Le système de direction autonome maintient les conducteurs humains engagés

Le système de direction autonome maintient les conducteurs humains engagés

Équipement de test. a) Configuration du pilote virtuel. Un moteur commandé en impédance est utilisé à la place du driver pour la validation de l’estimation de la commande moteur du driver (objectif driver et impédance). b) Configuration du conducteur humain pour la validation du contrôle moteur réel du conducteur et des règles d’arbitrage. c) Configuration du simulateur de conduite pour la validation de l’adaptation de trajectoire. d) Configuration du véhicule d’essai utilisée pour la preuve de concept et l’évaluation quantitative, et scénario de conduite pour l’évaluation quantitative. Les abréviations suivantes sont utilisées : EPS pour direction assistée électrique, GNSS pour système mondial de navigation par satellite et AD pour conduite automatisée. Crédit: Ingénierie des communications (2023). DOI : 10.1038/s44172-022-00051-2

Des chercheurs de l’EPFL et de JTEKT Corporation ont développé un système de conduite automatisée basé sur le concept de “direction collaborative”, qui vise à accroître la sécurité, l’efficacité et le confort des transports en encourageant une interaction active entre les véhicules autonomes et leurs conducteurs humains.

Les technologies de conduite autonome ont déjà été intégrées dans de nombreux véhicules produits en série, fournissant aux conducteurs humains une assistance à la direction dans des tâches telles que le centrage d’un véhicule dans sa voie. Mais le peu de données disponibles sur la sécurité de la conduite automatisée montre que placer trop de contrôle d’un véhicule entre les mains de l’automatisation peut faire plus de mal que de bien, car le désengagement des conducteurs humains peut augmenter le risque d’accident.

« Les véhicules actuellement sur le marché sont soit manuels, soit automatisés, et il n’existe aucun moyen clair de faire de leur contrôle une expérience véritablement partagée. C’est dangereux, car cela a tendance à conduire le conducteur à trop se fier à l’automatisation », explique Jürg Schiffmann, directeur du Laboratoire de Conception Mécanique Appliquée de l’École d’Ingénieurs.

Désormais, les chercheurs du laboratoire ont collaboré avec le fournisseur japonais de systèmes de direction JTEKT Corporation pour développer et tester avec succès sur route un système de conduite automatisé basé sur l’haptique qui intègre différents modes d’interaction homme-robot. Les chercheurs espèrent que leur approche augmentera non seulement la sécurité de la conduite automatisée, mais également son acceptation sociale.

“Cette recherche était basée sur l’idée que les systèmes d’automatisation doivent s’adapter aux conducteurs humains, et non l’inverse”, explique le docteur EPFL. étudiant et chercheur JTEKT Tomohiro Nakade, qui est également le premier auteur d’un article récent décrivant le système publié dans la revue Ingénierie des communications.






Credit: Ecole Polytechnique Federale de Lausanne

Nakade ajoute qu’une bonne métaphore du nouveau système peut être tirée d’un mode de transport antérieur à l’automatisation : “Un véhicule doit être ouvert à la négociation avec un conducteur humain, tout comme un cavalier transmet son intention au cheval à travers les rênes. .”

Interaction, arbitrage et inclusion

Contrairement aux systèmes de conduite automatisés actuels, qui n’utilisent que des caméras pour la saisie sensorielle, l’approche plus holistique des chercheurs intègre les informations provenant de la colonne de direction d’une voiture. Cela encourage également un engagement continu entre le conducteur et l’automatisation, contrairement aux systèmes automatisés actuels, qui sont généralement activés ou désactivés.

“Dans l’automatisation en général, lorsque les humains ne font que surveiller un système mais ne sont pas activement impliqués, ils perdent la capacité de réagir”, explique Robert Fuchs, ancien docteur de l’EPFL. étudiant qui est maintenant directeur général R&D chez JTEKT Corporation. “C’est pourquoi nous voulions améliorer activement l’engagement des conducteurs grâce à l’automatisation.”

Le système des chercheurs y parvient grâce à trois fonctionnalités : interaction, arbitrage et inclusion. Premièrement, le système distingue quatre types différents d’interaction homme-robot : la coopération (l’automatisation aide l’homme à atteindre un objectif) ; la coactivité (l’humain et l’automatisation ont des objectifs différents, mais leurs actions s’influencent mutuellement) ; collaboration (l’humain et l’automatisation s’entraident pour atteindre différents objectifs) ; et la concurrence (les activités humaines et d’automatisation s’opposent).

Ensuite, lorsque le conducteur conduit le véhicule, le système arbitre ou se déplace entre différents modes d’interaction en fonction de l’évolution de la situation sur la route. Par exemple, la voiture peut passer du mode collaboration au mode compétition pour éviter une menace de collision soudaine.

Enfin, et toujours dans le même cadre de contrôle, le système intègre une fonction « inclusion » : il recalcule la trajectoire du véhicule à chaque intervention du conducteur – en tournant le volant, par exemple – plutôt que de la percevoir comme un dépassement et de s’éteindre.

Une solution pratique

Pour tester leur système, les chercheurs ont développé des expériences impliquant un conducteur virtuel simulé et un conducteur humain utilisant un système de direction assistée détaché, un simulateur de conduite complet et même des tests sur le terrain avec un véhicule d’essai modifié. Les tests sur le terrain ont été effectués avec la participation de cinq conducteurs sur un parcours d’essai JTEKT dans la préfecture de Mie au Japon, en connectant le système des chercheurs à une berline standard via un contrôleur externe.

Les chercheurs ont spécifiquement testé les expériences des conducteurs en matière de douceur de direction et de facilité de changement de voie, et leurs résultats ont confirmé le potentiel significatif du système pour augmenter le confort et réduire les efforts des conducteurs grâce à la direction collaborative.

“C’est un concept très pratique – ce n’est pas seulement de la recherche pour la recherche”, déclare Schiffmann, ajoutant que le système basé sur un logiciel peut être intégré dans des voitures standard produites en série sans aucun équipement spécial. “C’est aussi un bel exemple d’un partenariat fructueux entre notre laboratoire et JTEKT, avec qui l’EPFL collabore depuis 1998.”

Plus d’information:
Tomohiro Nakade et al, Contrôle de direction collaboratif à plusieurs niveaux basé sur l’haptique pour la conduite automatisée, Ingénierie des communications (2023). DOI : 10.1038/s44172-022-00051-2

Provided by
Ecole Polytechnique Federale de Lausanne

Citation: Le système de direction autonome maintient les conducteurs humains engagés (2023, 31 janvier) récupéré le 31 janvier 2023 sur https://techxplore.com/news/2023-01-autonomous-human-drivers-engaged.html

Ce document est soumis au droit d’auteur. En dehors de toute utilisation loyale à des fins d’étude ou de recherche privée, aucune partie ne peut être reproduite sans l’autorisation écrite. Le contenu est fourni seulement pour information.

Laisser un commentaire