Thèse de Sylvain Colomer : Approches neuro-robotiques intégrées pour la localisation et la navigation du véhicule autonome

Sylvain Colomer, Chercheur Doctorant de l’université CY Cergy Paris au sein de VEDECOM, soutiendra le vendredi 16 décembre à 16 heures. Sa thèse s’intitule « Approches neuro-robotique intégrées pour la localisation et la navigation d’un véhicule autonome ».

Comment utiliser des modèles inspirés de la cognition des mammifères pour la navigation d’un véhicule autonome ?

Contrairement aux systèmes artificiels, les systèmes biologiques sont capables d’effectuer des tâches de navigation sur de grandes distances et de longues durées. Cette capacité reposerait en partie sur la robustesse des mécanismes d’apprentissage impliqués dans leur cognition, sur leur faculté à exploiter les couplages entre différents capteurs et à s’adapter en permanence aux changements survenant dans l’environnement. La modélisation de leur cognition pourrait ainsi être un vecteur important d’innovation en robotique, apportant aux modèles existants de nouveaux mécanismes efficaces et originaux.

L’objectif de cette thèse 

Développer des modèles inspirés de la cognition des mammifères pour le domaine du véhicule autonome.

Méthodologie

Les travaux menés ont notamment abouti à la construction du modèle MpNav, un nouveau modèle de navigation visuelle, qui, bien que proche du type “end-to-end” n’est pas basé sur un apprentissage profond et permet d’apprendre une trajectoire de navigation en peu d’itérations. Son utilisation sur un véhicule expérimental de VEDECOM a ainsi permis d’effectuer plusieurs trajectoires de navigation en totale autonomie, avec un record de 2km sur une trajectoire en boucle.

Sylvain a réalisé sa thèse en trois ans, sous la direction d’Olivier Romain, professeur à l’Université CY Cergy Paris et chef de l’équipe électronique du laboratoire ETIS ainsi que sous la direction de Guillaume Bresson et de Steve Pechberti au sein de VEDECOM.

Le jury se compose de :

  • Olivier Romain, Professeur à l’Université CY Cergy Paris, CNRS – directeur de thèse
  • Dominique Gruyer, Directeur de Recherche au laboratoire PICS-L à l’Université Gustave Eiffel – rapporteur
  • Laurent Perrinet, Chercheur en neurosciences à l’Université d’Aix-Marseille – rapporteur
  • Jean-Philippe Diguet, Directeur d’IRL Crossing au CNRS – examinateur
  • Jeff Krichmar, Professeur à l’Université de Californie – examinateur
  • Nicolas Cuperlier, Professeur à l’Université CY Cergy Paris, CNRS – superviseur
  • Guillaume Bresson, collaborateur VEDECOM – superviseur de thèse
  • Steve Pechberti, collaborateur VEDECOM – superviseur de thèse

Vous souhaitez assister à la thèse de Sylvain et découvrir le résultat de ses travaux de recherche ?

Rendez-vous le vendredi 16 décembre à 16h. La soutenance a lieu :

  • Université CY Cergy Paris, site de Saint-Martin, amphithéâtre E2, 2 Av. Adolphe Chauvin, 95300 Pontoise.

Vous pouvez également assister à la soutenance à distance :

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Thèse d’Ikram Najeh : Modélisation et optimisation de la maintenance de l’infrastructure routière pour le véhicule autonome

Ikram Najeh, Chercheure Doctorante à l’université Gustave Eiffel et collaboratrice den de VEDECOM, soutiendra le jeudi 17 novembre à 13 heures. Sa thèse s’intitule « Modélisation et optimisation de la maintenance de l’infrastructure routière pour le véhicule autonome ».

Comment anticiper les besoins de maintenance de la route pour garantir la sécurité et la fiabilité de circulation des véhicules automatisés ?

