Planification coopérative sûre et efficace pour des véhicules automatisés

Safe and efficient cooperative path planning for automated vehicles

Thèse de doctorat

CAOR / Mines ParisTech

2011-2014

Proposition sur le site Mines ParisTech

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Les transports motorisés souffrants de nombreux maux (bruits, pollution, consommation d'espace…), les sociétés développées se sont attaché à trouver des alternatives à la voiture à moteur thermique. Une solution très avancée consiste à faire un bond technologique et introduire – en des lieux appropriés – des cybercars, véhicules électriques entièrement automatisés à usage public. Ainsi l'Europe a-t-elle financé les projets Cybercars et Cybercars-2, coordonnés par l'INRIA. Désormais, avec l'introduction des véhicules électriques, ces techniques sont à la portée des industriels pour des marchés nettement plus importants. Cependant, si les véhicules semblent plutôt bien se comporter seuls, de nombreuses difficultés apparaissent lorsqu'ils sont nombreux (stations, intersections…) et qu'ils doivent coopérer. Le but de cette thèse est d'approfondir les travaux existants afin de mettre au point un système qui permettrait de gérer des flottes de cybercars de manière efficace (meilleur débit possible, temps de réponses compatibles avec l'application tempsréel) et sûre (sans collision).

Le Centre de Robotique de Mines ParisTech, associé à l'INRIA (équipe IMARA), étudie depuis de nombreuses années les assistances à la conduite pouvant aller jusqu'à l'automatisation complète des véhicules. Ainsi, l'INRIA dispose d'une flotte de 7 cybercars depuis une douzaine d'année, qui serve de plate-forme d'expérimentation et de démonstration pour les transports du futur. De plus, plusieurs robots mobiles servent également à mettre au point les techniques (perception, planification, contrôle) qui peuvent aussi servir au domaine des transports. Arnaud de La Fortelle a déjà encadré plusieurs stages longs sur le sujet de la planification coopérative aux intersections. Le résultat est une méthode qui pose les bases (algorithme de réservation, liens avec le contrôle sous-jacent…) pour réaliser un tel système ainsi qu'un logiciel servant à tester et démontrer ces concepts. Il est prévu, au cour de cette thèse, d'appliquer cette méthode sur les plates-formes LaRA (robots mobiles et cybercars) ainsi que d'aller vers des projets plus industriels.

La thèse a pour but de formaliser l'ensemble des concepts introduits précédemment, aussi bien au niveau de la planification centralisée (un agent organise les trajectoires locales des cybercars) qu'au niveau des techniques de contrôle mises en oeuvre localement, au niveau de chaque véhicule. On s'attachera à développer le formalisme de certification afin d'avoir des preuves (au sens d'un certificat) de la sûreté des trajectoires. Et on essaiera d'optimiser le systèmes afin qu'il puisse fonctionner en temps-réel et qu'il fournisse des ensembles de trajectoires efficaces au niveau système (débit). Les résultats seront implémentés et testés sur les plates-formes existantes (logiciels et matériels). La thèse se doit aussi bien de produire de nouvelles connaissances (concepts, preuves mathématiques donnant lieu à publication) que des briques technologiques qui seront intégrées à nos plates-formes, et éventuellement à des plates-formes industrielles.

Profil général

• Grande Ecole ; Master2 Recherche ou équivalent
• Une expérience de recherche (p. ex. un stage) dans le domaine serait très appréciée (planification, automatique, robotique…)
• Bon relationnel, rigueur et autonomie
• Anglais parlé et écrit.

Compétences requises

• Compétences techniques demandées : mathématiques appliquées, automatique
• Compétences techniques demandées : développement logiciel (python, C/C++, web).

Compétences appréciées

• Robotique, ou intégration à des prototypes

Modalités Durée : 3 ans. Cette thèse se réalisera en lien avec une équipe du CAOR travaillant en théorie du contrôle et une autre équipe travaillant sur la robotique mobile. Centre de Robotique (CAOR) / Mines ParisTech 60 boulevard Saint Michel 75272 Paris Cedex 06 http://caor.mines-paristech.fr

Directeur de thèse / Maître de thèse : Arnaud de La Fortelle / Silvère Bonnabel

Renseignements administratifs Mme Christine Vignaud Tél : 01 40 51 92 55 Courriel : christine.vignaud@mines-paristech.fr