Academic literature on the topic 'AVIRIS images'

El articulo presenta la metodología GEUSSA (Gestión de Espacios Urbanos Sostenibles Shigyo-Avilés) que estudia la forma de gestionar sosteniblemente los aspectos socioeconómico, ecológico y funcional de los espacios urbanos, haciéndolos accesibles, seguros y atractivos (ASA). En el contexto de la actual bonanza económica peruana y la apertura de modernos centros comerciales, existe un contraste entre éstos y el estancamiento de los espacios urbanos donde se localizan. Generalmente, podemos observar que estos nuevos centros se ubican en zonas donde previamente ocurrieron procesos de deterioro urbano debido a un cambio de funciones o decrepitud de las existentes. Para este escenario, se analizan un conjunto de variables que integradas a criterio de los autores de la metodología, permiten entender la dinámica de los espacios urbanos y clarificar su comportamiento para la gestión de su regeneración urbana.

Hyperspectral remote sensing image data, such as that recorded by AVIRIS with 224 spectral bands, provides rich information on ground cover types. However, it presents new problems in machine assisted interpretation, mainly in long processing times and the difficulties of class training due to the low ratio of number of training samples to the number of bands. This thesis investigates feasible and efficient feature reduction and image classification techniques which are appropriate for hyperspectral image data. The study is reported in three parts. The first concerns a deterministic approach for hyperspectral data interpretation. Multigroup and multiple threshold spectral coding procedures, and associated techniques for spectral matching and classification, are proposed and tested. By coding on subgroups of bands using one or three thresholds, spectral searching and matching becomes simple, fast and free of the need for radiometric correction. Modifications of existing statistical techniques are proposed in the second part of the investigation A block-based maximum likelihood classification technique is developed. Several subgroups are formed from the complete set of spectral bands in the data, based on the properties of global correlation among the bands. Subgroups which are poorly correlated with each other are treated independently using conventional maximum likelihood classification. Experimental results demonstrate that, when using appropriate subgroup sizes, the new method provides a compromise among classification accuracy, processing time and available training pixels. Furthermore, a segmented, and possibly multi-layer, principal components transformation is proposed as a possible feature reduction technique prior to classification, and for effective colour display. The transformation is performed efficiently on each of the highly correlated subgroups of bands independently. Selected features from each transformed subgroup can be then transformed again to achieve a satisfactory data reduction ratio and to generate the three most significant components for colour display. Classification accuracy is improved and high quality colour image display is achieved in experiments using two AVIRIS data sets.

La présente thèse vise à améliorer notre compréhension de l’organisation interne des écoulements turbulents en analysant les caractéristiques des structures cohérentes dans une couche limite turbulente non canonique. L’écoulement étudié est la région externe d’une couche limite turbulente soumise à un gradient de pression adverse dans des con- ditions semblables à celles existant à l’extrados d’une aile d’avion à fort angle d’attaque en situation de décollement de bord de fuite. Diverses bases de données expérimentales et numériques ont été utilisées afin de réaliser les objectifs spécifiques de la thèse. Les principales bases de données ont été acquises en effectuant des mesures par vélocimétrie par images de particules (PIV) à deux composantes dans des plans dans une soufflerie à couche limite subsonique. Les autres bases de données ont été obtenues d’autres groupes de recherche ou ont été les anciennes bases de données de notre groupe. Deux grandes catégories de structures cohérentes, les structures à grande échelle de quantité de mouvement longitudinale et les structures tourbillonnaires, ont été prises en compte. Afin de détecter et de caractériser ces structures, de nouvelles techniques de reconnaissance de formes, de classification des structures et d’analyse statistique ont été mises au point. Il a été démontré que les structures cohérentes considérées sont présentes et fréquentes dans l’écoulement étudié. Les dimensions et l’organisation spatiale des structures à grande échelle sont généralement comparables à celles déjà rapportées pour de telles structures dans la région de recouvrement des couches limites turbulentes à gradient de pression nul. Il apparaît toutefois que le gradient de pression adverse affecte la fréquence d’apparition et la distribution des longueurs de ces structures allongées, surtout dans la partie inférieure de la région externe. Concernant les tourbillons, diverses analy- ses ont montré que des valeurs typiques de résolution spatiale et des niveaux typiques d’incertitudes aléatoires de mesures PIV ont des effets significatifs sur les paramètres des tourbillons. Les paramètres des tourbillons extraits des bases de données PIV exis- tantes doivent donc être interprétés avec prudence. En prenant en compte les effets de la résolution spatiale et des erreurs de mesure, nous trouvons que tous les paramètres des tourbillons, lorsque moyennés à travers la région externe, sont raisonnablement comparables dans les couches limites turbulentes à gradient de pression nul et adverse malgré le fait que ce sont des écoulements très différents.