L’automatisation de la conduite constitue une potentielle solution économique et sociale pour rendre le transport plus efficace et plus responsable. Mais pour pouvoir accueillir le véhicule autonome sur les infrastructures routières existantes, celles-ci doivent respecter des critères de qualité bien particuliers pour assurer tout autant la sécurité et la fiabilité de ces systèmes, de leurs usagers ainsi que de leur environnement. Cependant, de nombreux phénomènes comme l’effacement des marquages routiers, l’apparition de fissures longitudinales et transversales sont incompatibles avec le fonctionnement des véhicules autonomes.

Pour assurer une bonne évolution de la conduite autonome, il faut donc que l’infrastructure routière sur laquelle on souhaite les faire circuler soit maintenue d’une manière efficace et optimale.

L’objectif de cette thèse 

Proposer une stratégie de maintenance préventive de l’infrastructure routière en considérant cette dernière comme un système avec plusieurs composants.

Méthodologie

En se focalisant sur les 4 composants de l’infrastructure routière à maintenir. Il y a la chaussée et les 3 lignes de marquage : bande d’arrêt d’urgence, lignes axiale et centrale. Cette thèse identifie ainsi les zones de stratégiques de maintenance et le pas de remplacement optimal pour chaque cluster. De plus, elle permet de trouver les dates de maintenance optimales afin de trouver la meilleure solution répondant aux besoins de l’automatisation de la conduite.

Ikram a réalisé sa thèse en trois ans, sous la direction de Laurent Bouillaut, chargé de recherche à l’IFSTTAR et encadrée par Mohamed Cherif Rahal, directeur du domaine véhicule automatisé et connecté chez VEDECOM.

Le jury se compose de :

  • Laurent Bouillaut, chargé de recherche, Université Gustave Eiffel – Directeur de thèse
  • Bruno Castanier, professeur, Université d’Angers – Rapporteur
  • Benoit Iung, professeur, Université de Lorraine – Rapporteur
  • Zohra Cherfi Boulanger, professeur, Université de Technologie de Compiègne – Examinatrice
  • Dimitri Daucher, professeur, Université Gustave Eiffel – Examinateur
  • Caroline Prodhon, professeur, Université de Technologie de Troyes – Examinatrice
  • Maxime Redondin, ingénieur de recherche, COLAS – Invité
  • Mohamed Cherif Rahal, directeur du domaine véhicule automatisé et connecté, VEDECOM – Invité

Vous souhaitez assister à la thèse d’Ikram et découvrir le résultat de ses travaux de recherche ?

Rendez-vous le jeudi 17 novembre à 13h. La soutenance a lieu :

  • 14-20 Boulevard Newton Cité Descartes, Champs sur Marne F- 77447 Marne la vallée Cedex 2, salle B017-020 – Bâtiment Bienvenue.

Vous pouvez également assister à la soutenance à distance :

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La recharge des véhicules électriques par induction en roulant : un enjeu écologique majeur

La recharge par induction est une des solutions technologiques candidates pour le déploiement de la « Route Electrique » en France et en Europe. Elle permet de recharger les véhicules électriques en roulant. Le principal avantage est la réduction de la taille des batteries des véhicules tout augmentant l’autonomie des véhicules électriques. Elle s’adapte tout particulièrement aux besoins du secteur logistique et du transport routier longue distance.

Des expérimentations concluantes

Depuis une première mondiale en juillet 2018 dans le cadre du projet européen H2020 baptisé FABRIC, avec deux véhicules se chargeant à 20kW en roulant chacun à 100 km/h en même temps sur une piste (système tertiaire américain), VEDECOM a développé avec ses partenaires Renault, Stellantis et EDF, une technologie propre de recharge en roulant par induction à une puissance de 30 kW. Le système est composé des bobines et boîtiers électroniques qui doivent être intégrés dans la route pendant son renouvellement ou construction.

30 kW, c’est la puissance nécessaire et suffisante pour recharger un véhicule léger sur autoroute.

