developed using the multi-layer programming approach can be executed on different driving simulators. The interoperability framework and the meta-language has been successfully tested by integrating them with the SCANeR software.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (117 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 103-109

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  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque universitaire de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2014 TOU3 0278
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