<br>The present thesis is an attempt to further enhance our understanding of the inner organization of turbulent flows by analyzing the characteristics of coherent structures in a non-canonical turbulent boundary layer. The flow studied was the outer region of an adverse-pressure-gradient turbulent boundary layer under external flow conditions similar to those found on the suction side of airfoils at high angle of attack with trailing edge detachment. Various experimental and numerical databases were employed in order to realize the specific objectives of the thesis. The main databases were acquired by performing two-component planar particle image velocimetry (PIV) measurements in a low-speed boundary-layer wind tunnel. The other databases were obtained from other research groups or were existing older database of the group. Two important categories of coherent structures, namely large-scale momentum structures and vortical structures were considered. In order to detect and characterize these structures novel techniques of pattern recognition, structure classification and statistical analysis were developed. It has been shown that the considered coherent structures are present and frequent in the present flow. The dimensions and arrangement of large-scale momentum struc- tures are generally comparable to those previously reported for such structures in the overlap region of zero-pressure-gradient turbulent boundary layers. It is however shown that the adverse pressure gradient affects both the frequency of appearance and the length distribution of these streaky structures especially in the lower part of the outer region. With regards to vortices, various analyses showed that typical values of spa- tial resolution and typical levels of random measurement uncertainties of planar PIV measurements have significant effects on the vortex parameters. The vortex parameters extracted from the existing PIV databases have therefore to be interpreted with caution. Taking spatial resolution and measurement error effects into account, it is found that all the vortex parameters, when averaged across the outer region, are reasonably com- parable in the zero-pressure-gradient and adverse-pressure-gradient turbulent boundary layers despite the fact that these are very different flows.

Ce travail s'inscrit dans le cadre du développement d'une méthodologie performante pour la réalisation de simulations aérothermiques couplées instationnaires, ceci dans le cas de la géométrie complexe d'une cavité nacelle d'un turboréacteur. La première étape a consisté en la définition, la réalisation et la validation d'un banc d'essais représentatif d'une cavité nacelle, fortement modulable et permettant la réalisation de mesures dynamiques et thermiques dans toute la cavité en conditions aérothermiques variables. La campagne de mesures a alors été réalisée sur deux configurations géométriques afin de mettre en évidence l'effet de l'encombrement sur les champs aérothermiques, tant en conditions stabilisées qu'en conditions transitoires. Ces mesures permettent une meilleure compréhension des écoulements en milieu confiné et fournissent une base de données de référence pour la validation du couplage numérique instationnaire avec des incertitudes quantifiées pour chaque mesure. La troisième étape porte sur la réalisation de simulations numériques du fluide seul et du couplage fluide/solide sur la chaîne de calcul CEDRE, développée par l’ONERA. Ces simulations sont confrontées aux mesures et la qualité des résultats est évaluée par l'introduction d'une norme de validation qui prenne en compte les différentes sources d'erreur.

Le contrôle automatique de véhicules sous-actionnés suscite depuis de nombreuses années un grand intérêt pour des applications diverses et variées. Cette thèse est consacrée au problème général du contrôle automatique de véhicules aériens, en particulier des véhicules à décollage et atterrissage vertical. Ce travail présente deux contributions théoriques. La première contribution concerne le développement d'une approche de commande générique pour une large classe de véhicules sous-actionnés. Cette approche exploite la structure d'actionnement commune à la plupart de véhicules conçus par l'homme, à savoir une seule commande en poussée dans une direction privilégiée du véhicule et un actionnement complet de la dynamique de rotation. La méthode de synthèse est conçue de façon incrémentale afin de traiter différents modes opérationnels: stabilisation de la direction de poussée, de la vitesse, ou de la position du véhicule. Une nouvelle technique d'intégrateur non-linéaire est proposée afin de garantir un comportement robuste vis-à-vis de perturbations extérieures ou d'erreurs de modèle. La seconde contribution concerne deux nouvelles méthodes d'estimation d'attitude du véhicule à partir de mesures fournies par une centrale inertielle et de mesures GPS. Les solutions proposées utilisent la mesure de vitesse linéaire pour estimer l'accélération du véhicule, et améliorent significativement la précision de l'attitude estimée, notamment en cas d'accélérations importantes du système.