D’après les premiers tests obtenus sur une plateforme d’essai, le rendement obtenu atteint plus de 90% ce qui est un excellent taux. D’autres tests ont permis de valider le respect des normes de champ électromagnétique, sachant que le système est sécurisé : l’induction ne s’active qu’au passage du véhicule et si le système de communication reconnaît et valide le déclenchement de sa recharge. VEDECOM continue de développer son système dans le cadre du projet VERA (PIA).

D’autres technologies de recharge par induction sont testées en Europe, notamment la solution de l’israélien ElectReon : son système DWPT (Dynamic Wireless Power Transfer) est notamment testé sur le circuit italien « Arena del Futuro » de 1050m.

 

INCIT-EV et le Use Case 2 – Démonstration de la recharge inductive en roulant dans Paris

VEDECOM testera sa technologie en zone urbaine, à Paris, au second semestre 2022, dans le cadre du projet européen INCIT-EV. INCIT-EV vise à tester et évaluer sept technologies différentes de recharge. Doté d’un budget de 18M€, il rassemble 33 partenaires de 8 pays différents. Les objectifs : démontrer la réplicabilité de ces solutions, garantir l’interopérabilité et nourrir un outil d’aide à la décision pour réaliser les choix les plus adaptés aux territoires. Un projet centré sur l’expérience utilisateur, pour INCITer à l’usage des Véhicules Electriques. Ces expérimentations sont lourdes d’enjeux pour le déploiement du véhicule électrique.

 

Une technologie prometteuse qui demande une dynamique collective

La recharge dynamique sans contact promet d’être l’une des solutions de recharge les plus intéressantes et les plus interopérables : interopérable d’un véhicule à l’autre, mais aussi d’un fournisseur à l’autre.

Esthétique et durable, puisque enterrée, elle s’adapte parfaitement aux milieux urbains où les contraintes d’espaces dédiés aux infrastructures sont particulièrement fortes et où les limites de vitesse sont davantage propices à la recharge. Puisqu’on roule moins vite, on reste plus longtemps sur la piste et on se recharge donc plus longtemps. C’est également la solution qui serait la plus partagée : se recharger en roulant répondant à la problématique des inévitables engorgements aux bornes de recharge.

Une clé pour avancer : le dialogue au sein des acteurs de toute la chaîne de valeur et en arrière-plan, une vraie volonté politique.

 

>> Plus d’info sur le projet européen INCIT-EV

L’industrie se mobilise autour d’une initiative collective pour la Recharge Electrique Nouvelle Génération

A la clé, une meilleure expérience et plus de services pour les utilisateurs, mais aussi des économies…

Des industriels représentatifs de toutes les filières gravitant autour de la mobilité électrique se sont réunis pour la première fois en plénière. Objectif : accompagner le déploiement de la mobilité électrique nouvelle génération en France pour que toute borne AC et DC installée en France soit compatible à terme avec la norme ISO 15118 de communication véhicule-borne, intéropérable et sécurisée.

Si vous avez déjà possédé un véhicule électrique, vous connaissez le plaisir de moins polluer l’air… mais aussi les complications pour se recharger. La recharge de véhicules électrique arrive aujourd’hui à un tournant. Le prix des véhicules électriques devient accessible, les batteries battent des records de distance. Reste un verrou majeur : la maturité des systèmes de recharge, afin de permettre une meilleure expérience utilisateur et plus de services. A la clé : le smart charging, le plug & charge (voir définitions plus bas) et plus tard, la recharge bidirectonnelle (la voiture recharge le réseau) voire sans contact.

Pour l’obtenir, les principaux acteurs français et européens convergent vers le respect d’une norme de communication entre les bornes et les véhicules, la norme ISO15118. Cependant, pour permettre l’émergence de bornes compatibles avec cette norme, et donc un marché ouvert, il est nécessaire de mettre tous les acteurs autour de la table afin de s’entendre sur le cahier des charges final. Avec un point majeur à définir : celui de la cybersécurité (PKI).

