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Dissertations / Theses on the topic 'Document planning'
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1
Brown, Richard. "Microbrachytherapy treatment planning." Thesis, Toulouse 3, 2017. http://www.theses.fr/2017TOU30180/document.
Full textAbstract:
Une nouvelle modalité de radiothérapie, la micro-curiethérapie, est en cours de développement. Cette thérapie cible des tumeurs solides inopérables en effectuant des injections de liquide contenant des microsphères radioactives en suspension. Plusieurs injections sont nécessaires pour suffisamment irradier la zone tumorale et donc, afin d'optimiser le positionnement de ces injections, une méthode de planification de traitement nécessaire a été développée et validée au cours de cette thèse. Tout au long de ce travail, trois thèmes principaux seront discutés : • Comment réaliser la dosimétrie particulière de cette micro-curiethérapie ? • Comment effectuer la planification de traitement pour cette modalité ? • Comment optimiser le plan de traitement afin qu'il soit le plus efficace possible ? La dosimétrie en micro-curiethérapie a été réalisée en calculant la distribution de dose absorbée pour une injection. Cette distribution a été convoluée à la position des autres injections dans la tumeur pour calculer la distribution de dose absorbée dans le patient. Pour effectuer la dosimétrie spécifique dans la tumeur et les organes à risque, les histogrammes dose-volume (HDV) ont été extraits et analysés. Une fois la méthode de dosimétrie établie, nous avons développé une méthodologie de planification de traitement pour développer et optimiser le plan pour chaque patient. Pour cela, nous avons testé et comparé trois algorithmes : la méthode de Nelder-Mead, l'algorithme des abeilles et l'algorithme "Non-Dominated Sorting Genetic Algorithm II" (NSGA II). Nous avons montré que, grâce à l'optimisation multiobjectif, le NSGA II donne plus de liberté à l'utilisateur ; c'est pourquoi il a été utilisé par la suite. Enfin, nous avons effectué une comparaison entre les paramètres d'injection. Nous avons mis en évidence qu'entre les radio-isotopes 90Y, 166Ho, 131I and 177Lu, les injections de 90Y sont optimales. Nous avons testé des injections de 5, 10 et 20 µL et des activités initiales de 5, 10 et 20 MBq. Nous avons trouvé que des injections de 20 µL avec 20 MBq sont optimales car celles-ci permettent de minimiser le nombre d'injections requis. Cette nouvelle technologie associée aux développements réalisés dans ses travaux démontre la faisabilité, qui a pu être validée sur animal, de pouvoir injecter un liquide contenant des microsphères radioactives en suspension afin de pouvoir traiter efficacement, tout en préservant les tissus sains environnants, des tumeurs inopérables encore de mauvais pronostic aujourd'hui, mais surement mieux prises en charge dans un proche avenirAn innovative form of radiotherapy, microbrachytherapy, is under development. This therapy targets solid, inoperable tumours by performing injections of liquid containing radioactive microspheres in suspension. Many injections are required to sufficiently cover the tumoural volume, and so to be able to deliver the position of these injections, a method of treatment planning has been developed and validated throughout this research. Throughout this work, three main questions are addressed: • How to perform the dosimetry for microbrachytherapy? • How to perform treatment planning for this modality? • What are the optimal injection properties to deliver the most efficient treatment? Microbrachytherapy dosimetry was performed by calculating the absorbed dose distribution for an injection. This distribution was then convolved at each injection position within the tumour to calculate the patient's absorbed dose distribution. Dosimetry of the tumour and the organs at risk was performed by extracting and analysing dose-volume histograms (DVHs). Once a method of dosimetry was put in place, optimisation algorithms were developed to generate patient-specific treatment plans. For this, three algorithms were tested and compared: Nelder-Mead Simplex, the Bees algorithm and the non-dominated sorting genetic algorithm II. It was found that, thanks to its MO optimisation, the non-dominated sorting algorithm II was the most flexible, and was used preferentially. Lastly, a comparison of injection parameters was performed. It was found that between 90Y, 166Ho, 131I and 177Lu, optimal injections consisted of microspheres of 90Y. Injection volumes of 5, 10 and 20 µL and initial activities of 5, 10 and 20 MBq were tested. It was found that 20 µL injections with 20 MBq were optimal because they minimise the number of injections required. This new technology combined with developments shown in this work demonstrate the feasibility - that was validated on animals - the ability to inject liquid containing radioactive microspheres in suspension to efficiently treat inoperable tumours whilst protecting surrounding healthy tissue. Such tumours, despite still having a poor prognosis, will surely have better support in the near future
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Kruse, Thibault. "Planning for human robot interaction." Thesis, Toulouse 3, 2015. http://www.theses.fr/2015TOU30059/document.
Full textAbstract:
Les avancées récentes en robotique inspirent des visions de robots domestiques et de service rendant nos vies plus faciles et plus confortables. De tels robots pourront exécuter différentes tâches de manipulation d'objets nécessaires pour des travaux de ménage, de façon autonome ou en coopération avec des humains. Dans ce rôle de compagnon humain, le robot doit répondre à de nombreuses exigences additionnelles comparées aux domaines bien établis de la robotique industrielle. Le but de la planification pour les robots est de parvenir à élaborer un comportement visant à satisfaire un but et qui obtient des résultats désirés et dans de bonnes conditions d'efficacité. Mais dans l'interaction homme-robot (HRI), le comportement robot ne peut pas simplement être jugé en termes de résultats corrects, mais il doit être agréable aux acteurs humains. Cela signifie que le comportement du robot doit obéir à des critères de qualité supplémentaire. Il doit être sûr, confortable pour l'homme, et être intuitivement compris. Il existe des pratiques pour assurer la sécurité et offrir un confort en gardant des distances suffisantes entre le robot et des personnes à proximité. Toutefois fournir un comportement qui est intuitivement compris reste un défi. Ce défi augmente considérablement dans les situations d'interaction homme-robot dynamique, où les actions de la personne sont imprévisibles, le robot devant adapter en permanence ses plans aux changements. Cette thèse propose une approche nouvelle et des méthodes pour améliorer la lisibilité du comportement du robot dans des situations dynamiques. Cette approche ne considère pas seulement la qualité d'un seul plan, mais le comportement du robot qui est parfois le résultat de replanifications répétées au cours d'une interaction. Pour ce qui concerne les tâches de navigation, cette thèse présente des fonctions de coûts directionnels qui évitent les problèmes dans des situations de conflit. Pour la planification d'action en général, cette thèse propose une approche de replanification locale des actions de transport basé sur les coûts de navigation, pour élaborer un comportement opportuniste adaptatif. Les deux approches, complémentaires, facilitent la compréhension, par les acteurs et observateurs humains, des intentions du robot et permettent de réduire leur confusionThe recent advances in robotics inspire visions of household and service robots making our lives easier and more comfortable. Such robots will be able to perform several object manipulation tasks required for household chores, autonomously or in cooperation with humans. In that role of human companion, the robot has to satisfy many additional requirements compared to well established fields of industrial robotics. The purpose of planning for robots is to achieve robot behavior that is goal-directed and establishes correct results. But in human-robot-interaction, robot behavior cannot merely be judged in terms of correct results, but must be agree-able to human stakeholders. This means that the robot behavior must suffice additional quality criteria. It must be safe, comfortable to human, and intuitively be understood. There are established practices to ensure safety and provide comfort by keeping sufficient distances between the robot and nearby persons. However providing behavior that is intuitively understood remains a challenge. This challenge greatly increases in cases of dynamic human-robot interactions, where the actions of the human in the future are unpredictable, and the robot needs to constantly adapt its plans to changes. This thesis provides novel approaches to improve the legibility of robot behavior in such dynamic situations. Key to that approach is not to merely consider the quality of a single plan, but the behavior of the robot as a result of replanning multiple times during an interaction. For navigation planning, this thesis introduces directional cost functions that avoid problems in conflict situations. For action planning, this thesis provides the approach of local replanning of transport actions based on navigational costs, to provide opportunistic behavior. Both measures help human observers understand the robot's beliefs and intentions during interactions and reduce confusion
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Campana, Mylène. "Motion planning for digital actors." Thesis, Toulouse 3, 2017. http://www.theses.fr/2017TOU30097/document.
Full textAbstract:
Les algorithmes probabilistes offrent de puissantes possibilités quant à la résolution de problèmes de planification de mouvements pour des robots complexes dans des environnements quelconques. Cependant, la qualité des chemins solutions obtenus est discutable. Cette thèse propose un outil pour optimiser ces chemins et en améliorer la qualité. La méthode se base sur l'optimisation numérique contrainte et la détection de collision pour réduire la longueur du chemin tout en évitant les collisions. La modularité des méthodes probabilistes nous a aussi inspirés pour réaliser un algorithme de génération de sauts pour des personnages. Cet algorithme est décrit par trois étapes de planifications, de la trajectoire du centre du personnage jusqu'à son mouvement corps-complet. Chaque étape bénéficie de la rigueur de la planification pour éviter les collisions et pour contraindre le chemin. Nous avons proposé des contraintes inspirées de la physique pour améliorer la plausibilité des mouvements, telles que du non-glissement, de la limitation de vitesse et du maintien de contacts. Les travaux de cette thèse ont été intégrés dans le logiciel "Humanoid Path Planner" et les rendus visuels effectués avec BlenderProbabilistic algorithms offer powerful possibilities as for solving motion planning problems for complex robots in arbitrary environments. However, the quality of obtained solution paths is questionable. This thesis presents a tool to optimize these paths and improve their quality. The method is based on constrained numerical optimization and on collision checking to reduce the path length while avoiding collisions. The modularity of probabilistic methods also inspired us to design a motion generation algorithm for jumping characters. This algorithm is described by three steps of motion planning, from the trajectory of the character's center to the wholebody motion. Each step benefits from the rigor of motion planning to avoid collisions and to constraint the path. We proposed physics-inspired constraints to increase the plausibility of motions, such as slipping avoidance, velocity limitation and contact maintaining. The thesis works have been implemented in the software `Humanoid Path Planner' and the graphical renderings have been done with Blender
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Rahmani, Nastaran. "Planning and routing via decomposition approaches." Thesis, Bordeaux, 2014. http://www.theses.fr/2014BORD0141/document.
Full textAbstract:
Problèmes de tournées de véhicules statiques et déterministes ne peuvent pas être utilisés dans de nombreux systémes de la vieréelle, du fait que les données d’entrée ne sont pas fiables et sont révélées au fil du temps. Dans cette thèse, nous étudions un problème de ramassage et de livraison avec fenêtres de temps et un maximum de temps de trajet - le problème dial-a-ride - dans sa variante statique et dynamique, et nous faisons des propositions spécifiques sur les modèles d’optimisation robustes pour résoudre ce problème. Pour résoudre le modèle statique, nous développons une approche branch-and-price qui gère toutes les contraintes detemps dans le processus de création d’itinéraires de véhicules. Notre travail est axé sur les techniques de résolution du sous-problème et d’accélération pour l’approche branch-and-price. Nos résultats numériques montrent que la méthode est compétitive par rapport aux approches existantes qui sont basées sur le branch-and-cut. Dans le contexte dynamique, où certaines données d’entrée sont révélées dynamiquement ou modifiées au fil du temps, nous appliquons notre algorithme branch-and-price pour la ré-optimisation dans une approche sur horizon glissantStatic and deterministic vehicle routing problems cannot be used in many real-life systems, as input data are not reliable and revealedover time. In this thesis, we study a pickup and delivery problem with time windows accounting for maximum ride time constraints – the so-called diala- ride problem – in its static and dynamic variant, and we make specific proposal on robust optimization models for this problem. To solve the static model, we develop a branch-and-price approach that handles ride time constraints in the process of generating feasible vehicle routes in the course of the optimization procedure. Our work is focussed on the pricing problem solver and acceleration techniques for the branch-and-price approach. Our numerical results show that the method is competitive compared to existing approaches that are based on branch-and-cut. In the dynamic context, where some input data are revealed or modified over time, we apply our branchand- price algorithm for re-optimization in a rolling horizon approach
5
Savas, Aysen. "Between document and monument : architectural artifact in an age of specialized institutions." Thesis, Massachusetts Institute of Technology, 1994. http://hdl.handle.net/1721.1/11641.
Full textAbstract:
Thesis (Ph. D.)--Massachusetts Institute of Technology, Dept. of Architecture and Planning, 1994.Includes bibliographical references (leaves 233-250).
