VEDECOM au séminaire « Ingénierie des Systèmes Complexes à Logiciels Prépondérants » de la DGA-TA

VEDECOM au séminaire « Ingénierie des Systèmes Complexes à Logiciels Prépondérants » de la DGA-TA

Gilles Le Calvez, Directeur Validation et Homologation de la Mobilité Autonome chez VEDECOM, était invité à la 7ème édition du séminaire « Ingénierie des Systèmes Complexes à Logiciels Prépondérants » (ISCLP), qui avait lieu à Toulouse les 16 et 17 octobre 2019.

Il y a présenté les activités de VEDECOM en matière de véhicules autonomes, et notamment le projet MOOVE. Ce projet vise à sécuriser la conduite autonome grâce à la collecte massive de données de roulage : une entreprise en lien avec l’intelligence artificielle, susceptible de contribuer au développement de logiciels sûrs pour le domaine de l’automobile. Une intervention qui confirme l’expertise de l’Institut en matière de développement de systèmes autonomes terrestres, et son inscription dans le paysage industriel français de l’intelligence artificielle.

L’événement, organisé tous les deux ans par la DGA-Techniques Aéronautiques (DGA-TA), réunissait cette année quelques 300 participants (Ministère des armées, institutionnels et industriels du domaine de la défense) autour du thème « Impact des nouvelles technologies sur la sûreté de fonctionnement et l’ingénierie logicielle ». Le Centre d’Expertise technique du Ministère des Armées pour les questions aéronautiques avait placé la qualification et la certification de l’intelligence artificielle ainsi que son impact sur les nouvelles technologies, leur sûreté de fonctionnement et l’ingénierie logicielle embarquée, au cœur de ces deux jours de réflexion.

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HISTOIRE DE PROJET – En tête de pont sur les communications hybrides, sécurisées et coopératives

HISTOIRE DE PROJET – En tête de pont sur les communications hybrides, sécurisées et coopératives

L’équipe « Nouvelles communications hybrides, sécurisées et coopératives » de VEDECOM,  menée par le Dr-HdR. Oyunchimeg Shagdar, et appuyée par un réseau de partenaires, conduit des recherches autour de vecteurs de communication sûrs entre le véhicule et son environnement (V2X) : un enjeu majeur pour le véhicule du futur. Entretien avec Ahmed Soua, chercheur en V2X-5G, qui a accepté de nous en dire plus sur les challenges et les victoires de cette équipe.

En quoi consiste le projet ?

Notre équipe fait de la recherche dans le domaine des communications véhiculaires sans fil (V2X) : communication véhicule à véhicule (V2V), véhicule à infrastructures (V2I), véhicule à réseau (V2N), véhicule à piéton (V2P). Nous travaillons à leur spécification et à la conception de solutions à la fois fiables et sécurisées. Nous sommes une vingtaine de personnes, issues de formations dans les domaines de la télécommunication, des réseaux, de l’informatique, du traitement de signal et des systèmes embarqués. Nos recherches portent sur différents aspects qui vont de la conception de solutions de communication V2X à leur standardisation, en passant par la perception augmentée qu’apportent les IoT, sans oublier la cybersécurité avec la détection de comportements anormaux. Pour simuler la fiabilité et la performance des communications hybrides, nous avons conçu une plateforme de démonstration qui est commercialisée par VEDECOM Tech.

Quels sont les enjeux de vos recherches ?

Notre objectif consiste à identifier et concevoir des solutions optimales en matière de communication V2X, mais également agiles et surtout sécurisées par rapport aux flux d’informations qu’elles acheminent et qui contribuent à la sécurité routière. Pour cela, il faut mettre tous les acteurs autour de la table afin de définir des protocoles d’échanges normalisés.

Notre spécificité est vraiment de travailler de manière collaborative avec tout un écosystème d’industriels et d’académiques : Renault, PSA, VALEO, ATOS, Marben, Transdev, YoGoKo, Neavia, Vinci Autoroutes, FARECO, ECE Paris, l’UVSQ, INRIA, System-X ou encore l’UTAC CERAM.

Quelles sont les principales difficultés et les défis de ce projet ?

Nous avons 5 défis principaux. Tout d’abord la sélection des technologies bien sûr, mais aussi la question de la scalabilité, à savoir trouver des moyens d’éviter la congestion du réseau quand celui-ci monte en charge. Nous rencontrons également des problèmes d’interopérabilité et de cybersécurité. Enfin, des problématiques d’échanges de données utiles à la perception coopérative : il s’agit ici de trouver le moyen de fusionner les données des capteurs issues de différents véhicules ou d’équipements de bord de route avec les données reçues et envoyées par les réseaux sans fil.

