FICHE DE PROPOSITION DE SUJET POUR UNE CONVENTION CIFRE
Direction : DEA-TD
Service : 67260
Tuteur proposé : Hakim Mohellebi
TITRE : Interopérabilité simulateurs IHM Renault Nissan et SystemX
1- Thème de recherche (dans les grandes lignes ; si vous le souhaitez, vous pouvez joindre une explication complète en annexe)
Service : DE-TDV Centre Réalité Virtuelle, Renault
Laboratoire partenaire : Arts et Métiers ParisTech, Institut Image
Contexte
Les véhicules autonomes sont considérés comme le véhicule d’innovation majeure dès 2020. Cette thèse s’inscrit dans le cadre des travaux que Renault mène en collaboration avec le Centre de Recherche Nissan NA – NRC NA à Silicon Valley (Sunnyvale).
La mise en circulation des véhicules autonomes sur les routes pourra entraîner des situations de trafic inattendues dont les acteurs (conducteurs automobiles, conducteurs 2 roues, piétons…) n’ont pas l’habitude. Et l’émergence de ces situations méconnues pourrait remettre en cause la sécurité des usagers de la route. Il est donc crucial de pouvoir évaluer et valider en amont, dans un environnent de conduite représentatif du réel, les systèmes intelligents complexes mis en jeux dans les futurs véhicules autonomes. La simulation de conduite se présente comme une solution très avantageuse pour mener ce type de tests. Elle permet, en effet, de réaliser tous types d’expérimentations (ergonomiques, fonctionnelles …) liées à la conduite, dans un environnement contrôlé et non dangereux pour les sujets.
Le sujet de thèse intègre les tâches suivantes :
- Développer un environnement logiciel de simulation du trafic intégrant un comportement réaliste des véhicules autonomes (AD1, AD2, AD3) en se basant sur les techniques d’intelligence artificielle
- L’environnement logiciel sera basé sur SCANeR Studio ainsi que d’autres logiciels spécifiques
- Pour la mise en place d’un environnement de simulation représentatif, le thésard sera amené à développer des interfaçages logiciels permettant des simulations hybrides (composant réel, composant simulé, SCANeR Studio)
- La thèse sera menée dans une collaboration étroite avec les ergonomes pour valider les situations de conduites émergeant de la simulation du trafic.
Une architecture de simulation hybride avec une communication entre différents éléments simulés ou réels, avec des fréquences d’exécution différentes et de nature variée est à mettre en place, sera étudiée et proposée. Par rapport à la simulation de conduite traditionnelle des éléments physiques apparaissent, par rapport à une simulation HIL (hardware in the loop) plusieurs de ces éléments peuvent être interfacés avec la recherche de l’étude non seulement de ces éléments mais le comportement global du résultat (couple véhicule conducteur – par ex . avec des systèmes IHM extérieurs).
Le sujet de thèse proposé vise à étudier et mettre en place une architecture hybride avec un moteur IA de véhicule autonome, compatible avec les outils de NRC NA (ROS).
Description des travaux de recherche
L’étude a pour objectif d’introduire le conducteur en amont ou en cours du développement du projet dans un système du conducteur-véhicule en boucle fermée. Il s’agit d’un travail pluridisciplinaire qui nécessite une phase d’étude de l’état de l’art dans les domaines correspondants.
Renault est responsable de l’axe Véhicule Autonome du plan Nouvelle France Industrielle et en particulier du groupe de travail « usages » GU1 concernant les véhicules particuliers. Selon les niveaux d’automatisation SAE il s’agit ici des automobiles partiellement ou complètement autonomes.
Il s’agit pour cette thèse de :
Etablir des scénarii d’usage et de délégation de conduite et étudier les techniques de driver monitoring pouvant apporter des informations critiques au conducteur lors de basculement de délégation de conduite
Evaluer les attentes du conducteur et sa perception et étudier l’impact des systèmes d’interface homme-machine existants ou à venir pour les véhicules autonomes
Proposer des solutions techniques de système d’interface homme-machine et implémenter les solutions retenues avec validation sur simulation de conduite.
Pour la simulation de conduite, le doctorant utilisera le logiciel SCANeR © Studio, initialement développé par Renault et aujourd’hui en copropriété avec la société Oktal. Arts et Métiers ParisTech dispose des licences SCANeR pour son simulateur dynamique mais aussi pour son CAVE (Cave Automatique Virtual Environment) équipé d’un poste de conduite interactif.