This dissertation is a critical analysis of the transformations in the definition of a modem architectural artifact and the artifact's changing status in an institutional context. This work develops on a series of themes which proceed on the assumption that various procedures performed by specialized institutions in architecture have been effective in the process of the definition of an architectural artifact. It starts from the proposition that transformations in the definition of architectural expressions are due to the confluence of specific institutional procedures. Since the 1970s, architectural culture was enriched with the rapid emergence and growth of a number of specialized institutions, namely, architectural museums, archives, research centers, and galleries. At the turn of the nineteenth-century, the field of architecture had witnessed a comparable process with the emergence of various architectural societies and professional organizations. Transforming the collector's practices of the enlightenment, these modern institutions sought to establish the foundations of an architectural knowledge based on documents. These institutional practices would also lead to the construction of an architectural culture based on monuments. In my study, I examine the continuation of this activity, arguing that our late twentieth-century institutions both inherited from and critically transformed these foundational projects. In the following six chapters, I examine different procedures taking place in these institutions: collecting, exhibiting, preserving, indexing, cataloguing, and instiTUtionalizing. Focusing on different materials, each thematic chapter investigates the shifts among the intellectual outcomes of these procedures. Their material and conceptual aftermath are the subject of every chapter. Each autonomous chapter is meant to gain precision from its contextual relation to the others and to the definition of the architectural artifact itself. It is not the intention of this dissertation to trace back the historical development of architectural institutions nor to choose its examples from a single geographic or historic location. Rather, by formulating the question as 'what are the intellectual consequences of a specific process and its effects on the definition of an architectural artifact?' it critically analyzes the working logic of specialized institutions in the early nineteenth and late twentieth centuries. Institutions function in the discipline not as instruments of self-powered or autonomous entities but as intellectual members of a larger cultural mechanism. Their operation regulates and is regulated by the dynamics of the discipline of architecture and is informed by a larger social framework. A concluding chapter relates the specific processes taking place in specialized institutions to disciplinary performance. It emphasizes the contradiction between process and product. This analysis will lead us to suggest that for institutionalized artifacts of architecture, there is no absolute state of being merely a document (a factual, formal, objective evidence) or a monument (a conditional, relativist, subjective interpretation). Rather, I argue that the various processes performed in specialized institutions coalesce into these two distinct statuses. This correlation suggests the integration of architectural culture into a larger cultural system.
by Aysen Savas.
Ph.D.
6
Kok, Henny Petra. "Treatment planning for locoregional and intraluminal hyperthermia." [S.l. : Amsterdam : s.n.] ; Universiteit van Amsterdam [Host], 2007. http://dare.uva.nl/document/46767.
Full text
7
Cao, Yu. "Long-distance procurement planning in global sourcing." Thesis, Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 2015. http://www.theses.fr/2015ECAP0015/document.
Full textAbstract:
Cette thèse porte sur l’optimisation de l’approvisionnement dans les zones géographiquement lointaines. Au moment de planifier des approvisionnements de matières premières ou de composants dans des pays lointains, la longue distance géographique entre l’acheteur et le fournisseur devient un enjeu essentiel à prendre en compte. Puisque le transport se fait souvent par la voie maritime, le délai d’approvisionnement est si long que les besoins peuvent évoluer pendant la longue période de livraison, ce qui peut engendrer un risque de rupture élevé. Cette thèse présente des approches adaptatives afin d’élaborer des plans d’approvisionnements lointains d’une manière rentable. Tout d’abord, nous proposons un cadre d’adaptation de la planification des approvisionnements lointains. Il déploie des techniques de prévision de la demande et des méthodes d’optimisation d’approvisionnements à horizon glissant. En utilisant ce cadre, nous transformons le problème de la planification sur l’horizon globale en plusieurs problèmes standards de lotissement avec demandes stochastiques sur des sous-horizons. Ce cadre permet aussi d’évaluer la performance sur une longue période des méthodes utilisées. Nous considérons ensuite la planification optimale d’approvisionnement sur les sous-horizons. Deux hypothèses de ruptures de stocks sont considérées: livraison tardive et vente perdue (ou sous-traitance). Nous développons des approches optimales ou quasi-optimales pour faire des plans d’approvisionnement tout en minimisant les coûts totaux prévus de commande, de stockage et de rupture sur les sous-horizons. Les méthodes proposées peuvent servir de repères pour évaluer d’autres méthodes. Pour chaque hypothèse, nous menons des expériences numériques pour évaluer les algorithmes développés et les approches adaptatives de planification globales. Les résultats expérimentaux montrent bien leur efficacitéThis research discusses procurement planning problems engaged in global sourcing. The main difficulty is caused by the geographically long distance between buyer and supplier, which results in long lead times when maritime transport is used. Customer demands of finished products usually evolve during the shipment, thus extra costs will be produced due to unpredictable overstocks or stockouts. This thesis presents adaptive planning approaches to make adequate long-distance procurement plans in a cost-efficient manner. Firstly, an adaptive procurement planning framework is presented. The framework deploys demand forecasting and optimal planning in a rolling horizon scheme. In each subhorizon, demands are assumed to follow some known distribution patterns, while the distribution parameters will be estimated based on up-to-date demand forecasts and forecast accuracy. Then a portable processing module is presented to transform the sub-horizon planning problem into an equivalent standard lot-sizing problem with stochastic demands.Secondly, optimal or near-optimal procurement planning methods are developed to minimize expected total costs including setup, inventory holding and stockout penalty in subhorizons. Two extreme stockout assumptions are considered: backorder and lost sale (or outsourcing). The proposed methods can serve as benchmarks to evaluate other methods. Numerical tests have validated the high efficiency and effectiveness of both sub-horizon planning methods and the overall adaptive planning approaches
8
Zhao, Ran. "Trajectory planning and control for robot manipulations." Thesis, Toulouse 3, 2015. http://www.theses.fr/2015TOU30240/document.
Full textAbstract:
Comme les robots effectuent de plus en plus de tâches en interaction avec l'homme ou dans un environnement humain, ils doivent assurer la sécurité et le confort des hommes. Dans ce contexte, le robot doit adapter son comportement et agir en fonction des évolutions de l'environnement et des activités humaines. Les robots développés sur la base de l'apprentissage ou d'un planificateur de mouvement ne sont pas en mesure de réagir assez rapidement, c'est pourquoi nous proposons d'introduire un contrôleur de trajectoire intermédiaire dans l'architecture logicielle entre le contrôleur bas niveau et le planificateur de plus haut niveau. Le contrôleur de trajectoire que nous proposons est basé sur le concept de générateur de trajectoire en ligne (OTG), il permet de calculer des trajectoires en temps réel et facilite la communication entre les différents éléments, en particulier le planificateur de chemin, le générateur de trajectoire, le détecteur de collision et le contrôleur. Pour éviter de replanifier toute une trajectoire en réaction à un changement induit par un humain, notre contrôleur autorise la déformation locale de la trajectoire et la modification de la loi d'évolution pour accélérer ou décélérer le mouvement. Le contrôleur de trajectoire peut également commuter de la trajectoire initiale vers une nouvelle trajectoire. Les fonctions polynomiales cubiques que nous utilisons pour décrire les trajectoires fournissent des mouvements souples et de la flexibilité sans nécessiter de calculs complexes. De plus, les algorithmes de lissage que nous proposons permettent de produire des mouvements esthétiques ressemblants à ceux des humains. Ce travail, mené dans le cadre du projet ANR ICARO, a été intégré et validé avec les robots KUKA LWR de la plate-forme robotique du LAAS-CNRSIn order to perform a large variety of tasks in interaction with human or in human environments, a robot needs to guarantee safety and comfort for humans. In this context, the robot shall adapt its behavior and react to the environment changes and human activities. The robots based on learning or motion planning are not able to adapt fast enough, so we propose to use a trajectory controller as an intermediate control layer in the software structure. This intermediate layer exchanges information with the low level controller and the high level planner. The proposed trajectory controller, based on the concept of Online Trajectory Generation (OTG), allows real time computation of trajectories and easy communication with the different components, including path planner, trajectory generator, collision checker and controller. To avoid the replan of an entire trajectory when reacting to a human behaviour change, the controller must allow deforming locally a trajectory or accelerate/decelerate by modifying the time function. The trajectory controller must also accept to switch from an initial trajectory to a new trajectory to follow. Cubic polynomial functions are used to describe trajectories, they provide smoothness, flexibility and computational simplicity. Moreover, to satisfy the objective of aesthetics, smoothing algorithm are proposed to produce human-like motions. This work, conducted as part of the ANR project ICARO, has been integrated and validated on the KUKA LWR robot platform of LAAS-CNRS
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Li, Yuan. "Studies on collaborative transportation planning among carriers." Thesis, Troyes, 2017. http://www.theses.fr/2017TROY0008/document.
Full textAbstract:
Dans la collaboration entre transporteurs, plusieurs transporteurs forment une alliance pour échanger leurs demandes de transport dans le but d'améliorer la rentabilité. Dans cette thèse, nous avons étudié la planification collaborative de transport entre transporteurs de charges partielles. Plus concrètement, nous avons étudié trois sous-problèmes soulevés dans cette planification collaborative: le problème de ramassage et de livraison avec fenêtres de temps, profits et demandes réservées, le problème de détermination de gagnants dans l'échange combinatoire, et le problème de génération d'enchère.Ces trois sous-problèmes sont les problèmes clés pour la planification collaborative de transport parmi des transporteurs, et ils sont peu étudiés dans la littérature. Nous avons établi les nouveaux modèles de programmation mathématique pour ces problèmes et développé des heuristiques efficaces pour trouver des solutions très proches de leurs optimums dans un temps de calcul raisonnable. Les heuristiques proposées sont plus performantes que les solveurs commerciaux (GUROBI, CPLEX) non seulement en termes de la qualité de solution, mais aussi en termes du temps de calculIn carrier collaboration, multiple carriers form an alliance to exchange their delivery requests for the purpose of improving profitability. In this thesis, we have studied the collaborative transportation planning (CTP) among less-than-truckload (LTL) carriers. More concretely, we have studied three sub-problems raised in this collaborative planning: the pickup and delivery problem with time windows, profits, and reserved requests (PDPTWPR), the winner determination problem (WDP) in carrier collaboration via combinatorial exchange (CE), and the bid generation problem (BGP).These sub-problems are the key issues for collaborative transportation planning among carriers, and they are rarely studied in the literature. We have established new mathematical programming models for these problems and developed efficient heuristics to find solutions close to their optimums in a reasonable computational time. The heuristics proposed are more efficient than commercial solvers (GUROBI, CPLEX) not only in terms of solution quality, but also in terms of computation time
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Jobczyk, Krystian. "Temporal planning with fuzzy constraints and preferences." Thesis, Normandie, 2017. http://www.theses.fr/2017NORMC259/document.