Dans les années qui viennent, nous aurons également deux défis à relever. Il va nous falloir adapter la 5G et l’intégrer dans nos travaux de recherche sur les communications hybrides.

Quels sont les succès et les moments forts que vous avez rencontrés ?

Nous avons récemment présenté plusieurs démonstrations qui ont eu un grand succès. Lors de la journée mobilité@VEDECOM le 11 avril 2019, nous avons montré la coopération de deux technologies de communication via notre plateforme de simulation. L’inauguration de l’expérimentation Paris-Saclay Autonomous Lab le 15 mai 2019 a aussi été un moment très important. Elle a consacré l’importance et la pertinence de notre travail en termes d’interopérabilité et d’installations. Pour la première fois, nous avons pu présenter, avec nos partenaires Renault et Transdev, un système de transport autonome complet, fonctionnant grâce à l’infrastructure. Enfin l’habilitation à diriger la recherche (HDR) d’Oyunchimeg Shagdar, le 6 septembre 2018 à l’Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines, a été un moment fort pour toute notre équipe : cela représentait une vraie reconnaissance de notre travail et de nos résultats de recherche.

Qu’est-ce que ce projet apporte au monde des mobilités ?

Nous nous attachons à faire rayonner nos résultats scientifiques : démonstrations mais aussi prototypes, brevets, publications, participation aux conférences et workshops internationaux… Nous avons récemment fait une démonstration des boîtiers de simulation de notre plateforme à l’occasion de l’inauguration du site TEQMO, le centre d’essais et d’homologation de véhicules de l’UTAC-CERAM.

En dehors de nos membres qui ont accès à ces résultats, notre filiale commerciale VEDECOM Tech pourra commercialiser cette plateforme auprès de sociétés qui pourraient en être intéressées. Conçue par VEDECOM en partenariat avec Marben, elle est composée d’une quarantaine de boîtiers qui simulent le comportement d’un véhicule connecté dans différents cas d’usage : elle permet de tester des véhicules prototypes sur pistes, notamment à des fins d’homologation comme le fait l’UTAC-CERAM. Elle contribue également pour l’Institut à l’avancement de projets européens, comme le projet 5G-MOBIX, qui réunit plus de 50 partenaires pour démontrer l’apport de la 5G aux communications véhiculaires.

 

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MOOVE : sécuriser la conduite autonome grâce à la collecte des données de roulage

MOOVE : sécuriser la conduite autonome grâce à la collecte des données de roulage

Un enjeu essentiel pour les constructeurs automobiles et leurs partenaires est de garantir aux usagers de la route un haut niveau de sécurité quand ces derniers activeront les fonctions d’automatisation de leur véhicule dans un trafic routier souvent complexe, ou quand ils seront transportés par des véhicules ou des taxis autonomes sans chauffeur. C’est pour assurer cette sécurité que l’Institut VEDECOM a lancé en 2015, en partenariat avec PSA, Renault, et Valeo, le projet MOOVE qui vise à constituer une base de données de scénarios de conduite réelle du trafic routier comme référence technique pour la conception et la validation de fonctions de conduite déléguée automatisée. Le point sur ce projet d’envergure qui fait rouler une flotte de neuf véhicules pour recueillir les données de roulage, susceptibles d’apporter une connaissance fine des différentes situations routières auxquelles se trouvent confrontés les véhicules…

Collecter tous les paramètres de conduite pour dégager des modèles de comportement des usagers de la route

L’hypothèse que font tous les constructeurs automobiles est que la seule façon d’identifier et donc de traiter la complexité et la diversité des situations de trafic rencontrées sur nos routes consiste à recueillir de vastes quantités de données (actuellement 1 million de km de données réelles). C’est la raison pour laquelle, depuis 2016, neuf véhicules sillonnent les routes d’Europe dans le cadre du projet MOOVE. Leur mission : rouler par tous les temps et en tous lieux pour enregistrer le maximum de données sur les différentes situations routières auxquelles se trouve confronté un véhicule, en particulier pour identifier les situations à risque pour le véhicule autonome.

