Témoignage du client : Coopération conducteur-véhicule pour la conduite automatisée

Par l'Université Polytechniques - Hauts de France

CONTEXTE- Le développement de la conduite automatisée, et plus généralement des systèmes avancés d’assistance à la conduite interagissant avec le conducteur au niveau du contrôle du véhicule, génère des problèmes de coopération homme-machine. Pour les résoudre, il faut étudier, dès la conception précoce du système, la façon dont le conducteur interagira avec le système en s’attaquant aux problèmes de partage des tâches, d’autorité, de gestion des conflits, de niveau d’automatisation et de HMI. Des travaux sont réalisés au laboratoire afin de mettre en œuvre ces systèmes sur les démonstrateurs, dans les simulateurs de conduite et sur les véhicules réels, ainsi que de valider expérimentalement les systèmes développés.

 

CHALLENGE Développer une architecture coopérative entre les conducteurs et les systèmes d’assistance à la conduite automatisée, compte tenu de l’état du conducteur (en termes de vigilance, de distraction, etc.)
SOLUTION Mise en place d’un contrôle haptique partagé du véhicule, couplé avec un système de surveillance du conducteur dans une architecture à plusieurs niveaux.
PROCHAINES ÉTAPES La validation du système dans une expérience basée sur simulateur a démontré sa valeur, mais il a également révélé certaines limites.C’est pourquoi la poursuite de ce travail vise à intégrer les capacités d’auto-apprentissage dans l’ordre 1) pour permettre au système d’adapter son comportement aux préférences du conducteur, pour l’acceptabilité et la confiance, et 2) d’étendre ses « compétences » en observant le comportement du conducteur tout en faisant face à des situations complexes en mode de conduite manuelle.
AVANTAGES Ces systèmes mettant en œuvre un contrôle partagé ont plusieurs avantages : ils évitent les commutations fréquentes entre les modes de conduite automatisés et manuels, ils garantissent une bonne acceptabilité des conducteurs, et ils se conforment à la réglementation actuelle sur la « conduite autonome ».

 

Les travaux réalisés au laboratoire ont permis de développer une architecture coopérative entre les conducteurs et les systèmes d’assistance à la conduite automatisée (partage du contrôle des véhicules), de mettre en œuvre ces systèmes sur les démonstrateurs dans les simulateurs de conduite et sur les véhicules réels, et de valider expérimentalement les systèmes développés.

Plus précisément, ce travail comprenait ces différentes étapes :

  • Définir une architecture de coopération à plusieurs niveaux permettant les interactions entre le conducteur et le véhicule autonome tant au niveau du contrôle du véhicule (guidage du véhicule sur la trajectoire définie) qu’au niveau tactique (choix desdifférentes manœuvres possibles : changement de voie, insertion, dépassement, etc.);
  • Identifier les informations dont le conducteur a besoin pour mener à bien sa tâche de conduite et ce en fonction du niveau d’automatisation (conduite partagée, supervision, délégation, prise de contrôle);
  • Concevoir les mécanismes HMI pour fournir ces informations au conducteur et recueillir ses instructions (visuel, manuel, sonore, haptique), en fonction du contexte et du mode en cause;
  • Définir les besoins de surveillance du conducteur (DM) pendant les phases manuelles et de conduite déléguées afin d’assurer la sécurité du véhicule;
  • Définir les mécanismes de transition entre les modes de conduite et les conditions associées à ces transitions afin d’assurer la sécurité;
  • Prototyper tout ce travail sous la forme d’un système intégré sur un simulateur de conduite interactif dynamique;
  • Prototyper une partie de ce travail sur un vrai véhicule;
  • Évaluer le prototype sur le simulateur de conduite dans le cadre d’une expérience impliquant un panel représentatif de conducteurs.

Plusieurs axes sont ressortis de ce travail :

  • La nécessité de modèles du conducteur décrivant à la fois sa prise de décision et les mécanismes sensoriels-moteurs. Les modèles des mécanismes de prise de décision qui conduisent le conducteur à choisir une alternative plutôt qu’une autre rendra le comportement de l’automatisme avec celui du conducteur afin de favoriser l’acceptabilité des systèmes. Ils feront également avancer le problème de l’éthique dans le domaine du véhicule autonome. Les modèles sensorimotoraux permettront d’affiner les interfaces, notamment haptiques, entre le conducteur et le système, pour une meilleure sécurité.
  • La nécessité d’une surveillance avancée du conducteur. Dans de nombreuses phases de conduite, il est nécessaire de relier les capacités opérationnelles du conducteur aux exigences de la situation. Vigilance, charge de travail, conscience de la situation, attention, etc. sont autant d’informations essentielles à la modulation du niveau d’automatisation.

“La mise en place d’un contrôle partagé du véhicule sous la supervision d’un système de surveillance du conducteur permet de développer des systèmes conformes à la réglementation actuelle et avec une bonne acceptabilité pour le conducteur. Les capacités d’auto-apprentissage permettent au système de correspondre aux préférences du conducteur et aussi d’étendre ses « compétences » en termes de manœuvres, en observant le conducteur pendant les phases manuelles et partagées de conduite”.