Chez Renault le doctorant pourra étudier les différents cas d’usage de délégation de conduite automatique et les basculement entre les modes automatiques et manuel sur le simulateur Ultimate de Renault et proposer des solution d’aide à la conduite ou systèmes d’interface homme-machine avec implémentation et validation sur le simulateur Ultimate.
Références
Ebru Dogan, Renaud Deborne, Patricia Delhomme, Andras Kemeny, Patricia Jonville (2013) Evaluating the shift of control between driver and vehicle at high automation at low speed: The role of anticipation, Transport Research Arena 2014, Paris
Dzindolet, M.T., Peterson, S.A., Pomranky, R.A., Pierce, L.G., & Beck, H.P. (2003)
The role of trust in automation reliance. International Journal of Human-Computer Studies, 58, 697-718.
Endsley, M.R. & Kaber, D.B. (1999)
Level of automation effects performance, situation awareness and workload in a dynamic control task, Ergonomics, 42, 462-492.
Kaber, D.B. & Endsley, M.R. (2004)
The effects of level of automation and adaptive automation on human performance, situation awareness and workload in a dynamic control task. Theoretical Issues in Ergonomics Science, 5, 113-153.
Merat, N., Jamson, A.H., Lai, F.C.H., & Carsten, O. (2012)
Highly automated driving, secondary task performance, and driver state. Human Factors, 54, 762-771.
Michon, J.A. (1985).
A critical review of driver behaviour models: What do we know? What should we do? In L.A. Evans & R.C. Sching (Eds.), Human behaviour and traffic safety (pp. 487-525), New York: Plenum Press.
2- Argumentez l’intérêt du travail de recherche pour l’Entreprise : contribution aux axes stratégiques de l’entreprise et target value associée.
Etude de situation VA sur simulateur et/ou en réalité augmentée du véhicule autonome
Interopérabilité outils Renault et Nissan Japon et Nissan NRC NA
Liens a vec la TV4 (IHMs du véhicule autonome)
3- Description des missions
Missions (A COMPLETER)
Etat de l’art et bibliographie
Etude des situations et limites actuelles de la conduite dans le véhicule
Prise en compte des objectifs / spécifications des IHMs du véhicule autonome
Développement d’un modèle de vision du conducteur dans les différentes situations de conduite pour permettre la prise en compte et l’adaptation des futures IHMs.
Mise en place des protocoles et réalisation d’expérimentations
4- Compétences requises du futur thésard
(A COMPLETER)
Connaissances spécifiques : optométrie, informatique, réalité virtuelle
Formation souhaitée : ingénieur ou univ. master 2 (optique, optométrie, informatique, réalité virtuelle)
Aptitudes personnelles souhaités : formé à l’optique physiologique, passionné par la simulation numérique et la réalité virtuelle, l’expérimentation comportementale, la technologie automobile. Autonomie, capacité de rédaction (anglais et français), rigueur scientifique.
5- Avez-vous trouvé un laboratoire ? Si oui, quel est l’état d’avancement des contacts ?
Laboratoire partenaire : Arts et Métiers ParisTech, Institut Image
6- Avez-vous déjà présélectionné un (ou plusieurs) candidat(s) ? Si oui, veuillez joindre son (leurs) C.V et lettre de motivation_
Oui
Avis du ou des Experts leaders porteurs du sujet (dont niveau de priorité)
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Signature(s) Expert Leader:
« commentaire à ajouter ?»
Sujet discuté et établi avec RISV (Serge Passoulunghi) et Stratégie VA (Jean-François Sencerin) avec implémentation d’un 1er environnement NRC NA (SIERHUIS Maarten).
Bonjour Andras,
Le sujet correspond définitivement à une grande partie de nos besoins. Donc de mon point de vue, il est pertinent et à réaliser.
Donc oui, nous nous positionnions en tant que clients d’une telle thèse.
Cordialement,
Jean-Philippe Alexander
Cognitive Ergonomics & HMI/UX Team Leader
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Demandeur
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Directeur opérationnel
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Directeur de la DE-I
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A.KEMENY
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O.COLMARD
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M. Rémi BASTIEN
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