Full textAbstract:
La planification temporelle constitue conceptuellement une partie du raisonnement temporelle et il appartient au domaine de recherche de l'intelligence artificielle. La planification temporelle peut être considérée comme une extension de la planification classique par les aspects temporels de l'action. La planification temporelle est généralement complété par des préférences ou des types différents decontraintes imposées à l'exécution des actiones. Il existe de nombreuses approches à ce problème. D'une part, il existe différents paradigmes pour la planification temporelle, par example: la planification par un recherche d'une solution optimale dans des graphes de planification (STRIPS), la planification via la satisfiabilité ou la planification pardes processus de Markov. Ces approches sont mutuellement incompatibles. D'autre part, la planification temporelle exige une sujet-spécification – comme il est défini d'une manière méthodologique. Selon cette situation, cette thèse vise à proposer une analyse approfondi de la planification avec des contraintes floues qui contient quelques remèdes à ces difficultés. À savoir, deux approches à la représentation et la modélisation de ces questions sont mises.Dans la première (chapitre 2, chapitre 3) - les relations floues d'Allen en tant que contraintes temporelles floues sont représentés par des normes de convolutions dans un espace de Banach des fonctions intégrables de Lebesgue. Cela nous permet de nous immergerles relations d'Allen dans les contextes computationnels de la planification temporelle (basée sur STRIPS et sur la procedure de Davis-Putnam) et d'élucider leur nature quantitative. Cette approche est développée dans un contexte des problèmes par systèmes multi-agents comme un sujet de cette approche. Dans les chapitres 4 et 5 les contraintes temporelles floues avec flou – introduit par préférences - sont représentées en termes logiques de la logique préférentielle de Halpern-Shoham. Cela nous permet d'adopter ces resultats dans une construction du contrôleur du plan. Cette approche est développée dans un contexte du problème du voyageur de commerce. Enfin, une tentative de réconcilier ces deux lignes de représentation des contraintes temporelles floues a été proposée dans le dernier chapitreTemporal planning forms conceptually a part of temporal reasoning and it belongs to research area of Artificial Intelligence and it may be seen as an extension of classical planning by temporal aspects of acting. Temporal planing is usually complemented by considering preferences or different types of temporal constraints imposed on execution of actions. There exist many approaches to this issue. One one hand, there are different paradigms to temporal planning, such as: planning via search in graphs (STRIPS), planning via satisfiability or planning in terms of Markov processes. These approaches are mutually incompatible. In addition, temporal planning requires a subject-specification as it is rather defined in a methodological way. On the other hand, temporal constraints are represented and modeled in different ways dependently on their quantitative or qualitative nature. In particular, Allen’s relations between temporal intervals – an important class of temporal constraints – do not have any quantitative aspects and cannot be considered in computational contexts. According to this situation, this PhD-thesis is aimed at the proposing a depth-analysis of temporal planning with fuzzy constraints which contains some remedies on these difficulties. Namely, two approaches to the representation and modeling of these issues are put forward. In the first one (chapter 2, chapter 3) – fuzzy Allen’s relations as fuzzy temporal constraints are represented by norms of convolutions in a Banach space of Lebesgue integrable functions. It allows us immerse Allen’s relations in the computational contexts of temporal planning (based on STRIPS and on DavisPutnam procedure) and to elucidate their quantitative nature. This approach is developed in a context of Multi-Agent Problem as a subject basis of this approach. In the second one (chapter 4, chapter 5) – fuzzy temporal constrains with fuzziness introduced by preferences are represented in a logical terms of Preferential Halpern-Shoham Logic. It allows us to adopt these result in a construction of the plan controller. This approach is developed in a context of Temporal Traveling Salesman Problem as a subject basis of this approach. Finally, an attempt to reconcile these two lines of representation of fuzzy temporal constraints was also proposed
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Pharpatara, Pawit. "Trajectory planning for aerial vehicles with constraints." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015SACLE001/document.
Full textAbstract:
Le sujet de cette thèse porte sur la planification de trajectoires pour un aéronef autonome. Les trajectoires d'aéronefs se déplaçant dans un environnement encombré par des obstacles sont étudiées. La dynamique des aéronefs étant complexe, non linéaire et non holonome, la planification de trajectoire de ce type de systèmes est un problème très difficile. L'algorithme Rapidly-exploring Random Tree, ou RRT, est utilisé comme planificateur de base. L'avantage de cet algorithme est qu'il permet de considérer des modèles d'aéronefs complets dans un environnement complexe. Deux algorithmes sont développés pour trouver une solution faisable et optimale. L'algorithme RRT avec un prétraitement de l'espace d'état est utilisé dans le cas d'une prise en compte du modèle complet du système. Cependant, cette méthode ne considère pas de critères optimaux. Pour y remédier, l'algorithme RRT* est utilisé pour un modèle simplifié du système avec l'aide de champs de potentiels artificiels utilisés comme heuristique pour améliorer le taux de convergence vers la solution. Les algorithmes sont simulés pour une application d'aéronefs hypersoniques, comme par exemple des missiles intercepteurs volants à haute altitude. Les aéronefs ont donc moins de manœuvrabilité parce que la densité de l'air diminue exponentiellement avec l'altitude. Les chemins les plus courts en 3D sont développés et utilisés comme une métrique. Des trajectoires réalisables et optimales sont alors obtenues efficacement. A partir de ces résultats, les contraintes temps réel à bord du véhicule seront plus faciles à vérifier. Dans les travaux futurs, la replanification sera considérée pour améliorer la performance de l'algorithme en cas d'environnement dynamique ou de changements dans la missionThe focus of this PhD thesis is on the trajectory planning module as a part of autonomous aircraft system. Feasible trajectories for aircraft flying in environment cluttered by obstacles are studied. Since aircraft dynamics is complex, nonlinear and nonholonomic, trajectory planning for such systems is very difficult and challenging. Rapidly-exploring Random Tree or RRT path planner is used as a basis to find a feasible trajectory. The advantage of this algorithm is that it does not consider only the complete vehicle model but also the environment. Two algorithms are developed to find a feasible and optimal solution. The RRT algorithm combined with a preprocessing of the exploration space is used for a complete realistic model of the system. However, this approach does not consider any optimal criteria. In order to consider performance criteria, the RRT* algorithm is used based on a simplified model with the help of the artificial potential field as a heuristic to improve the convergence rate to the solution. The algorithms are simulated in an application of hypersonic aerial vehicles, for example, interceptor missiles flying in high altitude. This makes the aerodynamically controlled aircraft have less maneuverability since the air density decreases exponentially with altitude. 3D shortest paths are developed and used as a metric. A feasible and optimal trajectory is obtained efficiently. With this results, real-time constraints will be easier to verify if the algorithm is implemented on board the vehicle. In future work, replanning will be considered to improve the performance of the algorithm in case of dynamic environment or changes in the mission
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Chebly, Alia. "Trajectory planning and tracking for autonomous vehicles navigation." Thesis, Compiègne, 2017. http://www.theses.fr/2017COMP2392/document.
Full textAbstract:
Les travaux de cette thèse portent sur la navigation des véhicules autonomes, notamment la planification de trajectoires et le contrôle du véhicule. En premier lieu, un modèle véhicule plan est développé en utilisant une technique de modélisation qui assimile le véhicule à un robot constitué de plusieurs corps articulés. La description géométrique du véhicule est basée sur la convention de Denavit-Hartenberg modifiée. Le modèle dynamique du véhicule est ensuite calculé en utilisant la méthode récursive de Newton-Euler, qui est souvent utilisée dans le domaine de robotique. La validation du modèle a été conduite sur le simulateur Scaner-Studio développé par Oktal pour les applications automobiles. Le modèle du véhicule développé est ensuite utilisé pour la synthèse de lois de commande couplées pour les dynamiques longitudinale et latérale du véhicule. Deux correcteurs sont proposés dans ce travail : le premier est basé sur les techniques de commande par Lyapunov, le second utilise une approche ”Immersion et Invariance”. Ces deux contrôleurs ont pour objectifs de suivre une trajectoire de référence donnée avec un profil de vitesse désirée, tout en tenant compte du couplage existant entre les dynamiques longitudinale et latérale du véhicule. En effet, le contrôle couplé est nécessaire pour garantir la sécurité du véhicule autonome surtout lors de l’exécution des manœuvres couplées comme les manœuvres de changement de voie, les manœuvres d’évitement d’obstacles et les manœuvres exécutées dans les situations de conduite critiques. Les contrôleurs développés ont été validés en simulation sous Matlab/Simulink en utilisant des données expérimentales. Par la suite, ces contrôleurs ont été validés expérimentalement en utilisant le véhicule démonstrateur robotisé (Renault-Zoé) du laboratoire Heudiasyc financé par l’Equipex Robotex. En ce qui concerne la planification de trajectoires, une méthode de planification basée sur la méthode des tentacules sous forme de clothoides a été développée. En outre, une méthode de planification de manœuvres qui s’intéresse essentiellement à la manœuvre de dépassement a été mise en place, afin d’améliorer et de compléter la méthode locale des tentacules. Le planificateur local et le planificateur de manœuvres ont été ensuite combinés pour établir une stratégie de navigation complète. Cette stratégie a été validée par la suite sous Matlab/Simulink en utilisant le modèle de véhicule développé et le contrôleur basé sur LyapunovIn this thesis, the trajectory planning and the control of autonomous vehicles are addressed. As a first step, a multi-body modeling technique is used to develop a four wheeled vehicle planar model. This technique considers the vehicle as a robot consisting of articulated bodies. The geometric description of the vehicle system is derived using the modified Denavit Hartenberg parameterization and then the dynamic model of the vehicle is computed by applying a recursive method used in robotics, namely Newton-Euler based Algorithm. The validation of the developed vehicle model was then conducted using an automotive simulator developed by Oktal, the Scaner-Studio simulator. The developed vehicle model is then used to derive coupled control laws for the lateral and the longitudinal vehicle dynamics. Two coupled controllers are proposed in this thesis: In the first controller, the control is designed using Lyapunov control techniques while in the second one an Immersion and Invariance approach is used. Both of the controllers aim to ensure a robust tracking of the reference trajectory and the desired speed while taking into account the strong coupling between the lateral and the longitudinal vehicle dynamics. In fact, the coupled controller is a key step for the vehicle safety handling, especially in coupled maneuvers such as lane-change maneuvers, obstacle avoidance maneuvers and combined maneuvers in critical driving situations. The developed controllers were validated in simulation under Matlab/Simulink using experimental data. Subsequently, an experimental validation of the proposed controllers was conducted using a robotized vehicle (Renault-ZOE) present in the Heudiasyc laboratory within the Equipex Robotex project. Concerning the trajectory planning, a local planning method based on the clothoid tentacles method is developed. Moreover, a maneuver planning strategy focusing on the overtaking maneuver is developed to improve and complete the local planning approach. The local and the maneuver planners are then combined in order to establish a complete navigation strategy. This strategy is then validated using the developed robotics vehicle model and the Lyapunov based controller under Matlab/Simulink
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Nakhaei, Alireza. "Motion planning and perception : integration on humanoid robots." Thesis, Toulouse, INPT, 2009. http://www.theses.fr/2009INPT043H/document.
Full textAbstract:
Le chapitre 1 est pour l'essentiel une brève introduction générale qui donne le contexte générale de la planification et présente l'organisation du document dans son ensemble et quelques uns des points clés retenus : robot humanoïde, environnement non statique, perception par vision artificielle, et représentation de cet environnement par grilles d'occupation. Dans le chapitre 2, après une revue de littérature bien menée, l'auteur propose de considérer les points de repère de l'environnement dès la phase de planification de chemin afin de rendre plus robuste l'exécution des déplacements en cas d'évolution de l'environnement entre le moment où la planification est menée et celui où le robot se déplace ( évolution étant entendu comme liée à une amélioration de la connaissance par mise à jour, ou due à un changement de l'environnement lui-même). Le concept est décrit et une formalisation proposée. Le chapitre 3 s'intéresse en détail à la planification dans le cas d'environnements dynamiques. Les méthodes existantes, nombreuses, sont tout d'abord analysées et bien présentées. Le choix est fait ici de décrire l'environnement comme étant décomposé en cellules, regroupant elles-mêmes des voxels, éléments atomiques de la représentation. L'environnement étant changeant, l'auteur propose de réévaluer le plan préétabli à partir d'une bonne détection de la zone qui a pu se trouver modifiée dans l'environnement. L'approche est validée expérimentalement en utilisant une des plateformes robotiques du LAAS qui dispose de bonnes capacités de localisation : le manipulateur mobile Jido étant à ce jour plus performant sur ce plan que l'humanoïde HRP2, c'est lui qui a été utilisé. Ces expérimentations donnent des indications concordantes sur l'efficacité de l'approche retenue. Notons également que la planification s'appuie sur une boite englobante de l'humanoïde, et non pas sur une représentation plus riche (multi-degré-deliberté). En revanche, c'est bien de planification pour l'humanoïde considéré dans toute sa complexité qu'il s'agit au chapitre 4 : on s'intéresse ici à tous les degrés de liberté du robot. L'auteur propose des évolutions de méthodes existantes et en particulier sur la manière de tirer profit de la redondance cinématique. L'approche est bien décrite et permet d'inclure une phase d'optimisation de la posture globale du robot. Des exemples illustrent le propos et sont l'occasion de comparaison avec d'autres méthodes. Le chapitre 5 s'intéresse à la manière de modéliser l'environnement, sachant qu'on s'intéresse ici au cas d'une perception par vision artificielle, et précisément au cas de l'humanoïde, robot d'assurer lui-même cette perception au fur et à mesure de son avancée dans l'environnement. On est donc dans le cadre de la recherche de la meilleure vue suivante qui doit permettre d'enrichir au mieux la connaissance qu'a le robot de son environnement. L'approche retenue fait à nouveau appel à la boite englobante de l'humanoïde et non à sa représentation complète ; il sera intéressant de voir dans le futur ce que pourrait apporter la prise en compte des degrés de liberté de la tête ou du torse à la résolution de ce problème. Le chapitre 6 décrit la phase d'intégration de tous ces travaux sur la plateforme HRP2 du LAAS-CNRS, partie importante de tout travail de roboticienThis thesis starts by proposing a new framework for motion planning using stochastic maps, such as occupancy-grid maps. In autonomous robotics applications, the robot's map of the environment is typically constructed online, using techniques from SLAM. These methods can construct a dense map of the environment, or a sparse map that contains a set of identifiable landmarks. In this situation, path planning would be performed using the dense map, and the path would be executed in a sensor-based fashion, using feedback control to track the reference path based on sensor information regarding landmark position. Maximum-likelihood estimation techniques are used to model the sensing process as well as to estimate the most likely nominal path that will be followed by the robot during execution of the plan. The proposed approach is potentially a practical way to plan under the specific sorts of uncertainty confronted by a humanoid robot. The next chapter, presents methods for constructing free paths in dynamic environments. The chapter begins with a comprehensive review of past methods, ranging from modifying sampling-based methods for the dynamic obstacle problem, to methods that were specifically designed for this problem. The thesis proposes to adapt a method reported originally by Leven et al.. so that it can be used to plan paths for humanoid robots in dynamic environments. The basic idea of this method is to construct a mapping from voxels in a discretized representation of the workspace to vertices and arcs in a configuration space network built using sampling-based planning methods. When an obstacle intersects a voxel in the workspace, the corresponding nodes and arcs in the configuration space roadmap are marked as invalid. The part of the network that remains comprises the set of valid candidate paths. The specific approach described here extends previous work by imposing a two-level hierarchical structure on the representation of the workspace. The methods described in Chapters 2 and 3 essentially deal with low-dimensional problems (e.g., moving a bounding box). The reduction in dimensionality is essential, since the path planning problem confronted in these chapters is complicated by uncertainty and dynamic obstacles, respectively. Chapter 4 addresses the problem of planning the full motion of a humanoid robot (whole-body task planning). The approach presented here is essentially a four-step approach. First, multiple viable goal configurations are generated using a local task solver, and these are used in a classical path planning approach with one initial condition and multiple goals. This classical problem is solved using an RRT-based method. Once a path is found, optimization methods are applied to the goal posture. Finally, classic path optimization algorithms are applied to the solution path and posture optimization. The fifth chapter describes algorithms for building a representation of the environment using stereo vision as the sensing modality. Such algorithms are necessary components of the autonomous system proposed in the first chapter of the thesis. A simple occupancy-grid based method is proposed, in which each voxel in the grid is assigned a number indicating the probability that it is occupied. The representation is updated during execution based on values received from the sensing system. The sensor model used is a simple Gaussian observation model in which measured distance is assumed to be true distance plus additive Gaussian noise. Sequential Bayes updating is then used to incrementally update occupancy values as new measurements are received. Finally, chapter 6 provides some details about the overall system architecture, and in particular, about those components of the architecture that have been taken from existing software (and therefore, do not themselves represent contributions of the thesis). Several software systems are described, including GIK, WorldModelGrid3D, HppDynamicObstacle, and GenoM
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Collin, Sophie. "Preoperative planning and simulation for artificial heart implantation surgery." Thesis, Rennes 1, 2018. http://www.theses.fr/2018REN1S025/document.
