La perception visuelle des entités autonomes en réalité virtuelle : Application à la simulation de trafic routier

Visual perception for autonomous entities in virtual reality : Application to traffic road simulation

• Auteur / Autrice : David Herviou
• Direction : Jacques Tisseau
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Brest

Mots clés

Mots clés contrôlés

Circulation

Agents intelligents (logiciels)

Perception visuelle

Résumé

L'objet de cette thèse est de montrer l'intérêt de la réalité virtuelle dans la réalisation d'outils permettant l'apprentissage de comportements de sécurité sur la route. Le principe de ces outils est d'immerger les élèves dans un trafic routier virtuel réaliste et de donner aux formateurs la possibilité d'utiliser les situations auxquelles sont confrontées les élèves et leurs réaction afin de transmettre les connaissances liées à la conduite. Nous proposons pour cela un système logiciel reposant sur deux hypothèses fondamentales :- le contrôle que les élèves ont sur leur véhicule fait abstraction des gestes techniques. Les élèves peuvent alors se concentrer sur l'apprentissage de comportements, en particulier les prises d'informations et de décisions ; - le trafic routier est modélisé selon une approche microscopique. Chaque conducteur est représenté par un acteur virtuel autonome capable de percevoir son environnement et de prendre des décisions basées sur un code de la route simplifié. Un modèle procédural de conducteur, spécifique à la représentation d'un trafic est proposé. Un conducteur est alors considéré comme étant un ensemble de tâches de conduite (enchaînement d'actions, de prises d'informations et de décisions pour une situation donnée). Étant donné l'importance de la prise d'informations dans la conduite, l'accent a été mis sur la modélisation de la perception des conducteurs virtuels autonomes (focalisation, mémorisation,. . . ). Un prototype a été réalisé. Il permet de simuler en temps réel des trafics routiers contenant plus de cinquante véhicules et de confronter des élèves à une grande variété de situations. Deux séries d'expérimentations ont été menés afin de montrer la validité et l'intérêt des principes de modélisation évoqués ci-dessus ; tant en ce qui concerne les aspects pédagogiques que la crédibilité des trafics simulés.

The purpose of this thesis is to show the relevance of virtual reality for the creation of tools that help the learning of safe behavior on road. These tools are based on the immersion of learners inside a credible virtual traffic road in which they encounter a wide panel of situations. The teacher uses these situations to explain and make the student acquire knowledge on driving. Thereby, we propose a software system that lies on two fundamental assumptions : - leaners control their virtual car in an abstract manner : they don't have to do and learn technical gestures. Learners can concentrate themselves only on learning how to behave in specific visual strategies and decisions ;- traffic road is modelled following a microscopic approach. Each driver is consider as a set of driving tasks (chronological sequence of actions, visual clue acquisition and decisions in a given situation). Due to the importance of retreiving visual informations while driving, this work was focused on the modeling of virtual drivers' visual perception (focus of attention, memorizing, visual routines. . . ). A prototype has been achieved. It enables to simulate, in real time, traffic road up to fifty vehicles and makes learners face a wide varieties of situations. Two series of experimentations have been conducted to show the validity and the relevance of the modeling principle exposed above. These experimentations concern the pedagogical aspect of the software and the credibility of the generated traffic road.