Mobilisation générale

Pour ce faire, les principales organisations représentatives des filières impliquées dans la recharge électrique se sont associées le 7 juillet 2020 sous la forme d’une Initiative pour la Recharge Electrique Nouvelle Génération : l’AFIREV (Association Française pour l’Itinérance de la Recharge Electrique), l’AVERE (Association nationale pour le développement de la mobilité électrique), la PFA (Plateforme Française de l’Automobile) et l’Institut VEDECOM (recherche et innovation sur les mobilités du futur), ce dernier étant missionné pour coordonner l’initiative.

Plusieurs ateliers de travail ont ensuite donné lieu à une réunion en plénière le 17 septembre 2020, rassemblant une quinzaine d’industriels issus de chaque filière : energéticiens comme Enedis, constructeurs automobiles comme PSA, constructeurs de solutions de recharge comme Schneider Electric, opérateurs d’infrastructures de recharge et de services d’e-mobilité comme Freshmile, fournissseurs de technologie et de services pour l’e-mobilité comme Trialog.

Liste des partenaires

Les premiers partenaires de l’Initiative pour la Recharge Electrique Nouvelle Génération ©VEDECOM

Le cercle sera progressivement élargi à tous les industriels pour déployer la norme ISO 15118 à l’horizon 2023.

La plénière a permis de faire participer d’autres acteurs institutionnels tels que le Ministère de l’Ecologie (DGEC), qui soutient et accompagne l’initiative. Celui-ci veillera à ce que les « recommandations pour le cahier des charges des aménageurs » défini par l’Initiative soit en cohérence avec, entre autres, le plan “Objectif 100 000 bornes”. La Région Ile de France était également présente. Elle est à pied d’œuvre pour déployer plus de 5000 bornes d’ici 2022, avec notamment l’aide du label IRVE : un dispositif qui vient en complément des aides nationales comme Advenir. Enfin l’initiative travaille en lien avec les groupes de travail français et européens déjà existants sur cette thématique.

3 ans pour réussir le déploiement d’un standard

Pour que la norme 15118 soit implémentée dans les systèmes de recharge et permette le plug & charge, il est nécessaire que les fabricants de bornes rendent leurs bornes interopérables, c’est-à-dire capables de reconnaître n’importe quel fournisseur d’électricité et n’importe quel opérateur d’infrastructure de recharge. Il faut également que les opérateurs d’infrastructures de recharge et de services d’e-mobilité, ainsi que les fournisseurs de technologies et de services, apprennent à faire marcher cette norme et à implémenter de nouveaux blocs dans leurs systèmes d’information, qui permettront la recharge sans carte et le plug & charge. Il faut enfin qu’ils améliorent la sécurité de la connexion.

Pour ce faire, VEDECOM, maître d’œuvre du projet, a proposé un calendrier en deux grandes étapes :

  1. Première étape (2020) : définir l’architecture de cybersécurité (PKI ISO 15118) à adopter pour le Plug and Charge (PnC).
  2. Deuxième étape (2021-23) : accompagner de façon collaborative le déploiement du PnC et du Smart Charging en définissant une offre de recharge Plug and Charge et Smart Charging standard, interopérable et industrialisable pour l’intégralité de l’écosystème. Des sites pilotes permettront de faire des tests. Différents documents seront produits par le groupe de travail, des formations et ateliers techniques seront proposés en 2021 et 2022. Al’issue de ces travaux, l’écosystème disposera des outils et du savoir-faire nécessaires à un déploiement à l’initiative des aménageurs et des opérateurs (horizon 2023).

Que permettra la norme 15118 une fois déployée ?

