Approche autonome pour la localisation et la surveillance de l'intégrité d'un véhicule automobile en environnement complexe

Download or read book Approche autonome pour la localisation et la surveillance de l'intégrité d'un véhicule automobile en environnement complexe written by Olivier Le Marchand and published by . This book was released on 2010 with total page 239 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Lors de la dernière décennie, les applications utilisant une information de localisation, comme les systèmes de navigation ou de gestion de flotte, se sont très fortement développées dans le domaine automobile. Les applications à venir, en particulier celles à caractère sécuritaire, comme l’appel d’urgence ou certaines assistances à la conduite, ont des exigences de fiabilité plus importantes que les applications actuelles. Le domaine aéronautique, qui porte une grande attention aux problèmes de sécurité, a développé le concept d’intégrité pour améliorer et certifier un calcul de position. Sur la base de ces travaux, cette thèse s’intéresse à plusieurs possibilités d’amélioration de l’exactitude de la localisation et à la mise en place de mécanismes d’intégrité pour les véhicules automobiles de série, en particulier dans les environnements urbains. L’approche classique n’utilise que les mesures GPS et se décompose en deux étapes : la détection et l’exclusion des défauts (FDE), qui exploitent la redondance des données, puis le calcul de niveau de protection, qui délimite une zone de localisation sécurisée. Or, les environnements urbains offrent peu de redondance et induisent des défauts multiples et simultanés, deux caractéristiques défavorables aux algorithmes standard d’intégrité. Une série d’expériences avec un véhicule automobile a confirmé ces phénomènes et a souligné l’importance des multitrajets de type Non-Line-Of-Sight (NLOS) et la corrélation induite entre les erreurs de pseudodistance et les erreurs de Doppler. Les capteurs proprioceptifs du véhicule peuvent être mis à profit pour apporter des informations redondantes qui améliorent à la fois l’exactitude de la localisation et la quantification de l’intégrité sous la forme d’un niveau de protection. Cette thèse a développé deux approches basées sur cette hypothèse. La première approche, qui utilise le filtrage dynamique, exploite l’état prédit et la matrice de variance-covariance associée dans la phase de détection de FDE. Plusieurs défauts simultanés peuvent alors être détectés et identifiés, même en cas de faible redondance GPS, ce qui est vérifié à l’aide d’un simulateur hybride. L’approche est ensuite développée pour un véhicule automobile, en utilisant plusieurs capteurs montés de série sur celui-ci (odomètres, capteur de vitesse de lacet, capteur d’angle au volant), ce qui conduit à un état comportant 14 éléments. Elle exploite aussi les mesures de Doppler pour la détection des multitrajets NLOS, ce qui fournit un avantage conséquent en conditions urbaines. Les performances sont évaluées sur des données réelles à travers quatre cas d’usage. Le gain par rapport aux approches conventionnelles sans fusion de données est très significatif. La seconde approche se base sur l’estimation de la trajectoire sur un horizon de temps : l’estimation de la position courante est améliorée grâce aux positions du passé reliées entre elles par les mesures proprioceptives et les contraintes de déplacement du véhicule. Ce formalisme permet surtout de calculer des niveaux de protection qui prennent en compte l’ensemble des informations citées précédemment, tout en conservant des algorithmes standard. Les essais démontrent que l’augmentation de la redondance améliore la détection des défauts et réduit les niveaux de protection calculés d’un facteur trois par rapport à l’approche standard avec le seul GPS. Cette approche montre néanmoins quelques faiblesses lorsque le véhicule roule à très basse vitesse ou lorsque le nombre de défauts dépasse le nombre de mesures saines.