 

Situations à risque et comportement du chauffeur : rien n’est laissé au hasard

Conduits par des conducteurs humains, ils sont équipés de capacités de perception similaires à celles des véhicules autonomes : radars, lidars et caméras de réalité terrain enregistrant en permanence des vidéos en 360°. Trois caméras intérieures observent les mains, les pieds et les yeux du conducteur, qui dispose également d’une tablette de notification dynamique pour signaler en temps réel les situations de conduite critiques ou particulières. Un monitoring complet du réseau de communication interne du véhicule permet de connaître toutes les actions exercées sur le frein, l’accélérateur, la direction, les feux, les essuie-glaces ainsi que la vitesse du véhicule, le passage des vitesses, sa position GPS… Au total, ce sont 500 signaux différents qui sont enregistrés : des données qui, synchronisées, permettent aux data scientists de reconstituer les situations routières réelles et de savoir comment le conducteur a réagi.

 

250 To de données collectées dans 17 pays européens

D’abord roulant en métropole parisienne et dans les grandes villes d’Europe, les véhicules ont ensuite parcouru les autoroutes et les voies rapides, les routes secondaires et les Alpes où ils ont enduré neige et brouillard. Ils ont franchi tous les grands ponts d’Europe de l’Ouest, et traversé les tunnels. Ils sillonnent actuellement l’Europe de l’Est et devraient bientôt arriver en zones urbaines et sur les routes de campagne. Avec 1 million de kilomètres à leur actif en quelques 15 000 heures de route dans 17 pays différents, les véhicules MOOVE ont déjà permis d’enregistrer 250 To de données qui constituent une base de données brutes de tous les paramètres des situations routières rencontrées.

 

Transformer la base de données brutes en base de données relationnelle de scénarios labélisés

Une infrastructure hardware et software a été mise en place chez VEDECOM pour le stockage, l’archivage et les calculs de traitement des 250 To de données. Les partenaires du projet peuvent y accéder à distance de façon hautement sécurisée.

Les données brutes sont organisées selon une structure adaptée à un tel volume. Elles sont pour cela soumises à une succession de transformations qui doivent permettre l’analyse, mais aussi des accès performants et des calculs 100 fois plus rapides que le temps réel : « Nous analysons les signaux avec 171 algorithmes pour y trouver des règles d’expert, identifier ce qui s’est passé et en sortir tous les attributs : vitesse, inter distance, etc., détaille Annie Bracquemond, chef du projet à l’Institut VEDECOM. Cela servira ensuite aux conducteurs automobiles et à leurs partenaires pour spécifier et valider des lois de commande des futurs véhicules autonomes. »

 

Modéliser des scénarios remarquables avec des algorithmes robustes

Au terme de ce processus, une base de données relationnelle de 5 To d’objets interprétés reconstituant les scénarios routiers, synchronisés aux vidéos, a été établie. 80 scénarios remarquables et pertinents ont pu ainsi être relevés. Un progiciel dédié d’interrogation de cette base de données (MOVIN-SALSA) a été développé sur la base du logiciel SALSA du CEESAR (Centre Européen d’Etudes de Sécurité et Analyse des Risques) afin d’extraire et modéliser les scénarios routiers souhaités.

Par ailleurs, une centaine de Paramètres Haut Niveau ont été définis pour spécifier tous les objets et acteurs de la scène routière. Ces paramètres permettent de modéliser l’intégralité de l’environnement du véhicule. Chacun a été renforcé par des algorithmes spécifiques pour les rendre le plus robuste possible. Traités par algorithmes, ces paramètres permettent aux data scientists de détecter les événements extérieurs au véhicule ainsi que les actions du conducteur, mais aussi de reconstituer les éléments de l’infrastructure routière ou des séquences temporelles et conditions climatiques dans lesquelles se déroulent les scénarios.

 

Des bases de données intelligentes de scénarios du trafic routier pour sécuriser la conduite déléguée

La dernière phase du processus consiste à extraire les séquences critiques et réaliser des statistiques de probabilité d’apparition de ces événements, d’actions ou réactions des conducteurs. Le tout en fonction des infrastructures routières de qualité inégale et de conditions climatiques plus ou moins difficiles. Il ne s’agit rien de moins que de modéliser le monde réel et ainsi de projeter cette connaissance vers les concepteurs des fonctions de perception et de supervision intelligente. Simuler pour finalement valider les mécanismes de contrôle des véhicules autonomes. Objectif : une sécurité maximale.