  • Le plug & charge (PnC) : il permet d’identifier automatiquement le contrat de services de l’utilisateur par simple branchement du câble de recharge entre le véhicule et la borne, avec un haut niveau de sécurité informatique et une expérience utilisateur simplifiée. Il évite donc les badges multiples : « on branche le câble, la charge démarre automatiquement »
  • Le smart charging : il qui permet de programmer un planning de recharge, négocié entre la borne et le véhicule et optimisé selon leurs contraintes techniques, les besoins et exigences du conducteur et les contraintes électriques du réseau

Préconditions du plug & charge :

  • un contrat de service installé dans le véhicule électrique
  • un véhicule électrique et une borne compatibles PnC
  • l’interopérabilité afin que n’importe quel véhicule puisse se recharger avec n’importe quelle borne

 

Découvrir les premiers partenaires de l’initiative :

Découvrir les vidéos explicatives du projet :

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VEDECOM présente « Marque ta route », un logiciel de maintenance des marquages routiers

VEDECOM présente « Marque ta route », un logiciel de maintenance des marquages routiers

La qualité et la fiabilité de la signalisation horizontale va jouer un rôle majeur dans la sécurité et la mise en circulation de véhicules autonomes. Afin de prévenir les situations de non détection des marquages, le projet « Marque ta route » propose des outils d’analyse de fiabilité et d’aide au remplacement de la signalisation routière. Le logiciel, véritable assistant de gestion de patrimoine routier, a reçu le Premier Prix de l’Innovation dans la catégorie Bâtiments/Travaux Publics/Voirie du Grand Prix de l’Innovation du Salon des Maires et des Collectivités Locales.

Un logiciel d’aide à la maintenance des marquages routiers rétro-réfléchissants

Lancé en décembre 2018, le projet « Marque ta route » est basé sur les travaux de thèse de Maxime Redondin, chercheur à l’Institut VEDECOM. Ce logiciel d’aide à la maintenance préventive des marquages routiers rétro-réfléchissants a pour objectif premier d’aider les gestionnaires d’infrastructures à mieux connaître la dégradation de la signalisation horizontale pour en optimiser la maintenance. Une suite d’algorithmes analyse les inspections de la signalisation horizontale réalisées avec les outils d’auscultation actuels : des véhicules traceurs équipés de rétro-réflectomètres qui testent la lumière renvoyée par les lignes de marquage lorsqu’elles sont éclairées par les feux de croisement. « Marque ta route » réalise automatiquement une analyse complète des données de rétro-réflexion des lignes de marquage et produit des plans de maintenance ludiques et publiables.

La bonne maintenance, au bon moment et au juste prix

La stratégie de remplacement de « Marque ta route » s’élabore en quatre étapes. Le logiciel propose dans un premier temps une base de données regroupant toutes les informations relatives à la maintenance de l’infrastructure routière : inspections réalisées sur les lignes de marquage, description de la voirie, etc. La ligne est ensuite segmentée en zones stratégiques de maintenance, chacune étant caractérisée par une même tendance de dégradation et de durée de vie. Pour chaque zone, un modèle de remplacement des marquages est défini, soit selon une stratégie de durée de vie (préconisation d’une stratégie de remplacement systématique), soit selon une stratégie de dégradation courante (préconisation d’une stratégie de remplacement conditionnée à la dégradation courante). Le logiciel propose et compare enfin différentes stratégies de remplacement préventif par zone. Ces plans prennent pleinement en compte les budgets alloués et proposent des occurrences de remplacement qui assurent la meilleure économie et un risque de sous-maintenance minimal.

Cap sur le véhicule autonome

Le 22 octobre 2019, Maxime Redondin a reçu le Premier Prix de l’Innovation dans la catégorie Bâtiments/Travaux Publics/Voirie du Grand Prix de l’Innovation du Salon des Maires et des Collectivités Locales. Le logiciel répond en effet à la question numéro 1 de tous les gestionnaires d’infrastructures routières : comment entretenir les routes sachant que le budget global de maintenance décroît dans le temps ? Le projet mettra ensuite le cap sur les données émises par les capteurs de véhicules autonomes. Ceux-ci, pour qui la bonne détection des marquages routiers est cruciale, ouvrent en effet un champ d’application prometteur. L’occasion pour « Marque ta route » d’aller plus loin et d’apporter sa pierre à l’avènement des nouvelles mobilités…

«Avec ces résultats de recherche, indique Philippe Watteau, Directeur Général de VEDECOM, nous montrons notre capacité à innover au sens large dans le domaine de la perception de l’environnement par le véhicule. Ce logiciel présente d’ores et déjà des applications intéressantes pour la sécurité des véhicules dotés d’une ADAS et se révèle très prometteur pour l’avenir des véhicules autonomes».

