Cette thèse est effectuée en collaboration entre le LaBRI (Laboratoire bordelais de recherche en informatique) et MIRANE S.A.S., le leader français en Publicité sur Lieu de Vente (PLV) Dynamique. Notre but est d'analyser des comportements humains dans un point de vente. Le long de cette thèse, nous présentons un système d'analyse vidéo composé de plusieurs procédés de divers niveaux. Nous présentons, dans un premier temps, l'analyse vidéo de bas niveau composée de la détection de mouvement et du suivi d'objets. Puis nous analysons le comportement de ces objets suivis, lors de l'analyse de niveau moyen. Finalement, l'analyse de haut-niveau est composée d'une interprétation sémantique de ces comportements et d'une détection de scenarios de haut-niveau. / Along this thesis various subjects are studied, from the lowest to the higher level of video analysis. We first present motion detection and object tracking that compose the low-level processing part of our system. Motion detection aims at detecting moving areas, which correspond to foreground, of an image. The result of motion detection is a foreground mask that is used as input for the object tracking process. Tracking matches and identifies foreground regions across frames. Then, we analyze the behavior of the tracked objects, as the mid-level analysis. At each frame, we detect the current state of action of each tracked object currently in the scene. Finally, the system generates a semantic interpretation of these behaviors and we analyze high-level scenarios as the high-level part of our system. These two processes analyze the series of states of each object. The semantic interpretation generates sentences when state changes occur. Scenario recognition detect three different scenarios by analyzing the temporal constraints between the states.

Cette thèse s’intéresse à la simulation de comportements humains en milieu urbain. Elle se focalise tout particulièrement sur la crédibilité des comportements des agents, telle que jugée par un observateur externe. Pour cela, nos agents sont dotés de capacités d’anticipation, qui leur permet de gagner en efficacité en étant capables d’utiliser des prédictions concernant leur futur proche. Par ailleurs, l’architecture d’agents utilisée se place dans le paradigme des architectures hybrides, mais fait preuve d’une grande innovation par rapport à l’état de l’art en raison de son organisation résolument modulaire, permettant une grande généricité du modèle. En effet, l’architecture fonctionne avec un système de modules de haut-niveau, étant vu comme des boîtes noires par le reste de l’architecture. Leur nombre et leur modélisation interne sont donc entièrement libres. Cette généricité est très intéressante, puisque le domaine de la simulation urbaine touche de très nombreux domaines applicatifs (urbanisme, transport, jeu vidéo, sécurité, etc.) ayant des contraintes différentes. Un modèle d’agent générique permet de s’adapter à l’application désirée. Cette généricité pose néanmoins un problème lié à l’intégration et au traitement d’un grand nombre de comportements hétérogènes au sein d’un même processus décisionnel, problème que nous traitons grâce à un mécanisme de composition de comportements. Pour finir, notre architecture permet d’assurer le passage à l’échelle en servant de plusieurs niveaux de détail dans la modélisation des agents. / This thesis deals about human behaviors simulation in an urban context. We focus on the behavior believability (as judged as external observers). That is why our agent have some anticipatory skills, which allow them to use predictions about their near future. Our architecture is a hybrid one, which is very innovative because of its functioning with « high-level modules », which are seen as black-box from the rest of the architecture. Their number and intern modeling are completely free. This makes our architecture very modular and generic, and it is important because the urban simulation domain has many different applications (urbanism, video games, security, etc.), with different constraints. However, this genericity brings another problem, which is the integration of several heterogeneous behavior into the same decisional process. This issue is addressed thanks to a behavior composition mechanism. To conclude, we ensure the scaling up of our architecture with the creation of several levels of detail in the agents modeling.

