Contrôle latéral partagé d'un véhicule automobile

Shared steering control of vehicles for lane keeping

• Auteur / Autrice : Louay Saleh
• Direction : Jean-François Lafay
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Automatique
• Date : Soutenance en 2012
• Etablissement(s) : Ecole centrale de Nantes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur, Géosciences, Architecture (Nantes)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de recherche en communications et cybernétique (Nantes)
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Nantes (1962-2021)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Systèmes homme-machine

Accidents -- Prévention

Mots clés libres

Contrôle latéral partagé

Résumé

Afin de faciliter la conduite et prévenir les accidents par sortie de voie, ce travail porte sur le développement d’un dispositif d’assistance au contrôle latéral de la trajectoire d'un véhicule automobile. L’état de l’art des travaux portant sur ce thème a mis en évidence la nécessité de mieux prendre en compte l’interaction du conducteur avec l’ensemble véhicule-route. Ceci nous a conduit à développer un mode de contrôle partagé basé sur l’anticipation du risque et sur la prédiction des actions les plus probables du conducteur. Le travail de la thèse a été articulé principalement autour de deux axes : la modélisation cybernétique du conducteur dans sa tâche de contrôle latéral, et la conception du contrôle partagé de la direction sur la base du modèle global CVR (conducteur-véhicule-route). Un modèle du conducteur a été développé en cohérence avec les connaissances actuelles sur la sensorimotricité humaine. Ses paramètres ont été identifiés en utilisant des données expérimentales issues d’un simulateur de conduite SCANeRTM. Ensuite, Deux stratégies du contrôle partagé ont été conçues et évaluées expérimentalement. La première (nommée CoLat1) se repose sur un principe similaire à celui des assistances LKS commercialisées à ce jour. Sa conception repose sur l’utilisation d’un modèle véhicule-route, et ne fait appel à aucun modèle du conducteur. Le partage n’est fait que de la mise en œuvre en appliquant partiellement la commande qu’il produit. La deuxième (nommée CoLat2) repose sur une conception tenant compte des modalités du partage de la conduite avec le conducteur. Sa conception repose sur l’utilisation d’un modèle global (CVR).

In order to facilitate driving and prevent accidents due to lane departure, this thesis focuses on the development of an assistance device for lane keeping of a passenger vehicle. The review of the literature on this subject has highlighted the need for a better understanding of the interactions between the driver and the vehicle-road system. The goal is to develop a shared control mode based on the anticipation of risk and the prediction of the most probable actions of the driver. The thesis was mainly articulated around two axes: the cybernetic modeling of the driver in his task of lateral control, and the design of a shared steering control using a Driver-Vehicle-Road model (DVR). The proposed driver model is consistent with what is known about sensorimotor and cognitive control in humans. It has been identified from experimental data collected on a fixed-base driving Simulator SCANeRTM. Two shared control experimental studies were performed. The first (so-called CoLat1) is similar to already existing LKS systems. CoLat1 is primarily designed as an "electronic pilot" that has to drive alone the vehicle. Without using a driver model, it results from applying the H2-preview control synthesis to a vehicle-road model. Shared steering is performed only in the implementation phase: the control that it provides is partially applied to the steering wheel leaving the complementary control part to be applied by the driver. The second (so-called CoLat2) addresses a shared control resulting from applying the H2-preview control synthesis to the global model (DVR).