«Notre solution présente une approche scientifique tout à fait originale, basée sur les théories de la classification des données, de la fiabilité, de la maintenance et de la durée de vie, complète Maxime Redondin. Notre logiciel de gestion de données de rétro-réflexion s’appuie sur des résultats scientifiques récents et propose également des outils de gestion de patrimoine routier».

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Carrefours congestionnés, gares bondées, stations de bus saturées… Et si le secret du désengorgement de nos villes résidait dans la gestion des flux de mobilité et de l’offre de transport ? C’est le pari de VEDETECT, la nouvelle solution de l’Institut VEDECOM, finaliste du Grand Prix de l’Innovation du Salon des Maires et des Collectivités Locales. Expérimenté avec le soutien du Département des Yvelines, cette solution innovante permet aux communautés territoriales de mieux réguler le trafic et de les aider dans l’élaboration de leur politique de transport.

Une solution innovante pour analyser les flux de mobilité grâce à l’intelligence artificielle et à l’internet des objets

Alors que de plus en plus de flux de données de mobilité sont capturés et transmis par un nombre croissant de capteurs, les collectivités locales envisagent de nouveaux moyens pour optimiser les déplacements. VEDETECT, solution présentée au Salon des Maires du 19 au 21 novembre 2019 par l’Institut VEDECOM, est une solution basée sur des capteurs intelligents qui produisent des données qui permettent de déterminer l’état du trafic. Les algorithmes développés sont capables de fournir une estimation fiable et globale du trafic. L’information anonymisée est transmise vers une plateforme qui permet de centraliser et visualiser les données.

 

Une solution compétitive, accessible au plus grand nombre de territoires

Lancé en 2018, le projet VEDETECT est particulièrement prometteur pour les collectivités. La solution est en effet une alternative aux moyens traditionnels d’analyse des flux de mobilité à faible coût et faible impact. Ces capteurs sont très faciles à installer, sans positionnement spécifique, et ne nécessitent donc aucun aménagement de la voirie, contrairement aux solutions concurrentes (boucles magnétiques, tubes pneumatiques). La performance des algorithmes d’intelligence artificielle permet d’obtenir des résultats de mesure de la mobilité comparables à ceux des moyens traditionnels.

La solution VEDETECT est sortie finaliste dans la catégorie NTIC/Systèmes d’information du Grand Prix du Salon des Maires le 22 octobre dernier. Ce concours récompense les produits, matériels, systèmes, services ou techniques innovants développés par les fournisseurs de biens et services des collectivités locales. 

 

Un système intégral de mesure, analyse et optimisation de la mobilité

A ce jour, VEDETECT est en cours de développement et ambitionne d’arriver sur le marché dès 2021. Philippe Watteau, Directeur Général de VEDECOM, se réjouit : «Nous sommes fiers que VEDETECT, qui ouvre une nouvelle ère du monde numérique de la mobilité urbaine, ait reçu le Prix de l’innovation au salon des Maires, dans sa catégorie».

«VEDETECT est une solution d’analyse du trafic bénéficiant des avancées récentes en IA. Grâce à l’utilisation des algorithmes de pointe produits au sein de notre équipe, nous sommes capables de caractériser le trafic urbain avec une technologie beaucoup plus facile à déployer et compétitive en matière de coûts.», précise Julian Garbiso, chef du projet chez VEDECOM.

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