Cette thèse s’inscrit dans le cadre d’un projet industriel multi-partenaires ayant pour objectif le développement d’un robot mobile collaboratif (un cobot), autonome dans ses mouvements au sol, capable de réaliser l’inspection visuelle d’un aéronef, à la fois en phase de petite ou grande maintenance dans un hangar ou en phase de pré-vol sur le tarmac d’un aéroport. Le cobot est équipé de capteurs lui permettant d’effectuer ses tâches de navigation autonome, mais également d’un ensemble de capteurs optiques constituant la tête d’inspection : une caméra orientable Pan-Tilt-Zoom et un scanner 3D qui délivrent respectivement des données sous forme d’images 2D et de nuages de points 3D. L’objectif de la thèse est de développer des algorithmes d’analyse d’images 2D et de nuages de points 3D, afin d’établir un diagnostic sur l’état de l’avion et son aptitude à voler. Nous avons développé des algorithmes pour vérifier certains éléments de l’appareil, tels que valves, portes, capteurs, pneus ou moteurs, et également pour détecter et caractériser des dommages 3D sur le fuselage (impacts, rayures, etc.). Nous avons exploité dans nos algorithmes les connaissances a priori disponibles, en particulier le modèle 3D CAO de l’avion (un AIRBUS A320 dans le cadre de nos essais). Durant ces travaux de la thèse, nous avons pu répondre à deux besoins (parfois antagonistes) : développer des algorithmes d’inspection rapides et robustes, mais également répondre aux exigences spécifiques d’un projet industriel qui visait à développer un prototype opérationnel. Nous nous sommes attachés à développer des algorithmes les plus génériques possibles, de manière à ce qu’ils puissent être utilisés pour d’autres types d’inspection, tels que l’inspection de bâtiments ou de navires par exemple. Nous avons aussi contribué au développement du prototype (robot mobile équipé de capteurs) en développant le module de contrôle des capteurs d’inspection et en intégrant nos codes sur le robot avec les autres modules développés par les partenaires. Le prototype a fait l’objet de nombreux essais en hangar de maintenance ou sur tarmac<br>This thesis makes part of an industry oriented multi-partners project aimed at developing a mobile collaborative robot (a cobot), autonomous in its movements on the ground, capable of performing visual inspection of an aircraft during short or long maintenance procedures in the hangar or in the pre-flight phase on the tarmac. The cobot is equipped with sensors for realizing its navigation tasks as well as with a set of optical sensors which constitute the inspection head: an orientable Pan-Tilt-Zoom visible light camera and a three-dimensional scanner, delivering data in the format of two-dimensional images and three-dimensional point clouds, respectively. The goal of the thesis is to propose original approaches for processing 2D images and 3D clouds, with intention to make a decision with respect to the flight readiness of the airplane. We developed algorithms for verification of the aircraft items such as vents, doors, sensors, tires or engine as well as for detection and characterization of three-dimensional damages on the fuselage. We integrated a-priori knowledge on the airplane structure, notably numerical three-dimensional CAD model of the Airbus-A320. We argue that with investing effort to develop robust enough algorithms and with the help of existing optical sensors to acquire suitable data, we can come up with non-invasive, accurate, and time-efficient system for automatic airplane exterior inspection. The thesis work was placed in between two main requirements: develop inspection algorithms which could be as general as possible and also meet the specific requirements of an industry oriented project. Often, these two goals do not go along and the balance had to be made. On one side, we were aiming to design and assess the approaches that can be employed on other large structures, for ex. buildings, ships. On the other hand, writing source code for controlling sensors as well as integrating our whole developed source code with other modules on the real-time robotic system, were necessary in order to demonstrate the feasibility of our robotic prototype

