Communications par lumière visible et radio pour la conduite coopérative autonome : application à la conduite en convois

Visible light and radio communication for cooperative autonomous driving : applied to vehicle convoy

• Auteur / Autrice : Mohammad Abualhoul
• Direction : Fawzi Nashashibi
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mathématiques, informatique temps-réel, robotique
• Date : Soutenance le 21/12/2016
• Etablissement(s) : Paris Sciences et Lettres (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences des métiers de l'ingénieur (Paris)
• Partenaire(s) de recherche : Établissement de préparation de la thèse : École nationale supérieure des mines (Paris ; 1783-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de robotique (Paris)
• Jury : Président / Présidente : Samir Tohmé
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Fawzi Nashashibi, Razvan Stanica, Oyunchimeg Shagdar
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Luc Chassagne, Alexey Vinel

Mots clés

Mots clés contrôlés

Véhicules autonomes

Véhicules automobiles -- Capteurs

Lumière

Systèmes de communication sans fil

Véhicules autonomes

Mots clés libres

VLC

Communication de lumière visible

Communication radio

IEEE 802.11p

IEEE 802.15.7

Conduite autonome

ITS applications

Communication véhiculaire

Handover

VLC

Visible light communication

Radio communication

RF

IEEE 802.11p

IEEE 802.15.7

Platooning

Autonomous driving

Handover

Résumé

L'objectif de cette thèse CIFRE est de contribuer à la communication véhiculaire autonome et au développement de la mobilité urbaine. Les travaux sont basés sur les limitations et défis de la communication par radio pour les applications de sécurité et envisagent de déployer le système d'éclairage des véhicules en tant que solution de communication de soutien pour le platooning d'IVC-activées par VC Véhicules autonomes. L'objectif principale de cette recherche doctorale consiste à intégrer le système VLC dans l'architecture existante de C-ITS en développant un prototype VLC, ainsi que des algorithmes de transfert suffisants permettant VLC, RF et des solutions basées sur la perception afin d'assurer les exigences de sécurité maximales et l'échange continu d'informations entre les véhicules. La faisabilité et l'efficacité de la mise en oeuvre du système et des algorithmes de transfert ont fait l'objet de recherches approfondies sur six chapitres, destinés à faciliter une progression logique des matériaux et permettre un accès relativement facile. En plus de l'amélioration de la capacité routière en utilisant les systèmes de conduite autonome à la base de convoi. Les simulations réalisées ainsi que les résultats expérimentaux ont montré que l'intégration de VLC avec les solutions existantes RF a un avantage certain dans la qualité du canal de communication et les exigences de sécurité d'un système de platooning quand un algorithme approprié est utilisé.

This thesis effort contributes to the autonomous vehicular communication and urban mobility improvements. The work addresses the main radio-based V2V communication limitations and challenges for ITS hard-safety applications and intends to deploy the vehicular lighting system as a supportive communication solution for platooning of IVC-enabled autonomous vehicles. The ultimate objectives of this Ph.D research are to integrate the VLC system within the existing C-ITS architecture by developing a VLC prototype, together with sufficient, hand-over algorithms enabling VLC, RF, and perception-based solutions in order to ensure the maximum safety requirements and the continuous information exchange between vehicles. The feasibility and efficiency of the VLC-RF system implementation and hand-over algorithms were subjects to deep investigations over six self-contained chapters meant to facilitate a logical progression of materials and to enable a relatively easy access. In addition to the improvement in road capacity by utilizing the convoy-based autonomous driving systems. The carried out simulations followed-up by experimental results proved that the integration of VLC with the existed RF solutions lead to a definite benefit in the communication channel quality and safety requirements of a platooning system when a proper hand-over algorithm is utilized.