Les technologies d’assistance à la vie autonome est aujourd'hui nécessaire pour soutenir les personnes ayant des besoins spécifiques dans leurs activités de la vie quotidienne, mais leurs développements demeure limités malgré les enjeux liés à l’accompagnement des personnes âgées et dépendantes. Par ailleurs, l'élaboration de plateformes technologiques durant la dernière décennie s'est principalement concentrée sur la dimension technologique, en négligeant l'impact des facteurs humains et des besoins sociaux. Les nouvelles technologies, telles que le cloud et l’Internet des objets (IoT) pourraient apporter de nouvelles capacités dans ce domaine de recherche permettant aux systèmes de traiter les activités humaines selon des modèles orientés vers l'usage (ie. la fragilité) dans une approche non invasive.Cette thèse se propose d'envisager un nouveau paradigme dans les technologies d'assistance pour le vieillissement et le bien-être en introduisant (i) des métriques de la fragilité humaine et (ii) une dimension urbaine dans un cadre d'assistance ambiant (extension de l'espace de vie de l'intérieur vers l'extérieur). Elle propose une plateforme basée sur l’Informatique dans le cloud (cloud computing) pour une communication transparente avec les objets connectés, permettant au système intégré de calculer et de modéliser différents niveaux de fragilité humaine. Cette thèse propose d'utiliser des données hétérogènes en temps réel fournies par différents types de sources (capteurs intérieurs et extérieurs), ainsi que des données de référence, collectées sur un serveur de cloud de raisonnement central. La plateforme stocke les données brutes et les traite à travers un moteur de raisonnement hybride combinant à la fois l'approche basée sur les données (apprentissage automatique), et l'approche basée sur la connaissance (raisonnement sémantique) pour (i) déduire les activités de la vie quotidienne, (ii) détecter le changement du comportement humain, et enfin (iii) calibrer les valeurs de fragilité humaine. Les valeurs de fragilité peuvent permettre au système de détecter automatiquement tout changement de comportement, ou toute situation anormale, qui pourrait entraîner un risque à la maison ou à l'extérieur. L'ambition à long terme est de détecter et d'intervenir pour éviter un risque avant même qu'un médecin ne le détecte lors d'une consultation. L'objectif ultime est de promouvoir le paradigme de la prévention pour la santé et du bien-être.Cette thèse vise à concevoir et développer une plateforme intégrée, personnalisée, basée sur le cloud, capable de communiquer avec des capteurs intérieurs non invasifs (par ex. mouvement, contact, fibre optique) et à l'extérieur (par ex. BLE Beacons, smartphone, bracelet..). La plateforme développée comprend également un classificateur de mobilité du comportement humain qui utilise les capteurs internes du Smart Phone pour calibrer le type de mouvement effectué par l'individu (p. ex. marche, vélo, tram, bus, et voiture). Les données recueillies dans ce contexte servent à construire un modèle multidimensionnel de fragilité basé sur plusieurs éléments standardisés de fragilité, à partir d'une littérature abondante et d'un examen approfondi d’autres plateformes. La plateforme et les modèles associés ont été évalués dans des conditions réelles de vie impliquant les utilisateurs et les aidants par le biais de différents sites pilotes à Singapour et en France. Les données obtenues ont été analysées et publiées dans de nombreuses conférences et revues internationales.La plateforme développée est actuellement déployée en situation écologique dans 24 habitats individuels. Cela comprend cinq chambres en EHPAD, et neuf maisons sont situées en France, en collaboration avec une maison de retraite (Argentan-Normandie) et à Montpellier en collaboration avec Montpellier Métropole. Entre autre dix appartements privés sont situés à Singapour en collaboration avec un Senior Activity Center. / Ambient Assisted Living is nowadays necessary to support people with special needs in performing their activities of daily living, but it remains unaltered in front of the necessity to accompany aging and dependent people in their outdoors activities. Moreover, the development of multiple frameworks during the last decade has mainly focused on the engineering dimension neglecting impact of human factors and social needs in the design process. New technologies, such as cloud computing and Internet of Things (IoT) could bring new capabilities to this field of research allowing systems to process human condition following usage oriented models (e.g. frailty) in a non-invasive approach. This thesis proposes to consider a new paradigm in assistive technologies for aging and wellbeing by introducing (i) human frailty metrics, and (ii) urban dimension in an ambient assistive framework (extending the living space from indoors to outdoors). It proposes a cloud-based framework for seamless communication with connected objects, allowing the integrated system to compute and to model different levels of human frailty based on several frailty standardized items, and leveraged from an extensive literature and frameworks reviews.This thesis aims at designing and developing an integrated cloud-based framework, which would be able to communicate with heterogeneous real-time non-invasive indoor sensors (e.g. motion, contact, fiber optic) and outdoors (e.g. BLE Beacons, smartphone). The framework stores the raw data and processes it through a designed hybrid reasoning engine combining both approaches, data driven (machine learning), and knowledge driven (semantic reasoning) algorithms, to (i) infer the activities of the daily living (ADL), (ii) detect changes of human behavior, and ultimately (iii) calibrate human frailty values. It also includes a human behavior mobility classifier that uses the inner smartphone sensors to classify the type of movement performed by the individual (e.g. Walk, Cycling, MRT, Bus, Car). The frailty values might allow the system to automatically detect any change of behaviors, or abnormal situations, which might lead to a risk at home or outside.The proposed models and framework have been developed in close collaboration with IPAL and LIRMM research teams. They also have been assessed in real conditions involving end-users and caregivers through different pilots sites in Singapore and in France. Nowadays, the proposed framework, is currently deployed in a real world deployment in 24 individual homes. 14 spaces are located in France (5 privates rooms in nursing home and 9 private houses) in collaboration with a nursing home (Argentan-Normandie and Montpellier). 10 individual homes are located in Singapore in collaboration with a Senior Activity Center (non-profit organization).The long-term ambition is to detect and intervene to avoid a risk even before a medical doctor detects it during a consultation. The ultimate goal is to promote prevention paradigm for health and wellbeing. The obtained data has been analyzed and published in multiple international conferences and journals.