Full textAbstract:
L'utilisation d'Assistance Circulatoire Mécanique (ACM) augmente dans le cas d'insuffisance cardiaque terminale ne répondant pas aux traitements médicaux. Dans ce contexte nous avons: 1) présenté une vue d'ensemble des problématiques cliniques, 2) élaboré une nouvelle approche de planification assistée par ordinateur pour l'implantation d'ACM, 3) implémenté un modèle CFD pour comprendre l'hémodynamique ventriculaire induite par la canule apicale. Afin de diminuer les complications, des critères quantitatifs optimisant la décharge ventriculaire pourraient être déterminés par CFD. La planification fournirait des informations permettant de choisir le dispositif et adapter la stratégie cliniqueMechanical Circulatory Support (MCS) therapy is increasingly considered for patients with advanced heart failure unresponsive to optimal medical treatments. In this context, we: 1) presented an overview of clinical issues raised by MCS implantation, 2) designed a novel computer-assisted approach for planning the implantation, 3) implemented a CFD model to understand the ventricle hemodynamics induced by the inflow cannula pose. With the aim of decreasing complications and morbidity, quantitative criteria for optimizing ventricle unloading could be determined through CFD, and the planning approach may provide valuable information for choosing the device and adapting the clinical strategy
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Kalawoun, Rawan. "Motion planning of multi-robot system for airplane stripping." Thesis, Université Clermont Auvergne (2017-2020), 2019. http://www.theses.fr/2019CLFAC008/document.
Full textAbstract:
Cette thèse est une partie d’un projet français qui s’appelle AEROSTRIP, un partenariat entre l’Institut Pascal, Sigma, SAPPI et Air-France industries, il est financé par le gouvernement français par le programme FUI (20 eme appel). Le projet AEROSTRIP consiste à développer le premier système automatique qui nettoie écologiquement les surfaces des avions et les pièces de rechange en utilisant un abrasif écologique projeté à grande vitesse sur la surface des avions (maïs). Ma thèse consiste à optimiser les trajectoires du système robotique total de telle façon que le décapage de l’avion soit optimal. Le déplacement des robots est nécessaire pour assurer une couverture totale de la surface à décaper parce que ces surfaces sont trop grandes et elles ne peuvent pas être décapées d’une seule position. Le but de mon travail est de trouver le nombre optimal de robots avec leur positions optimales pour décaper totalement l’avion. Une fois ce nombre est déterminé, on cherche les trajectoires des robots entre ces différentes positions. Alors, pour atteindre ce but, j’ai défini un cadre général composant de quatre étapes essentiels: l’étape pre-processing, l’étape optimization algorithm, l’étape generation of the end-effector trajectories et l’étape robot scheduling, assignment and control.Dans ma thèse, j’ai deux contributions dans deux différentes étapes du cadre général: l’étape pre-processing et l’étape optimization algorithm. Le calcul de l’espace de travail du robot est nécessairedans l’étape pre-processing: on a proposé l’Analyse par Intervalles pour trouver cet espace de travail parce qu’il garantie le fait de trouver des solutions dans un temps de calcul raisonnable. Alors, ma première contribution est une nouvelle fonction d’inclusion qui réduit le pessimisme, la surestimation des solutions qui est le principal inconvénient de l’Analyse par Intervalles. La nouvelle fonction d’inclusion est évaluée sur des problèmes de satisfaction de contraintes et des problèmes d’optimisation des contraintes. En plus, on a proposé un algorithme d’optimisation hybride pour trouver le nombre optimal de robots avec leur positions optimales: c’est notre deuxième contribution qui est dans l’étape optimization algorithm. Pour évaluer l’algorithme d’optimisation, on a testé cet algorithme sur des surfaces régulières, comme un cylindre et un hémisphère, et sur un surface complexe: une voitureThis PHD is a part of a French project named AEROSTRIP, (a partnership between Pascal Institute,Sigma, SAPPI, and Air-France industries), it is funded by the French Government through the FUIProgram (20th call). The AEROSTRIP project aims at developing the first automated system thatecologically cleans the airplanes surfaces using a process of soft projection of ecological media onthe surface (corn). My PHD aims at optimizing the trajectory of the whole robotic systems in orderto optimally strip the airplane. Since a large surface can not be totally covered by a single robot base placement, repositioning of the robots is necessary to ensure a complete stripping of the surface. The goal in this work is to find the optimal number of robots with their optimal positions required to totally strip the air-plane. Once found, we search for the trajectories of the robots of the multi-robot system between those poses. Hence, we define a general framework to solve this problem having four main steps: the pre-processing step, the optimization algorithm step, the generation of the end-effector trajectories step and the robot scheduling, assignment and control step.In my thesis, I present two contributions in two different steps of the general framework: the pre-processing step, the optimization algorithm step. The computation of the robot workspace is required in the pre-processing step: we proposed Interval Analysis to find this workspace since it guarantees finding solutions in a reasonable computation time. Though, our first contribution is a new inclusion function that reduces the pessimism, the overestimation of the solution, which is the main disadvantage of Interval Analysis. The proposed inclusion function is assessed on some Constraints Satisfaction Problems and Constraints Optimization problems. Furthermore, we propose an hybrid optimization algorithm in order to find the optimal number of robots with their optimal poses: it is our second contribution in the optimization algorithm step. To assess our hybrid optimization algorithm, we test the algorithm on regular surfaces, such as a cylinder and a hemisphere, and on a complex surface: a car
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Merlinge, Nicolas. "State estimation and trajectory planning using box particle kernels." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLS425/document.
Full textAbstract:
L'autonomie d'un engin aérospatial requière de disposer d'une boucle de navigation-guidage-pilotage efficace et sûre. Cette boucle intègre des filtres estimateurs et des lois de commande qui doivent dans certains cas s'accommoder de non-linéarités sévères et être capables d'exploiter des mesures ambiguës. De nombreuses approches ont été développées à cet effet et parmi celles-ci, les approches particulaires présentent l'avantage de pouvoir traiter de façon unifiée des problèmes dans lesquels les incertitudes d’évolution du système et d’observation peuvent être soumises à des lois statistiques quelconques. Cependant, ces approches ne sont pas exemptes de défauts dont le plus important est celui du coût de calcul élevé. D'autre part, dans certains cas, ces méthodes ne permettent pas non plus de converger vers une solution acceptable. Des adaptations récentes de ces approches, combinant les avantages du particulaire tel que la possibilité d'extraire la recherche d'une solution d'un domaine local de description et la robustesse des approches ensemblistes, ont été à l'origine du travail présenté dans cette thèse.Cette thèse présente le développement d’un algorithme d’estimation d’état, nommé le Box Regularised Particle Filter (BRPF), ainsi qu’un algorithme de commande, le Box Particle Control (BPC). Ces algorithmes se basent tous deux sur l’utilisation de mixtures de noyaux bornés par des boites (i.e., des vecteurs d’intervalles) pour décrire l’état du système sous la forme d’une densité de probabilité multimodale. Cette modélisation permet un meilleur recouvrement de l'espace d'état et apporte une meilleure cohérence entre la prédite et la vraisemblance. L’hypothèse est faite que les incertitudes incriminées sont bornées. L'exemple d'application choisi est la navigation par corrélation de terrain qui constitue une application exigeante en termes d'estimation d'état.Pour traiter des problèmes d’estimation ambiguë, c’est-à-dire lorsqu’une valeur de mesure peut correspondre à plusieurs valeurs possibles de l’état, le Box Regularised Particle Filter (BRPF) est introduit. Le BRPF est une évolution de l’algorithme de Box Particle Filter (BPF) et est doté d’une étape de ré-échantillonnage garantie et d’une stratégie de lissage par noyau (Kernel Regularisation). Le BRPF assure théoriquement une meilleure estimation que le BPF en termes de Mean Integrated Square Error (MISE). L’algorithme permet une réduction significative du coût de calcul par rapport aux approches précédentes (BPF, PF). Le BRPF est également étudié dans le cadre d’une intégration dans des architectures fédérées et distribuées, ce qui démontre son efficacité dans des cas multi-capteurs et multi-agents.Un autre aspect de la boucle de navigation–guidage-pilotage est le guidage qui nécessite de planifier la future trajectoire du système. Pour tenir compte de l'incertitude sur l'état et des contraintes potentielles de façon versatile, une approche nommé Box Particle Control (BPC) est introduite. Comme pour le BRPF, le BPC se base sur des mixtures de noyaux bornés par des boites et consiste en la propagation de la densité d’état sur une trajectoire jusqu’à un certain horizon de prédiction. Ceci permet d’estimer la probabilité de satisfaire les contraintes d’état au cours de la trajectoire et de déterminer la séquence de futures commandes qui maintient cette probabilité au-delà d’un certain seuil, tout en minimisant un coût. Le BPC permet de réduire significativement la charge de calculState estimation and trajectory planning are two crucial functions for autonomous systems, and in particular for aerospace vehicles.Particle filters and sample-based trajectory planning have been widely considered to tackle non-linearities and non-Gaussian uncertainties.However, these approaches may produce erratic results due to the sampled approximation of the state density.In addition, they have a high computational cost which limits their practical interest.This thesis investigates the use of box kernel mixtures to describe multimodal probability density functions.A box kernel mixture is a weighted sum of basic functions (e.g., uniform kernels) that integrate to unity and whose supports are bounded by boxes, i.e., vectors of intervals.This modelling yields a more extensive description of the state density while requiring a lower computational load.New algorithms are developed, based on a derivation of the Box Particle Filter (BPF) for state estimation, and of a particle based chance constrained optimisation (Particle Control) for trajectory planning under uncertainty.In order to tackle ambiguous state estimation problems, a Box Regularised Particle Filter (BRPF) is introduced.The BRPF consists of an improved BPF with a guaranteed resampling step and a smoothing strategy based on kernel regularisation.The proposed strategy is theoretically proved to outperform the original BPF in terms of Mean Integrated Square Error (MISE), and empirically shown to reduce the Root Mean Square Error (RMSE) of estimation.BRPF reduces the computation load in a significant way and is robust to measurement ambiguity.BRPF is also integrated to federated and distributed architectures to demonstrate its efficiency in multi-sensors and multi-agents systems.In order to tackle constrained trajectory planning under non-Gaussian uncertainty, a Box Particle Control (BPC) is introduced.BPC relies on an interval bounded kernel mixture state density description, and consists of propagating the state density along a state trajectory at a given horizon.It yields a more accurate description of the state uncertainty than previous particle based algorithms.A chance constrained optimisation is performed, which consists of finding the sequence of future control inputs that minimises a cost function while ensuring that the probability of constraint violation (failure probability) remains below a given threshold.For similar performance, BPC yields a significant computation load reduction with respect to previous approaches
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Hutton, Claude O. "3D battlespace visualization using operational planning data." Thesis, Monterey, Calif. : Springfield, Va. : Naval Postgraduate School ; Available from National Technical Information Service, 2003. http://library.nps.navy.mil/uhtbin/hyperion-image/03sep%5FHutton.pdf.
