Assistance préventive à la sortie de voie

Active steering assistance for lane departure avoidance

• Auteur / Autrice : Nicoleta Minoiu Enache
• Direction : Said Mammar
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Automatique
• Date : Soutenance le 17/11/2008
• Etablissement(s) : Evry-Val d'Essonne
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et Ingénierie (Evry ; 2008-2015)
• Jury : Président / Présidente : Françoise Lamnabhi-Lagarrigue
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Christian Gerdes, Driss Mehdi, Mariana Schiavo Netto
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Brigitte d' Andréa-Novel, Carlos Canudas-de-Wit

Mots clés

Mots clés contrôlés

Commande automatique

Liapounov, Fonctions de

Conduite automobile

Mots clés libres

Assistance active à la conduite

Résumé

L'objectif principal de ce travail de thèse a été le développement et l'implantation d'une assistance active pour l'évitement des sorties involontaires de la voie de circulation. Les caractéristiques de cette assistance se déclinent en plusieurs sous-objectifs énumérés ci-dessous : intervention dans les moments d'inattention du conducteur alors que la sortie de voie devient imminente et rétablissement de la situation de maintien de voie. Action partagée avec le conducteur sur la direction du véhicule. Fonctionnement sur des routes à faible et à forte courbure. Efficacité quelle que soit la qualité de la route, à forte ou à faible adhérence. Dans la démarche adoptée le cahier des charges a été formalisé en utilisant les outils et les concepts offerts par les mathématiques, la géométrie et l'automatique. L'optimisation convexe linéaire et bilinéaire a permis de trouver une solution au problème posé. Par la suite, la commande ainsi synthétisée a été implantée sur un véhicule expérimental et on a vérifié que les objectifs étaient bien atteints. Les principales contributions de cette thèse peuvent être résumées comme suit : 1.Gestion de l'interaction avec le conducteur par des stratégies de commutation. 2.Gestion de la trajectoire du véhicule sur la voie et garanties a priori sur les limites des excursions latérales. 3.Validité de l'assistance pour une large plage de courbure de la route. 4.Une assistance pour le cas des forces de contact pneumatique-chaussée saturées. 5.Validation pratique des résultats théoriques obtenus.

The main objective of this PhD thesis is the design and the experimental validation of a steering assistance which avoids unintended road departure. The following aspects have been considered: the system intervenes in case of a driver’s lapse of attention when running off the road is imminent; the intervention consists in reestablishing the lane keeping situation. The driver shares the steering control with the assistance system. The steering assistance system avoids lane departure for both straight and curvy roads. The steering assistance system is efficient for high lateral acceleration as well as low grip. The above topics have been formalized using mathematics and control theory tools. The convex linear and non-convex bilinear optimization methods have been employed to design the steering assistance system. The resulted steering control law has been used to command a DC motor installed on the steering column of a prototype vehicle. The performance of the assistance system has been experimentally validated on a real test track. The fundamental contributions of this thesis can be summarized as follows: 1.The interactions driver - assistance system are governed by activation/deactivation strategies ensuring stability despite switching. 2.The car lateral overshoot on the lane during assistance intervention is known previous to assistance activation; maximum bounds are guaranteed. 3.The steering assistance system has been proved to be stable and efficient on low grip roads and for highly saturated tire forces, both in theory and in practice. 4.All theoretical results have been experimentally validated and very good robustness of the steering assistance has been shown.