La conduite d’un véhicule industriel est une activité professionnelle complexe qui s’exerce dans un environnement dynamique en constante évolution. Elle nécessite un apprentissage spécifique et se situe dans un cadre réglementaire strict, qui relève aussi bien du code du travail que de la réglementation routière. A ces caractéristiques s’ajoutent de fortes contraintes spatio-temporelles qui imposent aux conducteurs le recours à des stratégies opératoires pour répondre à l’objectif principal de leur activité : le respect des délais de livraison dans des conditions optimales de sécurité, de sûreté et de productivité.Cette thèse traite de l'apport de la psychologie cognitive à la conception de systèmes d'assistance à la conduite de véhicules industriels. Les travaux sont destinés à intégrer, dès la conception des nouveaux systèmes, les contraintes du fonctionnement cognitif humain en situation réelle, ainsi que les besoins et attentes des conducteurs, afin que leur soient proposées des solutions technologiques adaptées et utilisables.La partie appliquée illustre deux dimensions majeures de l'activité de conduite d'un camion : la productivité, au travers de la problématique de l'assistance à l'éco-conduite (projet Conduite Economique Assistée, ADEME- RENAULT TRUCKS) ; la sécurité, au travers de la problématique de l'assistance à la détection et à la protection des usagers vulnérables de la route (projet VIVRE2, ANR-PREDIT05-LUTB).D’un point de vue scientifique, la thèse aboutit à la proposition d’un modèle du fonctionnement humain dans les activités finalisées, complété par un modèle adapté à l’activité de conduite d’un véhicule industriel. Les analyses effectuées en situations réelles enrichissent les connaissances, d’une part, sur les stratégies de conduite appliquées à la conduite rationnelle d’un poids lourd en environnement extra-urbain, et, d’autre part, sur les composantes de l’activité des conducteurs qui effectuent des livraisons en milieu urbain. De plus, les travaux effectués dans le cadre du projet VIVRE2 ont permis de préciser les représentations et les comportements à risque des usagers vulnérables vis-à-vis des camions en ville.D’un point de vue applicatif et ergonomique, les travaux sur simulateur dynamique de conduite ont permis l’évaluation d’une interface homme-machine innovante qui pourrait être adaptée à l’éco-conduite, ainsi que la proposition et l’évaluation de systèmes d’assistance pour garantir la sécurité des usagers vulnérables lors des manœuvres à basse vitesse en milieu urbain. / Driving a truck is a complex professional activity that takes place in a dynamic and constant changing environment. It needs a specific learning and it is set in a strict regulated framework including French labour code (Code du travail) as road regulation. Strong spatio-temporal pressure should be added to those characteristics. These constraints entail to drivers the use of operative strategies to achieve the main objective of their activity: respect of delivery time in optimal conditions of safety, security and productivity.This thesis deals with the contribution of cognitive psychology to the design of driving assistance systems for trucks. Works are intended to integrate, from the design of new systems, the demands of human cognitive functioning in real situation and the needs and expectations of drivers so that adapted and usable technological solutions could be proposed to them.Applied part shows two major dimensions of truck driving activity: productivity through the issue of the eco-driving assistance (“Conduite Economique Assistée, ADEME- RENAULT TRUCKS” project) and safety through the issue of the assistance to detection and protection of vulnerable road users (“VIVRE2, ANR-PREDIT05-LUTB” project).From a scientific point of view, the thesis ends with a proposal of a model of human functioning in finalized activities, of which is added an adapted model of the truck driving activity. The analysis performed in real environment enhance knowledge, on the one hand, on the applied driving strategies to the eco-driving of a truck in extra-urban environment and, on the other hand, on the components of the activity of drivers doing deliveries in urban environment. Moreover, works performed in VIVRE2 project allowed to specify representations and risky behaviours of vulnerable users with relation to trucks in town.From an applicative and ergonomic point of view, works on driving dynamic simulator allowed the evaluation of an innovative man-machine interface which could be adapted to eco-driving and the proposal as well as the evaluation of assistance systems to guarantee safety of vulnerable users during low speed manoeuvres in urban environment.