Full textAbstract:
Thesis (M.S. in Computer Science)--Naval Postgraduate School, September 2003.Thesis advisor(s): Don Brutzman, Curtis Blais. Includes bibliographical references (p. 103-104). Also available online.
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Alizadeh, Pegah. "Elicitation and planning in Markov decision processes with unknown rewards." Thesis, Sorbonne Paris Cité, 2016. http://www.theses.fr/2016USPCD011/document.
Full textAbstract:
Les processus décisionnels de Markov (MDPs) modélisent des problèmes de décisionsséquentielles dans lesquels un utilisateur interagit avec l’environnement et adapte soncomportement en prenant en compte les signaux de récompense numérique reçus. La solutiond’unMDP se ramène à formuler le comportement de l’utilisateur dans l’environnementà l’aide d’une fonction de politique qui spécifie quelle action choisir dans chaque situation.Dans de nombreux problèmes de décision du monde réel, les utilisateurs ont despréférences différentes, donc, les gains de leurs actions sur les états sont différents et devraientêtre re-décodés pour chaque utilisateur. Dans cette thèse, nous nous intéressonsà la résolution des MDPs pour les utilisateurs ayant des préférences différentes.Nous utilisons un modèle nommé MDP à Valeur vectorielle (VMDP) avec des récompensesvectorielles. Nous proposons un algorithme de recherche-propagation qui permetd’attribuer une fonction de valeur vectorielle à chaque politique et de caractériser chaqueutilisateur par un vecteur de préférences sur l’ensemble des fonctions de valeur, où levecteur de préférence satisfait les priorités de l’utilisateur. Etant donné que le vecteurde préférences d’utilisateur n’est pas connu, nous présentons plusieurs méthodes pourrésoudre des MDP tout en approximant le vecteur de préférence de l’utilisateur.Nous introduisons deux algorithmes qui réduisent le nombre de requêtes nécessairespour trouver la politique optimale d’un utilisateur: 1) Un algorithme de recherchepropagation,où nous propageons un ensemble de politiques optimales possibles pourle MDP donné sans connaître les préférences de l’utilisateur. 2) Un algorithme interactifd’itération de la valeur (IVI) sur les MDPs, nommé algorithme d’itération de la valeurbasé sur les avantages (ABVI) qui utilise le clustering et le regroupement des avantages.Nous montrons également comment l’algorithme ABVI fonctionne correctement pourdeux types d’utilisateurs différents: confiant et incertain.Nous travaillons finalement sur une méthode d’approximation par critére de regret minimaxcomme méthode pour trouver la politique optimale tenant compte des informationslimitées sur les préférences de l’utilisateur. Dans ce système, tous les objectifs possiblessont simplement bornés entre deux limites supérieure et inférieure tandis que le systèmeine connaît pas les préférences de l’utilisateur parmi ceux-ci. Nous proposons une méthodeheuristique d’approximation par critère de regret minimax pour résoudre des MDPsavec des récompenses inconnues. Cette méthode est plus rapide et moins complexe queles méthodes existantes dans la littératureMarkov decision processes (MDPs) are models for solving sequential decision problemswhere a user interacts with the environment and adapts her policy by taking numericalreward signals into account. The solution of an MDP reduces to formulate the userbehavior in the environment with a policy function that specifies which action to choose ineach situation. In many real world decision problems, the users have various preferences,and therefore, the gain of actions on states are different and should be re-decoded foreach user. In this dissertation, we are interested in solving MDPs for users with differentpreferences.We use a model named Vector-valued MDP (VMDP) with vector rewards. We propose apropagation-search algorithm that allows to assign a vector-value function to each policyand identify each user with a preference vector on the existing set of preferences wherethe preference vector satisfies the user priorities. Since the user preference vector is notknown we present several methods for solving VMDPs while approximating the user’spreference vector.We introduce two algorithms that reduce the number of queries needed to find the optimalpolicy of a user: 1) A propagation-search algorithm, where we propagate a setof possible optimal policies for the given MDP without knowing the user’s preferences.2) An interactive value iteration algorithm (IVI) on VMDPs, namely Advantage-basedValue Iteration (ABVI) algorithm that uses clustering and regrouping advantages. Wealso demonstrate how ABVI algorithm works properly for two different types of users:confident and uncertain.We finally work on a minimax regret approximation method as a method for findingthe optimal policy w.r.t the limited information about user’s preferences. All possibleobjectives in the system are just bounded between two higher and lower bounds while thesystem is not aware of user’s preferences among them. We propose an heuristic minimaxregret approximation method for solving MDPs with unknown rewards that is faster andless complex than the existing methods in the literature
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Capitanul, Elena Mihaela. "Airport strategic planning under uncertainty : fuzzy dual dynamic programming approach." Thesis, Toulouse 3, 2016. http://www.theses.fr/2016TOU30109/document.
Full textAbstract:
Les aéroports sont des connecteurs critiques dans le système opérationnel de transport aérien. Afin de répondre à leurs obligations opérationnelles, économiques et sociales dans un environnement très volatil, ont besoin d'aéroports à embrasser le changement plutôt que d'y résister. Comme toute autre industrie, font face à des aéroports un large éventail de risques, dont certains spécifiques au transport aérien, les autres ayant seulement une influence indirecte mais assez puissant pour perturber les activités aéroportuaires. La planification longue terme de l'aéroport est devenue une question complexe en raison de la croissance constante de la demande de trafic aérien. Une nouvelle dimension de complexité est apparue lorsque l'incertitude a commencé à avoir un impact plus en plus perturbatrice, et significativement coûteuse sur le développement des infrastructures aéroportuaires. Historiquement, la capacité des outils traditionnels pour atténuer le risque et l'incertitude ont avérée inefficace. D'innombrables événements imprévus comme les attaques terroristes, la récession économique, les catastrophes naturelles, ont eu un impact dramatique sur les niveaux de trafic, certains avec une portée mondiale. Pour ce type hautement improbable d'événements peut être ajouté les progrès technologiques, de nouvelles modèles d'affaires des compagnies aériennes et aéroports, les changements de politique et de réglementation, préoccupation croissante pour l'impact environnemental. Dans ce contexte, la thèse met en avant une approche novatrice pour aborder l'évaluation des risques et de l'atténuation dans l'incertitude dans les projets de développement des infrastructures aéroportuaires à long terme. La thèse se développe sur le formalisme récemment développée de nombres flous comme un outil clé pour aborder l'incertitude. Après un examen approfondi de l'industrie aéroportuaire dans le contexte des environnements incertains, nombres double flous et double floue arithmétiques sont introduits. Comme le projet de développement des infrastructures aéroportuaires est un autre cas de problème de prise de décision en plusieurs étapes, la programmation dynamique est prise en compte afin d'optimiser le processus séquentiel de prise de décision. L'originalité de l'approche réside dans le fait que l'ensemble du processus sera floue et la composante double floue de la programmation dynamique sera introduite. Pour valider notre méthode, une étude de cas sera développéeAirports are critical connectors in the air transportation operational system. In order to meet their operational, economic and social obligations in a very volatile environment, airports need to embrace change rather than resist it. Like any other industry, airports face a wide array of risks, some specific to air transportation, other having only an indirect influence but powerful enough to disrupt airport activities. Long term airport planning has become a complex issue due to the constant growth in air traffic demand. A new dimension of complexity emerged when uncertainty began having a more, and more disruptive, and significantly costly impact on developing airport infrastructure. Historically, the ability of traditional risk and uncertainty mitigation tools proved inefficient. Countless unforeseen events like terrorist attacks, economic recession, natural disasters, had a dramatic impact on traffic levels, some with a global reach. To these highly improbable type of events can be added technological advancements, new airlines and airports business models, policy and regulation changes, increasing concern for environmental impact. In this context, the thesis puts forward an innovative approach for addressing risk assessment and mitigation under uncertainty in long-term airport infrastructure development projects. The thesis expands on the newly developed formalism of fuzzy dual numbers as a key tool to address uncertainty. After a comprehensive review of the airport industry in the context of uncertain environments, fuzzy dual numbers and fuzzy dual calculus are introduced. Since airport infrastructure development project is another case of multi-stage decision-making problem, dynamic programming is considered in order to optimize the sequential decision making process. The originality of the approach resides in the fact that the entire process will be fuzzified and fuzzy dual dynamic programming components will be introduced. To validate our method, a study case will be developed
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Memon, Muhammad Ali. "Transportation interoperable planning in the context of food supply chain." Thesis, Toulouse, INPT, 2014. http://www.theses.fr/2014INPT0076/document.