Chaque année, d'innombrables collisions se produisent entre des avions en vol et des oiseaux. L'impact aviaire, menace redoutée par les pilotes, concerne tant l'aviation civile que son pendant militaire. Les statistiques démontrent que, même si fort heureusement le nombre d'accidents graves reste limité, les incidents sont de plus en plus nombreux.<p>Parmi les acteurs qui luttent contre ce danger, les constructeurs d'avions jouent un rôle prépondérant. Contraints par des réglementations internationales, ils s'attachent à produire des éléments de structure qui résistent à l'impact d'oiseaux.<p>Dans la mise au point de leur produits, les avionneurs démontrent cette résistance à l'aide d'essais d'impact :on accélère un simulant d'oiseau jusqu'à la vitesse voulue -- de l'ordre de la vitesse de croisière nominale de l'avion -- et on le projette sur un aileron ou un morceau de fuselage. <p><p>La présente thèse doctorale, co-dirigée par les professeurs Philippe Bouillard de l'ULB et Marc Pirlot de l'ERM, contribue doublement à l'amélioration de ces techniques d'essais dynamiques.<p><p><p>D'une part, elle réalise la mise au point et la validation d'un lanceur pyrotechnique à double étage pour l'accélération du simulant d'oiseau. Un canon de calibre 20 mm est combiné avec un accélérateur de calibre 160 mm. La combustion d'un mélange de poudre propulsive contenu dans une douille adaptée génère les gaz à haute température et à haute pression nécessaires à l'accélération d'un simulant d'oiseau dûment confiné dans un conteneur de protection. Un dispositif de séparation arrête le conteneur afin que seul le simulant d'oiseau percute l'élément d'avion à l'essai. La solution pyrotechnique à double étage mise au point est validée par de nombreux tirs instrumentés en vitesse, en accélération et en pression ;elle se révèle conforme aux exigences de sécurité et de reproductibilité. Le lanceur pyrotechnique présente par rapport aux solutions pneumatiques, utilisées à notre connaissance dans tous les autres centres d'essais, des avantages indéniables de compacité ainsi que de rapidité et de souplesse de mise en oeuvre.<p><p><p>D'autre part, la migration des alliages métalliques vers les matériaux composites est amorcée depuis plusieurs années déjà dans le monde de la construction aéronautique. Pour optimiser les structures, une connaissance des caractéristiques de ces matériaux est indispensable. Les modes de rupture font partie des caractéristiques encore mal connues. La mesure du déplacement hors-plan lors du tir sur panneaux plans est une des manières de quantifier le comportement du matériau sous l'action d'un impact. Cette mesure s'opère généralement de manière statique, après le tir. Une méthode de mesure dynamique a été mise au point, basée sur l'emploi de techniques de stéréoscopie par corrélation numérique d'images. Cette technique a été validée au moyen d'une méthode métrologique indépendante d'extensométrie laser. <p><p><p>ABSTRACT<p><p>Countless collisions occur each year between airplanes and birds. Bird strike is a concern to both civilian and militay aircraft. Statistics show that, although the number of serious accidents fortunately remains low, the number of incidents keeps increasing.<p>Amongst the actors tackling this issue, aircraft manufacturers play an important role. In compliance with international regulations, they have to produce structural elements that withstand bird impact. During the development of their products, aircraft manufacturers have to demonstrate this resistance through bird impact trials :a bird surrogate is accelerated to the required velocity - often close to the nominal cruise speed of the aircraft - and launched onto a flap or a piece of fuselage.<p><p>This PhD thesis has been co-supervised by Professor Philippe Bouillard (ULB) and Professor Marc Pirlot (ERM-KMS). Its contribution to the improvement of the aforementioned dynamic trials is twofold.<p><p><p>One one hand, a two-stage pyrotechnical launcher for bird surrogates has been developed and assessed. A 20 mm caliber gun is connected to a 160 mm diameter launcher. The combustion of a propellant mixture in a cartridge case generates high pressure, high temperature gases which accelerate a bird surrogate protected by a cylindrical container. A stripper refrains the container from hitting the target pane. <p>The pyrotechnical solution has been assessed through an important number of firings where pressure, velocity and acceleration have been measured. The solution has proven compliance with both the safety requirements and the repeatability specifications. Its advantages compared to the pneumatic solutions used, as far as we know, in all other test centres, include compactedness as well as flexibility and high firing rate.<p><p><p>On the other hand, migration towards composite materials has been initiated years ago in the area of aeronautical constructions.<p>To optimize structures, a thorough knowledge of these new materials is required. Failure modes belong to the still badly known features of carbon reinforced plastics. Measuring the out-of-plane deformation when firing on a flat pane is one way of quantifying the material's behaviour under impact. This measurement is most frequently made in a static way, after completion of the firing. A dynamic measuring method has been developed, based upon stereoscopic digital image correlation techniques. This technique has been validated by means of an independent laser extensometer measuring method. <p><br>Doctorat en Sciences de l'ingénieur<br>info:eu-repo/semantics/nonPublished

