Thèse Conduite Coopérative Entre un Conducteur Humain et un Véhicule Autonome H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université de Technologie de Compiègne École doctorale : Sciences pour l'ingénieur Laboratoire de recherche : Heuristique et diagnostic des systèmes complexes Direction de la thèse : Reine TALJ-KFOURI ORCID 0000000282311261 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-06-04T23:59:59 Cette thèse vise à étudier un système de conduite coopérative entre un conducteur humain et un système autonome (Autonomous Driving - AD), selon le paradigme des co-équipiers (HAT - Human Autonomy Teaming) [1], pour la commande longitudinale et latérale d'un véhicule. Sous l'hypothèse que le conducteur est toujours actif et maitre de la situation, les objectifs de la thèse sont organisés en deux parties principales.
La première consiste à développer un système coopératif au niveau opérationnel entre le système de conduite autonome et le conducteur humain qui interagissent mutuellement via une interface à retour haptique sans liaison mécanique, telle que le Joysteer(1) pour les tâches de guidage. On se placera dans le cas d'une délégation de conduite de niveau intermédiaire (niveau 2 de l'échelle SAE(2)) avec un contrôleur du système AD fonctionnant autour d'un mode de fonctionnement nominal défini par un chemin et un profil de vitesse de référence. Un premier objectif de la coopération consistera à faire comprendre au système AD les intentions du conducteur pour ajuster les consignes ou les commandes du véhicule. Le système AD pourra de son côté piloter la raideur de l'interface (retour haptique adaptatif) en fonction de la situation et de plusieurs variables du système. Des scénarios de maintien de voie et d'arrêt/démarrage seront considérés.
La deuxième partie des travaux vise à élargir l'étude à des situations de conduite plus complexes, en environnement dynamique avec d'autres usagers de la route (piétons, cyclistes, véhicules, ...). Dans ce cas, on intègrera dans l'étude le module de planification de trajectoire du système AD utilisant un système de perception couplé à une localisation avec carte [3]. Compte tenu des incertitudes liées à l'utilisation d'un tel système AD, le conducteur humain aura pour rôle supplémentaire d'aider à la décision. La coopération étant dans ce cas plus complexe compte tenu qu'elle s'étend au niveau décisionnel, l'objectif sera ici de chercher à exploiter encore l'interface d'interaction haptique comme moyen de communication, tout en gardant les caractéristiques de contrôle au niveau opérationnel. Des scénarios comme l'évitement d'obstacles, le franchissement d'intersection ou de rondpoint seront considérés.
Dans ces travaux, nous visons également une ouverture vers l'utilisation d'approches d'apprentissage machine [1][2] pour personnaliser le système de conduite aux préférences des conducteurs. Enfin, un dernier attendu de cette thèse sera la formalisation d'architectures globales de systèmes AD intégrant explicitement une interaction avec un humain.
Il est à noter que la thèse s'appuiera sur une démarche expérimentale, où des implémentations et des validations seront prévues sur la plateforme Virtuoz. Cette plateforme est en cours de développement à Heudiasyc dans le cadre de l'EquipEx+ TIRREX, et sera équipée d'une interface « Steer-by-wire » pour l'interaction avec l'humain.

(1) https://www.youtube.com/shorts/SfUwC3nq4Os
(2) https://www.sae.org/news/blog/sae-levels-driving-automation-clarity-refinements Malgré tous les efforts pour le développement des véhicules autonomes, un niveau d'autonomie élevé quelques soient les routes et les conditions de navigation reste inaccessible. Il s'avère donc nécessaire de toujours considérer un conducteur humain dans la boucle, d'où la nécessité de développer des systèmes de conduite partagée et coopérative entre l'humain et le système autonome.
Les grandes avancées technologiques conçues initialement pour une conduite entièrement autonome serviront ainsi à proposer de nouvelles solutions d'assistance à la conduite plus intelligentes, sophistiquées et personnalisées, au service de l'humain et selon ses préférences. Étude d'un système de conduite coopérative entre un conducteur humain et un système autonome (Autonomous Driving - AD), selon le paradigme des co-équipiers (HAT - Human Autonomy Teaming), pour la commande longitudinale et latérale d'un véhicule.
Un attendu important de cette thèse sera alors la formalisation d'architectures globales de systèmes AD intégrant explicitement une interaction avec un humain.
Pour le niveau opérationnel, une approche de fusion d'entrées de commande sera étudiée, alors qu'une approche basée apprentissage machine sera étudiée au niveau décisionnel pour personnaliser la collaboration aux préférences des conducteurs, dans certaines manoeuvres de conduite.

Diplôme exigé : master recherche ou équivalent.
Expérience en recherche souhaitée.
Compétences en automatique, contrôle/commande, robotique.
Le(a) candidat(e) sera amené(e) à valider les résultats par simulation sur Matlab/Simulink et expérimentalement sur la plateforme Virtuoz à Heudiasyc sous ROS2.