Full textAbstract:
L'alimentation est une nécessité de base de l'être humain, dont la survie dépend de la quantité et de la qualité de la nourriture ingérée. L'augmentation de la population requiert de plus en plus de nourriture, tandis que la qualité est associée aux contraintes des produits alimentaires comme une courte durée de vie ou la sensibilité à la température. L'augmentation de la demande entraîne une augmentation de la production alimentaire, répartie entre plusieurs sites de production appartenant à plusieurs entreprises de taille variée, qui peuvent utiliser les produits d'autres sites pour fabriquer leurs produits finaux. En outre, certains produits alimentaires doivent être transportés entre les sites et les produits finaux distribués à des détaillants et des consommateurs lointains en tenant compte des contraintes de produits alimentaires. Les activités exercées par ces entités incluent entre autres la production, la distribution, la vente, etc. et ces entités forment conjointement dans l'environnement de l'écosystème alimentaire une chaîne pour le traitement, l'emballage ou la livraison de nourriture. Ce réseau s'appelle une chaîne logistique alimentaire (FSC). En raison de leur nature distribuée, les FSC héritent des problèmes classiques des chaînes logistiques, mais doivent en plus gérer les problèmes découlant de la périssabilité des produits. Cette périssabilité rend extrêmement important le traitement d'enjeux tels que le maintien de la qualité, la prévision de la demande, la gestion des stocks (éviter les ruptures de stock ou les stocks excessifs), l’amélioration de l'efficacité du réapprovisionnement, de la production et du transport, la traçabilité et le suivi pour réagir aux perturbations. Il est donc nécessaire d'établir une collaboration entre les entités principales de l'écosystème alimentaire pour traiter tous ces enjeux. En outre, depuis l'arrivée des entreprises de transport spécialisées, un nouveau acteur a émergé appelé transporteur ou fournisseur de logistique. Ces transporteurs doivent collaborer avec les producteurs, les détaillants et même d'autres transporteurs afin de prendre en compte la demande future et les tendances, afin d'organiser leur réseau et les ressources, pour livrer des produits alimentaires en assurant sécurité et qualité. Ainsi, la collaboration est devenue vitale pour les FSC. La collaboration implique une bonne compréhension des informations échangées afin de minimiser les déplacements, le coût et la pollution environnementale. Des problèmes d'interopérabilité surgissent lorsque les partenaires impliqués utilisent des systèmes hétérogènes et différentes normes et terminologies. Les approches de collaborations existantes comme "Vendor Managed Inventory" (VMI) ou "Collaborative Planning Forecasting and Replenishment" (CPFR) ne prennent en compte que deux acteurs de la FSC : le producteur et le détaillant (acheteur et vendeur). En outre, elles ne considèrent pas la planification de la production et des transports comme des tâches de collaboration. En tenant compte des limitations ci-dessus, nous proposons, dans une première partie de cette thèse, une extension du modèle CPFR prennant en compte les aspects production et transport. Ce nouveau modèle C-PRIPT (Collaborative -Planning Replenishment Inventory Production and Transportation) inclut le transporteur et considère la planification de la production et des transports comme des activités de collaboration. Dans la deuxième partie, nous proposons un modèle distribué et interopérable I-POVES (Interoperable - Path Finder, Order, Vehicle, Environment and Supervisor) pour réaliser la planification des transports en collaboration avec les producteurs, les transporteurs et les détaillants, visant à une meilleure utilisation efficace des ressources de transport. Enfin, nous illustrons le fonctionnement du modèle I-POVES en l’appliquant sur un cas étude de chaîne logistique alimentaireEating is human’s basic necessity whose survival depends on both quantity and quality of food. Increasing population requires increasing in quantity of food, while quality is associated with the food product constraints like short shelf-life, temperature sensitiveness, climate etc. Increasing demand causes increase in food production, which is distributed between several production sites involving several distinct entities from small to large enterprises, where sites may use the intermediate products of other sites to produce the final products. Moreover, food products need to be transported between sites and final products to be distributed to faraway retailer sites and consumers considering the food product constraints. Activities performed by these entities include but not limited to: production, distribution, sales, etc. and these entities form jointly in the environment of food ecosystem a chain for food gathering, processing, packaging, delivery etc. This distributed network of enterprises is called food supply chain (FSC). Due to FSC’s distributed nature, it inherits not only the common problems also faced by other supply chain, but in addition has to deal with the problems arising from the perishability of food products. This perishability nature makes extremely important for FSC, the handling of issues such as maintaining the quality of food products, forecasting the product demand, managing the inventory according to the forecast to reduce out of stock or excessive inventory of products, improving the efficiency of replenishment, production and transportation, taking into account product future demand and tracing and tracking to react to disturbance. Finally, it is necessary to institute collaboration between the main entities of food ecosystem to deal with all of these issues. Furthermore, since the advent of specialized transport enterprises, a new actor has emerged called transporter or logistics provider in the FSC. These transporters have to collaborate with producers, retailers and even other transporters within FSC to take into account product future demands and trends to organise their transport network and resources to make possible the delivery of the food products with security, while maintaining the quality of the food products. Thus, collaboration became vital for FSC. Collaboration involves a good understanding of exchanged information in order to minimizing number of transport travels, cost and environmental pollution. Interoperability problem arises when each of the partners involved in FSC uses heterogeneous systems and uses different standards and terminologies for representing locations, product constraints, vehicles types etc. Furthermore, existing collaborative approaches like Quick Response, Efficient Consumer Response, Vendor Managed Inventory, Collaborative Planning Forecasting and Replenishment (CPFR), etc. take into account only two types of actors of FSC: buyer and seller (producer and retailer). Additionally, they don’t consider the production and transportation planning as collaborative tasks. Taking into account above limitations, we propose, in the first phase of this thesis, an extension of CPFR model, which take into account production and transportation aspects. This new model C-PRIPT (Collaborative -Planning Replenishment Inventory Production and Transportation) includes transporter actor and elaborates production and transportation planning as collaborative activities. In the second phase, we propose a distributed and interoperable transportation planning model I-POVES (Interoperable - Path Finder, Order, Vehicle, Environment and Supervisor) to realise collaborative transportation planning by collaborating producers, transporters and retailers, aiming at a better use of transport resources. Finally, we illustrate the functioning of I-POVES model by applying it on a case study of food supply chain
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Rowshannahad, Mehdi. "Qualification Management and Closed-Loop Production Planning in Semiconductor Manufacturing." Thesis, Saint-Etienne, EMSE, 2015. http://www.theses.fr/2015EMSE0784/document.
Full textAbstract:
La thèse est composée de deux parties. La première partie traite de la gestion des qualifications dans l'industrie des semi-conducteurs. La contrainte de qualification définit l'éligibilité d'une machine à processer un produit. La gestion des qualifications nécessite de résoudre un problème d'allocation et d'équilibrage des charges sur des machines parallèles non-identiques et partiellement reconfigurables. Nous avons défini et introduit des indicateurs pour la gestion des qualifications en tenant compte de la capacité des équipements ainsi que la contrainte de regroupements de lots (batching). Plusieurs algorithmes d'équilibrage de charge sont proposés et validés pour le calcul de la charge optimale sur un parc d'équipements. Ce concept est industrialisé au sein de l'entreprise Soitec et fait partie du processus de prise de décision.La deuxième partie de la thèse porte sur la planification de production en boucle fermée. Le processus de fabrication des plaques SOI à Soitec s'appuie sur la Technologie Smart-Cut. En utilisant cette technologie, une des deux matières premières peut être réutilisée à plusieurs reprises pour la fabrication des produits finis. Le couplage de deux lignes de production crée un système manufacturier en boucle fermée. Nous avons proposé un modèle de dimensionnement de lots original pour la planification de production de ce système manufacturier, que nous avons validé avec des données industrielles. En se basant sur le problème industriel, un problème mono-produit et sans contrainte de capacité est défini, analysé et résolu pour une version simplifiée du problèmeIn the first part, we take a binding restriction, called qualification, present in semiconductor manufacturing as a lever for increasing flexibility and optimizing capacity utilization. A qualification determines the processing authorization of a product on a machine (like an eligibility constraint). In order to define the best qualification, the production volume should be allocated to parallel non-identical machines which are partially reconfigurable. Capacitated flexibility measures are introduced to define the best qualification which increases machine capacity utilization at most. Batching is another industrial constraint encountered in semiconductor industry. It influences workload balancing and qualification management. Several workload balancing algorithms are proposed to find the optimal workload balance of a workcenter. Variability measures are also proposed to evaluate the workload variability of a workcenter. The second part deals with closed-loop production planning. Soitec uses Smart-Cut Technology to fabricate SOI wafers. Using this technology, one of the two raw materials used to fabricate SOI wafers can be reused several times to make other SOI wafers. However, before coming back to the SOI fabrication line, the used raw material (by-product) must be reworked in another production line. An original closed-loop production planning model adapted to the supply chain specificities of Soitec is proposed, and is validated using industrial data. Based on this industrial model, a single-item uncapacitated closed-loop lot-sizing model is defined, analyzed, and a dynamic programming algorithm is proposed for a simplified version of the problem
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Lallement, Raphael. "Symbolic and Geometric Planning for teams of Robots and Humans." Thesis, Toulouse, INSA, 2016. http://www.theses.fr/2016ISAT0010/document.
Full textAbstract:
La planification HTN (Hierarchical Task Network, ou Réseau Hiérarchique de Tâches) est une approche très souvent utilisée pour produire des séquences de tâches servant à contrôler des systèmes intelligents. Cette thèse présente le planificateur HATP (Hierarchical Agent-base Task Planner, ou Planificateur Hiérarchique centré Agent) qui étend la planification HTN classique en enrichissant la représentation des domaines et leur sémantique afin d'être plus adaptées à la robotique, tout en offrant aussi une prise en compte des humains. Quand on souhaite générer un plan pour des robots tout en prenant en compte les humains, il apparaît que les problèmes sont complexes et fortement interdépendants. Afin de faire face à cette complexité, nous avons intégré à HATP un planificateur géométrique apte à déduire l'effet réel des actions sur l'environnement et ainsi permettre de considérer la visibilité et l'accessibilité des éléments. Cette thèse se concentre sur l'intégration de ces deux planificateurs de nature différente et étudie comment par leur combinaison ils permettent de résoudre de nouvelles classes de problèmes de planification pour la robotiqueHierarchical Task Network (HTN) planning is a popular approach to build task plans to control intelligent systems. This thesis presents the HATP (Hierarchical Agent-based Task Planner) planning framework which extends the traditional HTN planning domain representation and semantics by making them more suitable for roboticists, and by offering human-awareness capabilities. When computing human-aware robot plans, it appears that the problems are very complex and highly intricate. To deal with this complexity we have integrated a geometric planner to reason about the actual impact of actions on the environment and allow to take into account the affordances (reachability, visibility). This thesis presents in detail this integration between two heterogeneous planning layers and explores how they can be combined to solve new classes of robotic planning problems
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Gharbi, Mamoun. "Geometric reasoning planning in the context of Human-Robot Interaction." Thesis, Toulouse, INSA, 2015. http://www.theses.fr/2015ISAT0047/document.
Full textAbstract:
Au cours des dernières années, la communauté robotique s'est largement intéressée au domaine de l'interaction homme-robot (HRI). Un des aspects de ce domaine est de faire agir les robots en présence de l'homme, tout en respectant sa sécurité ainsi que son confort. Pour atteindre cet objectif, un robot doit planifier ses actions tout en prenant explicitement en compte les humains afin d'adapter le plan à leurs positions, leurs capacités et leurs préférences. La première partie de cette thèse concerne les transferts d'objets entre humains et robots : où, quand et comment les effectuer? Dépendant des préférences de l'Homme, il est parfois préférable, ou pas, partager l'effort du transfert d'objet entre lui et le robot, mais encore, à certains moments, un seul transfert d'objet n'est pas suffisant pour atteindre l'objectif (amener l'objet à un agent cible), le robot doit alors planifier une séquence de transfert d'objet entre plusieurs agents afin d'arriver à ses fins. Quel que soit le cas, pendant le transfert d'objet, un certain nombre de signaux doivent être échangés par les deux protagonistes afin de réussir l'action. Un des signaux les plus utilisés est le regard. Lorsque le donneur tend le bras afin de transférer l'objet, il doit regarder successivement le receveur puis l'objet afin de faciliter le transfert. Le transfert d'objet peut être considéré comme une action de base dans un plan plus vaste, nous amenant à la seconde partie de cette thèse qui présente une formalization de ce type d'actions de base" et d'actions plus complexes utilisant des conditions, des espaces de recherche et des contraintes. Cette partie rend aussi compte du framework et des différents algorithmes utilisés pour résoudre et calculer ces actions en fonction de leur description. La dernière partie de la thèse montre comment ce framework peut s'adapter à un planificateur de plus haut niveau (un planificateur de tâches par exemple) et une méthode pour combiner la planification symbolique et géométrique. Le planificateur de tâches utilise des appels à des fonctions externes lui permettant de vérifier la faisabilité de la tâche courante, et en cas de succès, de récupérer l'état du monde fourni par le raisonneur géométrique et de l'utilisé afin de poursuivre la planification. Cette partie montre également différentes extensions de cette algorithme, tels que les \validation géométriques" où nous testons l'infaisabilité de plusieurs actions à la fois ou \les contraintes" où l'ajout de contraintes au niveau symbolique peut dirigée la recherche géométrique ou encore \recherche dirigé par coût" où le planificateur symbolique utilise les informations fournies par la partie géométrique afin d'éviter le calcul de plans moins intéressantsIn the last few years, the Human robot interaction (HRI) field has been in the spotlight of the robotics community. One aspect of this field is making robots act in the presence of humans, while keeping them safe and comfortable. In order to achieve this, a robot needs to plan its actions while explicitly taking into account the humans and adapt its plans to their whereabouts, capacities and preferences. The first part of this thesis is about human-robot handover: where, when and how to perform them? Depending on the human preferences, it may be better, or not, to share the handover effort between him and the robot, while in other cases, a unique handover might not be enough to achieve the goal (bringing the object to a target agent) and a sequence of handovers might be needed. In any case, during the handover, a number of cues should be used by both protagonists involved in one handover. One of the most used cue is the gaze. When the giver reaches out with his arm, he should look at the object, and when the motion is finished, he should look at the receiver's face to facilitate the transfer. The handover can be considered as a basic action in a bigger plan. The second part of this thesis reports about a formalization of these kind of basic actions" and more complex ones by the use of conditions, search spaces and restraints. It also reports about a framework and different algorithms used to solve and compute these actions based on their description. The last part of the thesis shows how the previously cited framework can fit in with a higher level planner (such as a task planner) and a method to combine a symbolic and geometric planner. The task planner uses external calls to the geometric planner to assess the feasibility of the current task, and in case of success, retrieve the state of the world provided by the geometric reasoner and use it to continue the planning. This part also shows different extensions enabling a faster search. Some of these extensions are \Geometric checks" where we test the infeasibility of multiple actions at once, \constraints" where adding constraints at the symbolic level can drive the geometric search, and \cost driven search" where the symbolic planner uses information form the geometric one to prune out over costly plans
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Lee, Chin Siong. "NPS AUV workbench : collabroative environment for autonomous underwayer vehicles (AUV) mission planning and 3D visualization /." Monterey, Calif. : Springfield, Va. : Naval Postgraduate School ; Available from National Technical Information Service, 2004. http://library.nps.navy.mil/uhtbin/hyperion/04Mar%5FLee.pdf.