 

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Les boîtiers V2X VEDECOM et le projet MOOVE à l’honneur à l’occasion de l’inauguration du site TEQMO

Les boîtiers V2X VEDECOM et le projet MOOVE à l’honneur à l’occasion de l’inauguration du site TEQMO

VEDECOM était présent à l’inauguration du site TEQMO, le centre d’essais et d’homologation de véhicules autonomes de l’UTAC CERAM, qui avait lieu le 17 juin 2019. A cette occasion, l’Institut a présenté en avant-première les boîtiers de validation V2X VEDECOM, qui permettent de simuler plusieurs véhicules connectés. Un des neuf véhicules MOOVE était également exposé devant le stand.

Les boîtiers de simulation V2X VEDECOM : une solution unique développée en interne par l’Institut

C’est à l’occasion de l’inauguration du site d’essais et d’homologation TEQMO, exploité par l’UTAC-CERAM, que l’Institut VEDECOM a choisi de présenter en avant-première sa plateforme de simulation de véhicules connectés. Développée en interne par l’équipe Nouvelles Communications sécurisées et Sécurité Coopérative (MOB01), en partenariat avec Marben, elle permet de simuler des communications hybrides et intègre pour l’instant la 4G et l’ITS-G5. A terme, elle devrait également fonctionner avec la 5G et le LIFI. Composée d’une quarantaine de boîtiers qui simulent le comportement de plusieurs véhicules connectés, elle est configurable à distance et permet de simuler différents scenarii et cas d’usages : accidents, embouteillages, freinage d’urgence, véhicule en contresens…Une solution innovante pour les activités d’homologation et test d’interopérabilité des différentes technologies de communication V2X en parfaite cohérence avec la raison d’être du site TEQMO, d’autant que l’UTAC-CERAM l’utilise déjà pour faire des tests d’homologation.

La démonstration présentée consistait à envoyer via les boîtiers des alertes d’accident, de formation de bouchon, etc. aux véhicules autonomes roulant sur les pistes afin d’en tester les réactions et de préparer demain leur homologation sur cette partie connectivité inter-véhicule.

Exposition d’un véhicule MOOVE : un million de kilomètres de roulage déjà réalisé pour collecter les informations nécessaires à la validation des fonctions du véhicule autonome

L’Institut exposait également l’un des neuf véhicules du projet MOOVE. Ces C4 Picasso et DS7 Crossback sont équipées de capacités de perception similaires à celles des véhicules autonomes avec caméras, radars et lidars, mais elles restent conduites par un conducteur humain. Leur vocation : rouler par tous les temps et en tous lieux pour enregistrer le maximum de données sur les différentes situations routières auxquelles se trouve confronté un véhicule, en particulier pour identifier les situations à risque pour le véhicule autonome. Depuis 2016, elles ont à leur actif un million de kilomètres, parcourus dans 17 pays européens en quelques 15 000 heures de conduite, ayant généré l’enregistrement de 250 téraoctets de données. L’analyse de ces informations doit servir aux constructeurs automobiles, pour spécifier et valider les lois de commande du véhicule autonome. Un projet lui aussi en parfait accord avec le site inauguré et ses 12km de pistes d’essais et d’homologation, puisqu’il alimentera en données obtenues en conditions réelles les scénarios de test qui seront réalisés.

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Tester et valider la conduite automatisée et connectée : VEDECOM partenaire du projet européen HEADSTART

Tester et valider la conduite automatisée et connectée : VEDECOM partenaire du projet européen HEADSTART

Le projet HEADSTART (Harmonised European Solutions for Testing Automated Road Transport), du programme Horizon 2020 de la Commission Européenne, a été lancé en janvier 2019. Porté par un consortium de 21 partenaires de 9 pays différents, dont l’Institut VEDECOM, il est coordonné par IDIADA Automotive Industry et Monsieur Álvaro Arrúe. Il a pour but de définir des procédures de test et de validation pour des fonctions de conduite automatisée et connectée en incluant les technologies clés telles que la cybersécurité, la localisation et la connectivité. Les tests auront lieu dans des environnements tant virtuels que réels afin de valider les performances de sûreté et sécurité relatifs aux principaux besoins des utilisateurs.

Lancé pour une durée de trois ans, le projet HEADSTART va rassembler des acteurs pertinents de la chaîne de valeur européenne des véhicules connectés et autonomes, autour du groupe d’experts du projet qui orientera et conseillera les partenaires et participera à la promotion des résultats du projet. Le consortium et ses partenaires réuniront les solutions existantes les plus pertinentes, développeront des méthodologies, des procédures et des outils, et piloteront une solution européenne harmonisée de test et de validation des véhicules automatisés.

