Source : thèse de doctorat, École des Mines de Paris, spécialité Robotique, automatique et informatique temps réel, soutenue le 12/10/2006 (directrice Nadia Maïzi, co-directeur Marc Bordier ; rapporteurs Mekki Ksouri et Bernard Espiau ; examinateur Stéphane Espié) · pas de DOI imprimé · accès OPEN (fichier local) · PDF RMT062016-AnnexesVol2.pdf, sha256 959ade631893e9979…, 188 pages. La numérotation imprimée des pages est décalée d’une unité sur celle du PDF ; les renvois ci-dessous sont en pages du PDF. Lu le : 2026-11-02. LECTURE CIBLÉE : table des matières, §1.3.3 (discussions et contributions) et plan de la thèse, §6.2.4 à 6.2.9 et §6.3.1 (indicateurs et tableau 6.1), conclusion ; non relus : chapitres 2 à 5, 7 et 8, démonstrations, courbes commentées des annexes du chapitre 6, bibliographie. Statut reading. Thème : autonomous (corpus) · simulation de conduite, restitution inertielle Métadonnées vérifiées dans le PDF : titre, auteur, établissement et date de soutenance lus en page de garde. Le titre et les auteurs de l’entrée du corpus (annexes RMT06-016, DGITM/CEREMA/UTAC, 2016) ne correspondent pas à ce PDF : ne pas confondre.

Contexte et question

Un simulateur de conduite dispose d’une enveloppe de mouvement très réduite par rapport à une conduite réelle : « quelques dizaines de centimètres » pour une plate-forme de Gough-Stewart à base fixe, une dizaine de mètres pour les simulateurs redondants posés sur rails (conclusion, p. 179). La question est celle de la restitution inertielle : comment reproduire les sensations de mouvement malgré cette enveloppe. L’auteur note l’absence d’une formalisation mathématique commune du problème et l’incapacité de mesurer directement la perception engendrée par un mouvement (§1.3.3, p. 19).

Méthode

• Le simulateur est modélisé comme un couple excitateur/récepteur : robot de simulation (modèle dynamique de la plate-forme, chapitre 4) et système vestibulaire (modèle linéaire d’afférence choisi dans la littérature du vol, chapitre 3). Commander le système revient à suivre des profils de perception et non des trajectoires réelles (conclusion, p. 179).
• Structure classique en deux étapes : un algorithme de restitution inertielle (ARI) projette la trajectoire du véhicule réel en une trajectoire réalisable, puis un algorithme de suivi la poursuit (Fig. 1.5, p. 17 ; conclusion, p. 179). Le chapitre 5 fait la synthèse des ARI de la littérature (classique, adaptative coordonnée, optimale, prédictive).
• Chapitre 6 : calcul hors ligne de la performance maximale pour un scénario donné. Première approche par commande optimale (conservatrice, du fait du calibrage des matrices de poids) ; seconde par programmation non linéaire, l’Algorithme de Performance Maximale (APM), qui intègre explicitement les limites du robot (conclusion, p. 180).
• Indicateur de performance IP = 1 − ‖e‖/‖r‖, où e = s − r est l’écart entre la perception induite par le simulateur et la perception de référence ; avec la norme quadratique, l’APM maximise l’IP par construction (§6.2.4, p. 114).
• Indicateur d’allure : le facteur d’agrandissement optimal α* = arg min_{α≥1} ‖αs − r‖₂ et IPall = 1 − ‖α*s − r‖₂/‖r‖ (§6.2.6, p. 116).
• Contraintes ajoutées dans l’exemple de §6.2.5 pour éviter un mouvement incohérent : accélération de translation supérieure à −5 cm·s⁻² et tilt positif (p. 115).
• Chapitre 7 : commande par couple calculé et théorème de robustesse ; chapitre 8 : deux ARI hybrides (symétrique, maître/esclave) pour simulateurs redondants. Non relus.

Données

Trois scénarios de simulation hors ligne (Tab. 6.2 à 6.7, annexe du chapitre 6) ; le scénario de référence du chapitre est un profil d’accélération longitudinale en créneau. Aucun essai sur véhicule ni sujet humain n’a été vu dans les parties lues. Les paramètres du robot de simulation sont donnés en §6.5.3 (non relus).

Résultats chiffrés

Scénario de référence du chapitre 6 (IP = indicateur de suivi, IPall = indicateur d’allure, α* = facteur d’agrandissement), Tab. 6.1, PDF p. 121 :

• APM sans rails : IP = 32,09 %, supérieur à la commande optimale (23,58 %) et à l’ARI optimal (17,33 %) — « performance de cet algorithme (IP=32.09%) est supérieure à la commande optimale (IP=23.58%) » (§6.2.5, p. 115).
• Avec rails et causalité imposée : IPall = 55,53 %, α* = 1,7, IP = 42,22 % — « IPall = 55.53% et α∗ = 1.7, IP=42.22% » (§6.2.8.1).
• APM allure : « IPall = 99.86%. Le facteur α∗opt = 4.0 » ; l’IP tombe à 24,48 % (§6.2.8.2).
• Course des rails XY : « permettant un déplacement de ±9.75m » et ±2,5 m (NADS et Renault respectivement) (§6.3.1, p. 121).
• L’APM n’est pas causal : il favorise la fin du créneau d’accélération plutôt que son début (§6.2.5, p. 115).

Limites déclarées par les auteurs

• Les résultats de la commande optimale sont conservatifs à cause de la difficulté de calibrage des matrices de poids (conclusion, p. 180).
• L’APM est un calcul hors ligne ; ses usages sont le calibrage des ARI et des robots de simulation en amont de leur construction, et la hiérarchisation des modes de la redondance (conclusion, p. 180).
• Les modèles perceptifs viennent de la simulation de vol et d’expériences à conditions spécifiques (obscurité, rotations de tête) ; ils sont relatifs (comparaison de deux excitations) et non absolus (§1.3.3, p. 19).
• La perception ne se mesure pas : l’auteur parle d’une « dimension spéculative » de la simulation (§1.3.3, p. 19).
• La vérification formelle des ARI hybrides atteint ses limites pour un automate hybride général (conclusion, p. 180).
• Les publications du domaine omettent les valeurs des filtres, facteurs d’échelle et saturateurs, ce qui a empêché de tester les ARI de la littérature (§1.3.3, p. 20).

Ce que ça change pour Teleforge (interprétation, hors de l’article)

• Document hors périmètre des annexes RMT06-016 annoncées par l’entrée du corpus : l’entrée doit être corrigée (titre, auteur, année), sans toucher au citekey.
• Le cadre « profil de perception de référence contre trajectoire réalisable » est une référence de vocabulaire pour toute chaîne qui compare un signal inertiel rejoué à un signal mesuré (accélérations longitudinales, tilt).
• L’indicateur IP = 1 − ‖e‖/‖r‖ et le facteur d’agrandissement α* sont simples à reproduire ; on peut les envisager comme métriques de fidélité d’un rejeu de trajectoire, après vérification de leur adéquation à nos signaux.
• Les chiffres du tableau 6.1 valent pour un seul scénario simulé et un robot précis : ne pas les citer comme performances générales d’une méthode.
• Les chapitres 2 à 5, 7 et 8 n’ont pas été lus : ne pas s’appuyer sur cette fiche pour la modélisation vestibulaire ou la commande par couple calculé sans relecture.