Full textAbstract:
Thesis (M.S. in Computer Science)--Naval Postgraduate School, March 2004.Thesis advisor(s): Donald P. Brutzman, Curtis L. Blais. Includes bibliographical references (p. 191-195). Also available online.
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Ogalama, Yabo Gabriel. "La pratique de l'urbanisme en Afrique Subsaharienne : bilan et perspective stratégique. L'exemple de la ville de Bangui (Centrafrique)." Thesis, Tours, 2013. http://www.theses.fr/2013TOUR1804/document.
Full textAbstract:
Les villes africaines croissent en population d’au moins 5% l’an et dépassent fréquemment 7% l’an. Or, lorsqu’une ville croît au taux de 7% annuellement, elle double sa population tous les dix ans. Cela signifie qu’il faudrait doubler la capacité des infrastructures et des équipements. Les pays en développement n’ont pas la capacité financière pour y faire face. D’où, entre autres problèmes, ceux de la dégradation des équipements, de l’environnement et des quartiers précaires. Comment planifier de telles agglomérations ? L’analyse des villes d’Abidjan, Lomé, Ouagadougou à travers leurs documents de planification, nous renseigne sur les pratiques utilisées. La ville de Bangui sert de cas d’étude approfondi à notre démarche. Planifier, c’est articuler les enjeux stratégiques à l’agir local Il faut donc relier les documents d’urbanisme et les documents complémentaires (schéma de drainage, commercial, de transport…)Cities in Africa often grow in population develop at the rate of 5% yearly and sometimes go beyond 7%. When a city grows at the rate of 7% per year, its population doubles every ten years. This means that the capacities of infrastructures and equipments should be doubled. But developing countries do not have the financial capacities to stand it. As a result, there are many problems among which the degradation of equipments, the environment and precarious areas. How to plan such cities? After a study of large cities such as Abidjan, Lomé, Ouagadougou and their planning documents methods used, Bangui is chosen as the main site of the research. To plan is to articulate strategic stakes to local practices. This involves to link planning documents to other sectoral documents (for sewage, retail trade, transports…)
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Servais, Etienne. "Trajectory planning and control of collaborative systems : Application to trirotor UAVS." Thesis, Paris 11, 2015. http://www.theses.fr/2015PA112188/document.
Full textAbstract:
L'objet de cette thèse est de proposer un cadre complet, du haut niveau au bas niveau, de génération de trajectoires pour un groupe de systèmes dynamiques indépendants. Ce cadre, basé sur la résolution de l'équation de Burgers pour la génération de trajectoires, est appliqué à un modèle original de drone trirotor et utilise la platitude des deux systèmes différentiels considérés. La première partie du manuscrit est consacrée à la génération de trajectoires. Celle-ci est effectuée en créant formellement, par le biais de la platitude du système considéré, des solutions à l'équation de la chaleur. Ces solutions sont transformées en solution de l'équation de Burgers par la transformation de Hopf-Cole pour correspondre aux formations voulues. Elles sont optimisées pour répondre à des contraintes spécifiques. Plusieurs exemples de trajectoires sont donnés.La deuxième partie est consacrée au suivi autonome de trajectoire par un drone trirotor. Ce drone est totalement actionné et un contrôleur en boucle fermée non-linéaire est proposé. Celui-ci est testé en suivant, en roulant, des trajectoires au sol et en vol. Un modèle est présenté et une démarche pour le contrôle est proposée pour transporter une charge pendulaireThis thesis is dedicated to the creation of a complete framework, from high-level to low-level, of trajectory generation for a group of independent dynamical systems. This framework, based for the trajectory generation, on the resolution of Burgers equation, is applied to a novel model of trirotor UAV and uses the flatness of the two levels of dynamical systems.The first part of this thesis is dedicated to the generation of trajectories. Formal solutions to the heat equation are created using the differential flatness of this equation. These solutions are transformed into solutions to Burgers' equation through Hopf-Cole transformation to match the desired formations. They are optimized to match specific requirements. Several examples of trajectories are given.The second part is dedicated to the autonomous trajectory tracking by a trirotor UAV. This UAV is totally actuated and a nonlinear closed-loop controller is suggested. This controller is tested on the ground and in flight by tracking, rolling or flying, a trajectory. A model is presented and a control approach is suggested to transport a pendulum load
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Laruelo, Fernandez Andrea. "Integration of magnetic resonance spectroscopic imaging into the radiotherapy treatment planning." Thesis, Toulouse 3, 2016. http://www.theses.fr/2016TOU30126/document.
Full textAbstract:
L'objectif de cette thèse est de proposer de nouveaux algorithmes pour surmonter les limitations actuelles et de relever les défis ouverts dans le traitement de l'imagerie spectroscopique par résonance magnétique (ISRM). L'ISRM est une modalité non invasive capable de fournir la distribution spatiale des composés biochimiques (métabolites) utilisés comme biomarqueurs de la maladie. Les informations fournies par l'ISRM peuvent être utilisées pour le diagnostic, le traitement et le suivi de plusieurs maladies telles que le cancer ou des troubles neurologiques. Cette modalité se montre utile en routine clinique notamment lorsqu'il est possible d'en extraire des informations précises et fiables. Malgré les nombreuses publications sur le sujet, l'interprétation des données d'ISRM est toujours un problème difficile en raison de différents facteurs tels que le faible rapport signal sur bruit des signaux, le chevauchement des raies spectrales ou la présence de signaux de nuisance. Cette thèse aborde le problème de l'interprétation des données d'ISRM et la caractérisation de la rechute des patients souffrant de tumeurs cérébrales. Ces objectifs sont abordés à travers une approche méthodologique intégrant des connaissances a priori sur les données d'ISRM avec une régularisation spatio-spectrale. Concernant le cadre applicatif, cette thèse contribue à l'intégration de l'ISRM dans le workflow de traitement en radiothérapie dans le cadre du projet européen SUMMER (Software for the Use of Multi-Modality images in External Radiotherapy) financé par la Commission européenne (FP7-PEOPLE-ITN)The aim of this thesis is to propose new algorithms to overcome the current limitations and to address the open challenges in the processing of magnetic resonance spectroscopic imaging (MRSI) data. MRSI is a non-invasive modality able to provide the spatial distribution of relevant biochemical compounds (metabolites) commonly used as biomarkers of disease. Information provided by MRSI can be used as a valuable insight for the diagnosis, treatment and follow-up of several diseases such as cancer or neurological disorders. Obtaining accurate and reliable information from in vivo MRSI signals is a crucial requirement for the clinical utility of this technique. Despite the numerous publications on the topic, the interpretation of MRSI data is still a challenging problem due to different factors such as the low signal-to-noise ratio (SNR) of the signals, the overlap of spectral lines or the presence of nuisance components. This thesis addresses the problem of interpreting MRSI data and characterizing recurrence in tumor brain patients. These objectives are addressed through a methodological approach based on novel processing methods that incorporate prior knowledge on the MRSI data using a spatio-spectral regularization. As an application, the thesis addresses the integration of MRSI into the radiotherapy treatment workflow within the context of the European project SUMMER (Software for the Use of Multi-Modality images in External Radiotherapy) founded by the European Commission (FP7-PEOPLE-ITN framework)
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VIRZì, Alessio. "3D segmentation of pelvic structures in pediatric MRI for surgical planning applications." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019SACLT002/document.
Full textAbstract:
La planification chirurgicale repose sur l’anatomie du patient, et repose souvent sur l’analyse d’images médicales acquises avant la chirurgie. En particulier, c’est le cas pour les interventions de chirurgie pelvienne en pédiatrie, pour de nombreuses pathologies telles que des tumeurs et des malformations. Dans cette zone anatomique, en raison de sa forte vascularisation et innervation, une bonne planification chirurgicale est extrêmement importante pour éviter des lésions fonctionnelles des organes du patient, qui pourraient nuire a sa qualité de vie. En pratique clinique, la procédure standard repose sur l’analyse visuelle, coupe par coupe, des images de la région pelvienne. Cette tâche, même si elle est facilement accomplie par des radiologues experts, est très complexe et fastidieuse pour les chirurgiens, en raison de la complexité et de la variabilité des structures anatomiques et, par conséquent, de leurs images. De plus, en raison des variations anatomiques selon l’age du patient, toutes ces difficultés sont accentuées en pédiatrie et une compréhension anatomique claire est encore plus importante que pour les adultes. Pour ces raisons, il est important et utile d’être capable de fournir aux chirurgiens des modèles anatomiques 3D spécifiques aux patients, obtenus par traitement et analyse des images IRM.Dans cette thèse, nous proposons un ensemble de méthodes de segmentation d’images IRM de patients pédiatriques. Nous nous concentrons sur trois structures pelviennes importantes : les os du bassin, les vaisseaux sanguins et la vessie. Pour les os, nous proposons une méthode semi-automatique comportant une première étape de recalage de modèles osseux puis une étape de segmentation fine par modèles déformables. La principale contribution de la méthode proposée est l’introduction d’un ensemble de modèles osseux pour différentes tranches d’age, ce qui permet de prendre en compte la variabilité des os pendant la croissance. Pour les vaisseaux, nous proposons une méthode par patchs, apprentissage profond et transfert d’apprentissage, donc ne nécessitant que peu de donnes d’apprentissage. La principale contribution de ce travail est la conception d’une procédure semi-automatique pour l’extraction des patchs, qui permet a l’utilisateur de se focaliser uniquement sur les vaisseaux d’intérêt; et pour la planification chirurgicale. Pour la segmentation de la vessie, nous proposons d’utiliser une approche par modèles déformables, particulièrement robuste aux hétérogénéités de l’image et aux effets de volume partiel, souvent présents dans les images IRM pédiatriques. Toutes les méthodes proposées sont intégrées dans une plateforme logicielle libre pour le traitement d’images médicales, donnant aux chirurgiens des outils performants avec des interfacesutilisateur faciles a utiliser. De plus, nous mettons en place une stratégie de traitement et de portabilité pour la visualisation des modèles 3D du patient, permettant aux chirurgiens de générer, visualiser et partager ces modèles au sein de l’hôpital. En conclusion, les résultats obtenus avec les méthodes proposées sont quantitativement et qualitativement évalués de manière très positive par des chirurgiens pédiatriques, démontrant leurs potentialités pour l’utilisation en pratique clinique dans des procédures de planification chirurgicaleSurgical planning relies on the patient’s anatomy, and it is often based on medical images acquired before the surgery. This is in particular the case for pelvic surgery on children, for various indications such as malformations or tumors. In this particular anatomical region, due to its high vascularization and innervation, a good surgical planning is extremely important to avoid potential functional damages to the patient’s organs that could strongly affect their quality of life. In clinical practice the standard procedure is still to visually analyze, slice by slice, the images of the pelvic region. This task, even if quite easily performed by the expert radiologists, is difficult and tedious for the surgeons due to the complexity and variability of the anatomical structures and hence their images. Moreover, due to specific anatomy depending on the age of the patient, all the difficulties of the surgical planning are emphasized in the case of children, and a clear anatomical understanding is even more important than for the adults. For these reasons, it is very important and challenging to provide the surgeons with patient-specific 3D reconstructions, obtained from the segmentation of MRI images. In this work we propose a set of segmentation tools for pelvic MRI images of pediatric patients. In particular, we focus on three important pelvic structures: the pelvic bones, the pelvic vessels and the urinary bladder. For pelvic bones, we propose a semi-automatic approach based on template registration and deformable models. The main contribution of the proposed method is the introduction of a set of bones templates for different age ranges, which allows us to take into account the bones variability during growth. For vessels segmentation, we propose a patch-based deep learning approach using transfer learning, thus requiring few training data. The main contribution of this work is the design of a semi-automatic strategy for patches extraction, which allows the user to focus only on the vessels of interest for surgical planning. For bladder segmentation, we propose to use a deformable model approach that is particularly robust to image inhomogeneities and partial volume effects, which are often present in pediatric MRI images. All the developed segmentation methods are integrated in an open-source platform for medical imaging, delivering powerful tools and user-friendly GUIs to the surgeons. Furthermore, we set up a processing and portability workflow for visualization of the 3D patient specific models, allowing surgeons to generate, visualize and share within the hospital the patient specific 3D models. Finally, the results obtained with the proposed methods are quantitatively and qualitatively evaluated by pediatric surgeons, which demonstrates their potentials for clinical use in surgical planning procedures
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Rousseau, Gauthier. "Optimal trajectory planning and predictive control for cinematographic flight plans with quadrotors." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019SACLC086/document.
