Description
Date depot: 1 janvier 1900
Titre: Algorithmes pour la navigation réaliste en environnement urbain
Directrice de thèse:
Aurélie BEYNIER (LIP6)
Directrice de thèse:
Amal EL FALLAH SEGHROUCHNI (LIP6)
Domaine scientifique: Sciences et technologies de l'information et de la communication
Thématique CNRS : Non defini
Resumé:
Cette thèse s’inscrit dans le cadre du projet FUI8 Terra Dynamica. Le projet vise à développer les technologies permettant d'animer une ville virtuelle réaliste en la peuplant d'habitants et de véhicules réalisant leurs activités habituelles mais aussi capables de réagir aux événements et de s'adapter aux évolutions de l'environnement de manière crédible. Cette thèse a pour sujet la conception d’algorithmes de navigation pour les différents acteurs évoluant dans la ville virtuelle (piétons, véhicules). Ces algorithmes de navigation concerneront la génération et le suivi de chemin sans collision des acteurs dans un espace urbain qui pourra être ouvert (les rues, les trottoirs, etc.) ou confiné (intérieurs de bâtiments, sous-terrains, etc.).
A partir d’une représentation topologique des espaces navigués ainsi que d’informations dynamiques observées en temps réel, comme par exemple les déplacements des autres entités ou l’état des espaces navigables (état des feux tricolores, bouchon dans une rue, présence d’obstacles imprévus), les algorithmes développés permettront aux acteurs d’adopter des comportement plus complexes qui s’adaptent aux interactions avec l’environnement. Les méthodes développées accorderont une importance prépondérante au réalisme des comportements obtenus tant au niveau individuel que collectif. Nous souhaitons en effet obtenir des comportements navigationnels proches de ceux observés dans la réalité.
Le projet Terra Dynamica s’inscrivant dans la continuité du projet Terra Numerica, nous disposerons, pour les expérimentations, d’une base de données contenant les informations nécessaires à la représentation 3D de la ville de Paris. Ces données topologiques et géométriques seront utilisées en entrée des algorithmes développés au cours de cette thèse.
Navigation d’individus
Les acteurs virtuels que l’on trouve dans les jeux vidéo et dans les simulations (militaires ou civiles) présentent un comportement qui est soit purement réactif (défini comme une réaction attendue en fonction d’événements détectés), soit relativement stéréotypé (car défini par un script qui décrit avec précision la suite d’actions qu’ils doivent réaliser). Les comportements navigationnels des acteurs sont donc forcément très limités ou trop dépendants d’un scénario préfixé. Pour augmenter l’autonomie décisionnelle de ces acteurs virtuels, améliorer leurs capacités d’interactions (entre eux ou avec un joueur) et les différentier d’un point de vue comportemental, il est nécessaire de doter ces acteurs de mécanismes conatifs et cognitifs leur permettant de sélectionner leurs actions non seulement en fonction de leurs perceptions, mais aussi en fonction d’un état interne dynamique et de paramètres propres à chaque acteur, tels que sa personnalité, ses émotions et ses connaissances. L’état interne d’un acteur permet de caractériser l’état courant de ses motivations et de ses émotions (agressivité, peur, fatigue, etc.), et permet de générer automatiquement les buts, réactions et intentions qu’il doit suivre.
L’objectif de cette thèse est de développer des algorithmes pour la navigation qui tiennent compte des objectifs, des motivations et des émotions des acteurs à animer ainsi que des informations géométriques, topologiques et sémantiques qui pourront être associées à la représentation de l'espace urbain. Des méthodes tenant compte de ces différents critères devront être mises en place afin que le comportement navigationnel traduise la complexité de la prise de décision (contrairement aux comportements scriptés ou réactifs) et aboutisse à des comportements observés réalistes. Il sera nécessaire de développer des méthodes permettant, l’adaptation en temps réel du comportement navigationnel des acteurs en fonction des modifications de ces critères : modification des émotions en fonction des perceptions de l’environnement, évolution dynamique des informations géométriques ou sémantiques de l’environnement, ...
Le milieu urbain se caractérise, par ailleurs, par la présence de différentes foules de piétons que l'on peut catégoriser suivant leur activité à un instant donné (déplacement dans les transports ou dans les rues, shopping dans les magasins, attroupement lors d'une fête ou d'un incident, manifestations plus ou moins pacifiques, etc.). A chacune de ces catégories de foules peut être associé un certain nombre de comportements attendus, des façons de se mouvoir en fonction de l’environnement urbain. Nous souhaitons donc également développer des algorithmes de navigation qui prennent en compte la granularité des populations que l'on voudra animer (individu, groupe, foule, flux de population) en proposant une approche compatible avec la notion d'intelligence artificielle à plusieurs niveaux de détails, voire une intelligence artificielle que l'on pourra qualifier de procédurale. A chacune de ces catégories de foules peut être associé un certain nombre de comportements attendus, des
Doctorant.e: Simo Kanmeugne Patrick