Cette thèse s'inscrit dans le contexte du développement d'outils numériques innovants au service de ce qui est communément désigné par Usine du Futur. Nos travaux de recherche ont été menés dans le cadre du laboratoire de recherche commun "Inspection 4.0" entre IMT Mines Albi/ICA et la Sté DIOTA spécialisée dans le développement d'outils numériques pour l'Industrie 4.0. Dans cette thèse, nous nous sommes intéressés au développement de systèmes exploitant des images 2D ou des nuages de points 3D pour l'inspection automatique d'assemblages mécaniques aéronautiques complexes (typiquement un moteur d'avion). Nous disposons du modèle CAO de l'assemblage (aussi désigné par maquette numérique) et il s'agit de vérifier que l'assemblage a été correctement assemblé, i.e que tous les éléments constituant l'assemblage sont présents, dans la bonne position et à la bonne place. La maquette numérique sert de référence. Nous avons développé deux scénarios d'inspection qui exploitent les moyens d'inspection développés par DIOTA : (1) un scénario basé sur une tablette équipée d'une caméra, portée par un opérateur pour un contrôle interactif temps-réel, (2) un scénario basé sur un robot équipé de capteurs (deux caméras et un scanner 3D) pour un contrôle totalement automatique. Dans les deux scénarios, une caméra dite de localisation fournit en temps-réel la pose entre le modèle CAO et les capteurs mis en œuvre (ce qui permet de relier directement la maquette numérique 3D avec les images 2D ou les nuages de points 3D analysés). Nous avons d'abord développé des méthodes d'inspection 2D, basées uniquement sur l'analyse d'images 2D puis, pour certains types d'inspection qui ne pouvaient pas être réalisés à partir d'images 2D (typiquement nécessitant la mesure de distances 3D), nous avons développé des méthodes d'inspection 3D basées sur l'analyse de nuages de points 3D. Pour l'inspection 3D de câbles électriques présents au sein de l'assemblage, nous avons proposé une méthode originale de segmentation 3D des câbles. Nous avons aussi traité la problématique de choix automatique de point de vue qui permet de positionner le capteur d'inspection dans une position d'observation optimale. Les méthodes développées ont été validées sur de nombreux cas industriels. Certains des algorithmes d’inspection développés durant cette thèse ont été intégrés dans le logiciel DIOTA Inspect© et sont utilisés quotidiennement chez les clients de DIOTA pour réaliser des inspections sur site industriel<br>This thesis makes part of a research aimed towards innovative digital tools for the service of what is commonly referred to as Factory of the Future. Our work was conducted in the scope of the joint research laboratory "Inspection 4.0" founded by IMT Mines Albi/ICA and the company DIOTA specialized in the development of numerical tools for Industry 4.0. In the thesis, we were interested in the development of systems exploiting 2D images or (and) 3D point clouds for the automatic inspection of complex aeronautical mechanical assemblies (typically an aircraft engine). The CAD (Computer Aided Design) model of the assembly is at our disposal and our task is to verify that the assembly has been correctly assembled, i.e. that all the elements constituting the assembly are present in the right position and at the right place. The CAD model serves as a reference. We have developed two inspection scenarios that exploit the inspection systems designed and implemented by DIOTA: (1) a scenario based on a tablet equipped with a camera, carried by a human operator for real-time interactive control, (2) a scenario based on a robot equipped with sensors (two cameras and a 3D scanner) for fully automatic control. In both scenarios, a so-called localisation camera provides in real-time the pose between the CAD model and the sensors (which allows to directly link the 3D digital model with the 2D images or the 3D point clouds analysed). We first developed 2D inspection methods, based solely on the analysis of 2D images. Then, for certain types of inspection that could not be performed by using 2D images only (typically requiring the measurement of 3D distances), we developed 3D inspection methods based on the analysis of 3D point clouds. For the 3D inspection of electrical cables, we proposed an original method for segmenting a cable within a point cloud. We have also tackled the problem of automatic selection of best view point, which allows the inspection sensor to be placed in an optimal observation position. The developed methods have been validated on many industrial cases. Some of the inspection algorithms developed during this thesis have been integrated into the DIOTA Inspect© software and are used daily by DIOTA's customers to perform inspections on industrial sites