Au sein du consortium, l’Institut VEDECOM est en charge du WP1 qui a pour objectif d’effectuer un état de l’art sur les méthodologies de tests, d’identifier les besoins des Stakeholders, de définir les exigences pour les technologies clés, et de sélectionner les cas d’usage pertinents à tester sur piste ou en simulation en vue d’une homologation des fonctions de conduite automatisée. L’Institut contribuera également au WP2, pour définir une méthodologie de test et validation pour les cas d’usages ciblés, en prenant en considération les technologies clés.

Le projet est financé par le programme de recherche et d’innovation Horizon 2020 de l’Union Européenne, sous l’agrément N°824309.

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Inauguration du site de test transfrontalier France-Allemagne-Luxembourg : VEDECOM présente le projet TRIICA

Inauguration du site de test transfrontalier France-Allemagne-Luxembourg : VEDECOM présente le projet TRIICA

L’inauguration du corridor franco-allemand-luxembourgeois a eu lieu ce mercredi 3 avril 2019, à Schengen. A cette occasion, VEDECOM a présenté le projet TRICAA, qui vise à démontrer l’interopérabilité transfrontalière du véhicule à délégation de conduite en lien avec les infrastructures.

L’événement s’est déroulé en présence des ministres des Transports de la France, de l’Allemagne et du Luxembourg, ainsi que du vice premier ministre luxembourgeois et la ministre des Transports de la Sarre. La création du site traduit la volonté commune des trois pays de promouvoir le développement et l’expérimentation de différentes technologies pour la conduite autonome et connectée dans un contexte réel et transfrontalier.

Coordonné par VEDECOM, le projet TRIICA recherche ses partenaires européens

Lors de l’événement, Philippe Watteau, Directeur Général de l’Institut VEDECOM, a présenté le projet TRIICA (Test and Research on Intelligent Infrastructure for Collaborative Autonomous driving). Porté par un consortium de six partenaires français (Cerema, Sanef, YoGoKo ainsi que 3M France et Continental France), le projet est coordonné par VEDECOM. Il a été initié pour répondre à l’Appel à Manifestation d’Intérêt lancé par les trois pays courant 2018. L’allocution visait à élargir le consortium à des partenaires allemands et luxembourgeois.

Le principal objectif du projet TRIICA est de démontrer l’interopérabilité transfrontalière du véhicule à délégation de conduite tout en valorisant les apports de l’infrastructure routière dans le développement des technologies d’automatisation de la conduite.

Analyser et comparer les situations à risque pour le véhicule autonome en zone transfrontalière

Une première étape consistera, grâce à des véhicules dotés de capacités de perception représentatives de véhicules autonomes de niveau 4, à percevoir et analyser les types de signalisation routière propres à chacun des trois pays. Cette comparaison permettra d’identifier les situations à risque générées par les spécificités d’un contexte transfrontalier. Des signalétiques innovantes (horizontales et verticales) seront expérimentées afin de déterminer leur potentielle valeur ajoutée pour le véhicule autonome. La gestion de la connectivité (roaming) en zone transfrontalière sera également prise en compte. Des spécifications et recommandations pour orienter le développement des véhicules à conduite déléguée et leurs infrastructures concluront ce premier volet.

Une carte locale dynamique enrichie

Une seconde étape visera à étendre le champ de perception du véhicule à délégation de conduite grâce à un Horizon électronique (eHorizon). Celui-ci prendra la forme d’un service cloud enrichi par une cartographie dynamique qui permettra de prendre en compte des situations à risque susceptibles de réduire le niveau de délégation de conduite du véhicule. Les moyens de mise en sécurité du véhicule par l’activation progressive de modes dégradés seront également considérés.

Conception d’un nouveau prototype de véhicule autonome pour démontrer les concepts précédemment définis

Dans un dernier temps, un nouveau prototype de véhicule à délégation de conduite, conçu par l’Institut VEDECOM, intégrera l’ensemble des spécifications et développements mis au point dans les deux cas d’usage précédents. Il permettra de démontrer les différentes situations de conduite considérées dans les premières étapes.

En tant que coordinateur du projet, VEDECOM assurera le pilotage des activités de recherche et de développement ainsi que les différentes démonstrations et l’évaluation.

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