Scénarisation et simulation des usagers d`un véhicule de

Scénarisation et simulation des usagers d’un
véhicule de transport en commun
Proposition de thèse CIFRE
Directeur de thèse : Rémi Ronfard, INRIA
Encadrant industriel : Serge Jung, Sym2b
Laboratoire d’accueil : Equipe IMAGINE, INRIA, Université Grenoble Alpes
Contexte et objectifs
La thèse est proposée dans le cadre d’une collaboration entre Inria et Sym2B destinée à
enrichir le simulateur de conduite de véhicules de transport en commun développé par
SYM2B avec des animations d’acteurs de synthèse simulant les comportements des
passagers.
Ce sujet vise deux objectifs corrélés :
•
Scénarisation : proposer une interface homme-machine conviviale, destinée à des non
informaticiens, permettant de scénariser le comportement d’acteurs virtuels usagers de
véhicules de transport en commun
•
Simulation : proposer des méthodes d’animation permettant de visualiser de façon
réaliste ces comportement en temps réel, pour une population de taille moyenne
(quelques dizaines de passagers), en fonction des mouvements du véhicule (bus ou
tramway).
Scénarisation
La scénarisation consiste à prédéfinir intuitivement les comportements d’un groupe d’acteurs.
Ces comportements recouvrent différentes activités :
o Déplacements : suivre un chemin, atteindre un lieu plus ou moins précis, entrer
dans le véhicule en passant par une porte déterminée, en marchant ou en
courant
o Postures : rester debout, s’adosser, s’asseoir, agripper une poignée suspendue,
une barre verticale ou une barre horizontale
o Actions : présenter au conducteur son titre de transport, utiliser son téléphone,
lire un livre ou un magazine
o Communication : manifester physiquement ses attentes ou ses émotions : héler
le bus, faire signe au conducteur dans le véhicule, gesticuler pour exprimer son
mécontentement, etc.
Il s'agira de concevoir un formalisme de description de scenarios (Fu, Gebhard, Ishida,
Mateas) permettant de combiner et synchronizer ces différents éléments de façon efficace, en
faisant appel à des principes narratifs et dramaturgiques, qu'il conviendra de formaliser et
opérationaliser pour les scenarios choisis. On pourra s’inspirer d’approches proposées
récemment dans le domaine de la narration interactive (Kapadia, Shoulson) ainsi que de
modèles simplifiés des interactions sociales entre les passagers (Evans, Helbing, Pruitt). Les
actions des passagers seront associées à des captures de mouvement réalisées par Sym2B
selon des protocoles génériques prenant un compte la physique et sémantique des interactions
(Kry, Vitzthum).
Simulation
La simulation est la réalisation des comportements scénarisés en temps réel (moins de 16
millisecondes par cycle), pour des petits groupes d’acteurs virtuels (moins de 100 unités),
prenant en compte les mouvements (non-scénarisés) du véhicule. Cette simulation doit tenir
compte :
•
•
•
•
De la position, vitesse et accélération du véhicule à chaque instant
De l’ouverture des portes
De l’anticipation de l’occupation d’une ressource attendue par d’autres acteurs : rester
debout quand la rangée de siège prévue est occupée, se mettre en file pour monter ou pour
descendre, ne pas monter à bord lorsque le véhicule est plein
De l’encombrement physique de l’espace par les autres acteurs : se répartir autour d’une
barre verticale de maintien, se croiser dans un couloir encombré, s’agglutiner autour d’une
porte, etc.
Il s'agira ici de proposer des méthodes de simulation basées sur la physique, et permettant de
faire interagir les passagers dans une interaction crédible et intéressante dans toutes les
conditions de circulation, et notamment en lien avec les actions du pilote. En dépit d’avancées
significatives dans le domaine de la simulation physique des mouvements humains (Collette,
Rennuit, Tsai), une simulation complète des mouvements articulés des différents passagers
semble incompatible avec les contraintes de temps réel du sujet. L’approche proposée
consistera à combiner des simulations physiques simplifiées utilisant des « proxys »
géométriques avec des animations keyframes, en s’inspirant par exemple d’une approche
multi-dimensionnelle (Mitake).
Compétences
Ce sujet de thèse est proposé pour un candidat diplomé d’une école d’ingénieur et titulaire
d’un Master 2 Recherche en informatique graphique, ayant une première expérience de la
programmation dans des environnements de simulation temps réel et/ou moteurs de jeu
(Unreal Engine, Blender Game Engine, Unity 3D).
Références
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Control of Humanoids for Multiple Grasps and non Coplanar Frictional Contacts.
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8. Paul G. Kry, Dinesh K. Pai. Interaction Capture and Synthesis. Siggraph 2006.
9. Michael Mateas, Andrew Stern. A Behavior Language for Story-based Believable Agents.
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12. Rennuit, Micaelli, Merlhiot, Andriot, Guillaume, Chevassus, Chablat, Chedmail. Balanced
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14. Alexander Shoulson, Max L. Gilbert, Mubbasir Kapadia, and Norman I. Badler. 2013. An
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