Contributions au guidage d'un véhicule autonome en situations non conventionnelles de conduite - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2019

Contributions to the autonomous vehicle guidance in unconventional driving situations

Contributions au guidage d'un véhicule autonome en situations non conventionnelles de conduite

Résumé

The autonomous vehicle is considered as a promising way to improve road safety and mobility. In this context, the proposed work aims to contribute to the guidance of an autonomous vehicle by designing a global control architecture in so-called unconventional driving situations. Here, we face two types of unconventional situations, namely, performance limit and actuator failure. Firstly, a global control architecture for lateral guidance in classical situations was proposed. This architecture is based on a control by robust state feedback coupled with a feed-forward action. Two control strategies were compared, one based on the calculation of the lateral error with respect to the CoG and the other with respect to the CoP. These two strategies are the subject of experimental validation using the laboratory’s test vehicle and their performance has been discussed. The overall architecture has been improved to overcome the performance limitations with respect to the discontinuity of the reference trajectory. The proposed improvement is based on the unification of the geometric approach with the dynamic approach. The performance limit encountered during the loss of maneuverability has been addressed by proposing a supervisor to trigger the safety system which combines the different stability criteria. The safety system has also been improved by the control allocation technique to better manage the differential braking. Using the same technique, the failure of the steering system of the vehicle was studied by proposing a global architecture of emergency guidance comprising the levels of trajectory generation and command in order to ensure the lateral and longitudinal guidance of the vehicle.
Le véhicule autonome ouvre des perspectives très intéressantes en matière de sécurité routière et de mobilité. Dans ce contexte, les travaux proposés visent à contribuer au guidage d’un véhicule autonome par la conception d’une architecture globale de commande en situations dites non conventionnelles de conduite. Ici, nous faisons face à deux types de situations non conventionnelles, à savoir, la limite de performance et la défaillance d’un actionneur. Dans un premier temps une architecture globale de commande pour le guidage latéral en situations classiques a été proposée. Cette architecture repose sur une commande par retour d’état robuste couplée à une action par feed-forward. Deux stratégies de commande ont été comparées l’une repose sur le calcul de l’erreur latérale par rapport au CoG et l’autre par rapport au CoP. Ces deux stratégies font l’objet d’une validation expérimentale à l’aide du véhicule d’essais du laboratoire et leurs performances sont discutées. L’architecture globale a été améliorée pour surmonter les limites de performances vis-à-vis de la discontinuité de la trajectoire de référence. L’amélioration proposée repose sur l’unification de l’approche géométrique avec l’approche dynamique. La limite de performance rencontrée lors de la perte de manœuvrabilité a été traitée en proposant un superviseur pour déclencher le système de sécurité qui combine les différents critères de stabilité. Le système de sécurité a été aussi amélioré par la technique d’allocation de commande permettant de mieux gérer le freinage différentiel. En utilisant la même technique, la défaillance du système de direction du véhicule a été étudiée en proposant une architecture globale de guidage d’urgence comportant les niveaux de génération de trajectoire et de commande afin d’assurer le guidage latéral et longitudinal du véhicule.
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Origine : Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-03684800 , version 1 (01-06-2022)

Identifiants

  • HAL Id : tel-03684800 , version 1

Citer

Mohamed Taha Boudali. Contributions au guidage d'un véhicule autonome en situations non conventionnelles de conduite. Automatique / Robotique. Université de Haute Alsace - Mulhouse, 2019. Français. ⟨NNT : 2019MULH1779⟩. ⟨tel-03684800⟩
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