Soutenance de thèse de Yishen ZHAO (équipe Commande)

Yishen ZHAO, au sein de l’équipe Commande, soutiendra sa thèse intitulée « Modélisation cybernétique du conducteur pour la réalisation d’un contrôle haptique partagé du volant et l’adaptation du système homme-machine » / « Cybernetic driver modeling for the realization of haptic shared control and the adaptation of the human-machine system »

le 20 avril 2021 à 10h, à l’amphithéâtre BESSE du campus Nantes et en visio.

Jury :
– Directeur de thèse : Philippe CHEVREL Professeur, IMT Atlantique
– Co-dir. de thèse : Franck MARS Directeur de Recherche, CNRS
– Co-encadrant de thèse : Fabien CLAVEAU Maître-Assistant, IMT Atlantique
– Rapporteurs : Mariana NETTO Chargée de Recherche, Université Gustave Eiffel ; Jean-Christophe POPIEUL Professeur, Université Polytechnique Hauts-de-France
– Autres membres : David ABBINK Professeur, Delft University of Technology

Résumé : L’amélioration des systèmes d’assistance à la conduite (ADAS) des voitures passe par la minimisation des conflits entre conducteur et le système d’assistance. Le contrôle latéral partagé notamment, fait l’objet de nombreuses études ces dernières années. Il s’agit de partager l’action exercé sur le volant par voie haptique. La conception d’assistances évoluées de ce type suppose qu’un modèle dynamique du conducteur est disponible. Sur ce thème de la modélisation du conducteur, cette thèse s’attaque à deux verrous. Au delà de l’analyse comportementale souvent adoptée dans la littérature, le premier porte sur la formalisation de la question de l’adaptation du comportement du conducteur au contexte routier, aux conditions de visibilité notamment. Il s’agit pour le second de comprendre et modéliser le processus d’adaptation réciproque du conducteur et de l’assistance au fil de l’usage. L’utilisation de la théorie de l’estimation (identification, observateurs) et la mise en situation choisie de cohortes de conducteurs a permis d’enrichir les modèles de conducteur existants. Le comportement adaptatif du conducteur a pu être formalisé au travers de sa réaction haptique au couple produit sur le volant par l’assistance, mais aussi d’une évolution paramétrique de ce que nous avons convenu d’appeler son modèle interne. Les résultats obtenus montrent l’intérêt du modèle cybernétique proposé. Ils pourront à l’avenir être mis à profit pour le développement de nouveaux systèmes de contrôle latéral.

Mots-clés : Contrôle partagé, Adaptation, Modèle de conducteur, Identification

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Abstract: Improving the advanced driver assistance systems (ADAS) involves minimizing conflicts between the driver and the system. The shared lateral control has been the subject of numerous studies in recent years. It refers to sharing the action exerted on the steering wheel through haptics. The design of such advanced assistances assumes that a dynamic driver model is available. Around this theme of driver modelling, this thesis focuses on two objectives. Beyond the behavioral analysis often adopted in the literature, the first concerns the formalization of the adaptation of the driver’s behavior to the road context, to visibility conditions in particular. The second is to understand and model the process of reciprocal adaptation of the driver and the assistance through usage. The implementation of estimation theory (identification, observers) and chosen scenario with cohorts of drivers made it possible to enrich the existing driver models. The drivers’ adaptive behavior has been formalized not only through their haptic reaction to the torque produced on the steering wheel by the assistance, but also through a parametric evolution of what we called « internal model ». The results obtained show the interest of the proposed cybernetic model. They can be used in the future for the development of new lateral control systems.

Keywords: Haptic shared control, Adaptation, Driver steering model, System identification