Contrôle précis du véhicule automatisé à basse vitesse pour la téléopération et les manoeuvres du docking

par Hussam Atoui

Projet de thèse en Automatique - productique

Sous la direction de Olivier Sename et de John Jairo Martinez molina.

Thèses en préparation à l'Université Grenoble Alpes , dans le cadre de École doctorale électronique, électrotechnique, automatique, traitement du signal , en partenariat avec Grenoble Images Parole Signal Automatique (laboratoire) et de Systèmes linéaires et Robustesse (SLR) (equipe de recherche) depuis le 09-09-2019 .


  • Résumé

    Le contrôle dynamique à basse vitesse n'est pas encore résolu. Il n'existe pas d'une solution flexible et robuste qui puisse fonctionner en toutes circonstances. Les véhicules entièrement automatisés ciblent les vitesses des autoroutes, constituant une dynamique complexe à basse vitesse qui dépasse le cadre actuel. La capacité de gérer de telles situations n'a pas encore été réglée en raison de la complexité et de l'estimateur de véhicules extrêmement précis nécessaire pour attaquer ces manoeuvres avec suffisamment de sécurité. Cette thèse permettra d'étendre les capacités de véhicules automatisés à des situations plus complexes, en couvrant un domaine de conception opérationnelle supérieur qui facilitera les futurs projets de recherche et développement. Quelques défis scientifiques à relever pendant la thèse sont : ‐ Estimation des paramètres de l'interaction pneu-chaussée (adhérence, pente, dévers) et de la masse véhicule, quelle que soit la configuration géométrique de la chaussée. ‐ Modélisation et estimation des dynamiques latérale et longitudinale du véhicule pour les vitesses très basses, y compris la conduite en marche avant et en marche arrière. ‐ Contrôleur optimal de haut niveau pour des manoeuvres précises, en accordant une attention particulière à la limitation d'actionneur pour l'adaptation de la solution à n'importe quelle plate-forme. ‐ Contrôleurs robustes de haut et bas niveau pour des manoeuvres de téléopération précises dans n'importe quelle circonstance. Parmi les méthodologies envisagées la thèse sera principalement orientée vers des approches de commande robuste, en particulier la technique de paramétrisation Youla-Kucera permettant, outre la stabilité, l'ajout de degrés de liberté dans la synthèse afin de garantir l'adaptabilité des performances en boucle fermée (comme le rejet de perturbations). L'extension de cette approche aux systèmes Linéaires à Paramètres Variants pourrait être abordée. Ce travail vient compléter la thèse que nous venons de commencer entre Renault et Gipsa-lab et qui s'intitule « Architecture de contrôle robuste pour les véhicules intelligents», où l'objectif est d'estimer et de contrôler le comportement du véhicule à grande vitesse pour comprendre les limites du véhicule. Ce nouveau travail de doctorat permettra de combler le fossé en développant un estimateur de véhicule complet à n'importe quelle vitesse, en augmentant la fonctionnalité du modèle actuel.

  • Titre traduit

    Highly accurate automated vehicle control at low speeds for teleoperation and docking maneuvers


  • Résumé

    Low-speed dynamic control is not yet solved. There is no flexible and robust solution that can work in all circumstances. Fully automated vehicles target highway speeds, creating a complex dynamic at low speeds that goes beyond the current framework. The ability to manage such situations has not yet been adjusted due to the complexity and extremely accurate vehicle estimator required to handle these maneuvers with sufficient safety. This thesis will extend the capabilities of automated vehicles to more complex situations, covering a higher operational design domain that will facilitate future research and development projects. Some of the scientific challenges to be addressed during the thesis are: - Estimation of the parameters of tire-road interaction (grip, slope, inclination) and vehicle mass, regardless of the geometric configuration of the pavement. - Modeling and estimation of vehicle lateral and longitudinal dynamics for very low speeds, including forward and reverse driving. - High level optimal controller for precise manoeuvres, paying particular attention to the actuator limitation for adapting the solution to any platform. - Robust high and low level controllers for precise remote operation operations in any circumstance. Among the methodologies envisaged, the thesis will mainly focus on robust control approaches, in particular the Youla-Kucera parameterization technique allowing, in addition to stability, the addition of degrees of freedom in synthesis to guarantee the adaptability of closed-loop performance (such as the rejection of disturbances). The extension of this approach to Linear Systems with Variant Parameters could be addressed. This work complements the thesis we have just started between Renault and Gipsa-lab entitled 'Robust control architecture for intelligent vehicles', where the objective is to estimate and control the behaviour of the vehicle at high speed to understand the vehicle's limits. This new doctoral work will bridge the gap by developing a complete vehicle estimator at any speed, increasing the functionality of the current model.