Full textAbstract:
Cette thèse s'intéresse à la réalisation autonome de plans de vol cinématographiques par un quadrotor équipé d'une caméra. Ces plans de vol consistent en une série de points de passage à rejoindre successivement, en adoptant diverses méthodes de prise de vue et en respectant des références de vitesses ainsi que des couloirs de vols. Une étude approfondie de la dynamique du quadrotor est tout d'abord proposée et utilisée pour construire un modèle linéarisé du drone autour de l'équilibre de vol stationnaire. L'analyse de ce modèle linéaire permet de mettre en évidence l'impact de l'inertie des rotors du drone dans sa dynamique, notamment l'apparition d'un comportement à non minimum de phase en roulis ou tangage, lorsque les moteurs sont inclinés. Dans un second temps, deux algorithmes de génération de trajectoires lisses, faisables et adaptées à la cinématographie sont proposés. La faisabilité de la trajectoire est garantie par le respect de contraintes sur ses dérivées temporelle, adaptées pour la cinématographie et obtenue grâce à l'étude du modèle non linéaire du drone. Le premier repose sur une optimisation bi-niveaux d'une trajectoire polynomiale par morceaux, dans le but de trouver la plus rapide des trajectoires à minimum de jerk permettant d'accomplir la mission. Le second algorithme consiste en la génération de trajectoires B-spline non-uniformes à durée minimale. Pour les deux solutions, une étude de l’initialisation du problème d'optimisation est présentée, de même qu'une analyse de leurs avantages et limitations. Pour ce faire, elles sont notamment confrontées à des simulations et vols extérieurs. Enfin, une loi de commande prédictive est proposée pour asservir les mouvements de la caméra embarquée de manière douce et préciseThis thesis focuses on the autonomous performance of cinematographic flight plans by camera equipped quadrotors. These flight plans consist in a series of waypoints to join while adopting various camera behaviors, along with speed references and flight corridors. First, an in depth study of the nonlinear dynamics of the drone is proposed, which is then used to derive a linear model of the system around the hovering equilibrium. An analysis of this linear model allows us to emphasize the impact of the inertia of the propellers when the latter are tilted, such as the apparition of a nonminimum phase behavior of the pitch or roll dynamics. Then, two algorithms are proposed to generate smooth and feasible cinematographic trajectories. The feasibility of the trajectory is ensured by constraints on its time derivatives, suited for cinematography and obtained with the use of the nonlinear model of the drone. The first algorithm proposed in this work is based on a bi-level optimization of a piecewise polynomial trajectory, in order to find the fastest feasible minimum jerk trajectory to perform the flight plan. The second algorithm consists in the generation of feasible, minimum time, non-uniform B-spline trajectories. For both solutions, a study of the initilization of the optimization problem is proposed, as well as a discussion about their advantages and limitations. To this aim, they are notably confronted to simulations and outdoor flight experiments. Finally, a predictive control law is proposed to smoothly and accurately control the onboard camera
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Mangili, Michele. "Efficient in-network content distribution : wireless resource sharing, network planning, and security." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015SACLS182/document.
Full textAbstract:
Au cours de ces dernières années, la quantité de trafic que les utilisateurs Internet produisent sur une base quotidienne a augmenté de façon exponentielle, principalement en raison du succès des services de streaming vidéo, tels que Netflix et YouTube. Alors que les réseaux de diffusion de contenu (Content-Delivery Networks, CDN) sont la technique standard utilisée actuellement pour servir les demandes des utilisateurs, la communauté scientifique a formulé des propositions connues sous le nom de Content-Centric Networks (CCN) pour changer la pile de protocoles réseau afin de transformer Internet en une infrastructure de distribution de contenu. Dans ce contexte, cette thèse de doctorat étudie des techniques efficaces pour la distribution de contenu numérique en tenant compte de trois problèmes complémentaires : 1) Nous considérons le scénario d’un réseau hétérogène sans fil, et nous formulons un mécanisme pour motiver les propriétaires des points d’accès à partager leur capacité WiFi et stockage cache inutilisés, en échange d’une contribution économique.2) Nous étudions le problème centralisé de planification du réseau en présence de caches distribuées et (I) nous analysons la migration optimale du réseau à CCN; (II) nous comparons les bornes de performance d’un réseau CDN avec ceux d’un CCN, et (III) nous considérons un réseau CDN virtualisé et étudions le problème stochastique de planification d’une telle infrastructure.3) Nous considérons les implications de sécurité sur le contrôle d’accès et la traçabilité, et nous formulons ConfTrack-CCN, une extension deCCN utilisée pour garantir la confidentialité, traçabilité et l’évolution de la politique d’accès, en présence de caches distribuéesIn recent years, the amount of traffic requests that Internet users generate on a daily basis has increased exponentially, mostly due to the worldwide success of video streaming services, such as Netflix and YouTube. While Content-Delivery Networks (CDNs) are the de-facto standard used nowadays to serve the ever increasing users’ demands, the scientific community has formulated proposals known under the name of Content-Centric Networks (CCN) to change the network protocol stack in order to turn the network into a content distribution infrastructure. In this context this Ph.D. thesis studies efficient techniques to foster content distribution taking into account three complementary problems:1) We consider the scenario of a wireless heterogeneous network, and we formulate a novel mechanism to motivate wireless access point owners to lease their unexploited bandwidth and cache storage, in exchange for an economic incentive.2) We study the centralized network planning problem and (I) we analyze the migration to CCN; (II) we compare the performance bounds for a CDN with those of a CCN, and (III) we take into account a virtualized CDN and study the stochastic planning problem for one such architecture.3) We investigate the security properties on access control and trackability and formulate ConfTrack-CCN: a CCN extension to enforce confidentiality, trackability and access policy evolution in the presence of distributed caches
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Martens, Merijn. "Adaptive cities in Europe interrelationships between urban structure, mobility and regional planning strategies /." [S.l. : Amsterdam : s.n.] ; Universiteit van Amsterdam [Host], 2006. http://dare.uva.nl/document/23142.
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Linden, Dimitri van der. "Mental fatigue and goal-directed behavior: flexibility, planning and the regulation of actions." [S.l. : Amsterdam : Kurt Lewin Instituut] ; Universiteit van Amsterdam [Host], 2002. http://dare.uva.nl/document/64093.
Full text
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Wiersma, Jan. "Hyperthermia treatment planning for the AMC-4 system using the WF-CGFFT method /." [S.l. : Amsterdam : s.n.] ; Universiteit van Amsterdam [Host], 2005. http://dare.uva.nl/document/49937.
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Maddah, Mohammad Reza. "3D visualization and interactive image manipulation for surgical planning in robot-assisted surgery." Thesis, Ecole nationale supérieure Mines-Télécom Atlantique Bretagne Pays de la Loire, 2018. http://www.theses.fr/2018IMTA0079/document.
Full textAbstract:
La chirurgie robotisée a été développée pour pallier les difficultés de la chirurgie laparoscopique. Le robot da Vinci (Intuitive Surgical) est largement répandu dans les hôpitaux nord-américains et européens pour la chirurgie abdominale. Basé sur de la téléopération, il améliore la dextérité et la précision des opérations en chirurgie mini-invasive. Cependant, des recommandations incomplètes et des défauts ergonomiques du système, pour positionner les bras du robot à la surface l’abdomen du patient avant l’opération, créent un des principaux problèmes de la chirurgie robotisée : des organes inatteignables ou des collisions entre les instruments pendant l’opération. L’objectif de ces travaux de recherche est de proposer une nouvelle méthode de placement des bras du robot basée sur une assistance opératoire numérique utilisant l’analyse d’images médicales du patient et la modélisation 3D de la surface de son abdomen afin de calculer des positions des bras optimales en fonction des caractéristiques du robot, de la position des organes et du type de chirurgieRobot-assisted surgery, or “robotic”surgery, has been developed to address thedifficulties with the traditional laparoscopicsurgery. The da Vinci (Intuitive Surgical, CA andUSA) is one of the FDA-approved surgical robotic system which is widely used in the case of abdominal surgeries like hysterectomy and cholecystectomy. The technology includes a system of master and slave tele-manipulators that enhances manipulation precision. However, inadequate guidelines and lack of a human machine interface system for planning the ports on the abdomen surface are some of the main issues with robotic surgery. Unreachable target and mid-surgery collisions between robotic arms are the major problems that surgeons complain about in robotic surgery. The objective of this research is to design a new decision-support tool for planning port placement in robotic surgery. The decision support system will be able to determine the optimal location of the entrance ports on the abdomen surface that is specific to the patient
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Gao, Jiuchun. "Optimal motion planning in redundant robotic systems for automated composite lay-up process." Thesis, Ecole centrale de Nantes, 2018. http://www.theses.fr/2018ECDN0015/document.
Full textAbstract:
La thèse traite de la planification des mouvements optimaux dans les systèmes robotiques redondants pour l'automatisation des processus d’enroulement filamentaire. L'objectif principal est d'améliorer la productivité des cellules de travail en développant une nouvelle méthodologie d'optimisation des mouvements coordonnés du robot manipulateur, du positionneur de pièce et de l'unité d'extension de l'espace de travail. Contrairement aux travaux précédents, la méthodologie proposée offre une grande efficacité de calcul et tient compte à la fois des contraintes technologiques et des contraintes du système robotique, qui décrivent les capacités des actionneurs et s'expriment par les vitesses et accélérations maximales admissibles dans les articulations actionnées. La technique développée est basée sur la conversion du problème continu original en un problème combinatoire, où toutes les configurations possibles des composants mécaniques sont représentées sous la forme d'un graphe multicouche dirigé et le mouvement temporel optimal est généré en utilisant le principe de programmation dynamique. Ce mouvement optimal correspond au plus court chemin sur le graphique satisfaisant les contraintes de lissage. Les avantages de la méthodologie développée sont confirmés par une application industrielle d’enroulement filamentaire pour la fabrication de pièces thermoplastiques au CETIMThe thesis deals with the optimal motion planning in redundant robotic systems for automation of the composite lay-up processes. The primary goalis to improve the lay-up workcell productivity by developing a novel methodology of optimizing coordinated motions of the robotic manipulator,workpiece positioner and workspace extension unit,which ensure the shortest processing time and smooth movements of all mechanical components. In contrast to the previous works, the proposed methodology provides high computational efficiencyand also takes into account both the technological constraints and the robotic system constraints, which describe capacities of the actuators and are expressed by the maximum allowable velocities and accelerations in the actuated joints. The developed technique is based on conversion of the original continuous problem into a combinatorial one, where all possible configurations of the mechanical components are represented as a directed multi layergraph and the desired time-optimal motion is generated using dynamic programming principle for searching the shortest path on the graph satisfying the smoothness constraints. It is also proposed an enhancement of this technique by dividing the optimization procedure in two stages combining global and local searches. At the first stage, the developed algorithm is applied in the global search space generated with large discretization step. Then,the same technique is applied in the local search space, which is created with smaller step in the neighborhood of the obtained trajectory. The advantages of the developed methodology are confirmed by industrial implementation on the factory floor that deals with manufacturing of the high pressure vessel
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Sandoval, Niño Zulma. "Planning and guidance of ultrasound guided High Intensity Focused Ultrasound cardiac arrhythmia therapy." Thesis, Rennes 1, 2015. http://www.theses.fr/2015REN1S044/document.
Full textAbstract:
L'objectif des travaux présentés dans ce document est de développer de nouvelles méthodes de traitement d'images pour améliorer la planification et le guidage d'une thérapie par voie transœsophagienne de la fibrillation auriculaire à l'aide d'Ultrason Focalisé Haute Intensité. Le document est divisé en deux parties : la planification du traitement et le guidage de la thérapie. Pour la planification de la thérapie, l'idée est d'exploiter l'information acquise au stade préopératoire par un scanner X ou IRM afin de retrouver l'anatomie spécifique du patient et à y définir le futur geste thérapeutique. Plus particulièrement, nos différentes contributions ont porté sur une approche multi-atlas de segmentation de l'oreillette gauche et des veines pulmonaires ; le tracé des lignes de lésions sur le volume initial ou segmenté ; et la reconstruction d'un volume adapté à la future navigation transœsophagienne. Pour le guidage de la thérapie, nous proposons une nouvelle approche de recalage qui permet d'aligner les images échographiques peropératoires 2D et l'information 3D CT préopératoire. Dans cette approche, dans un premier temps nous avons sélectionné la mesure de similarité la plus adaptée à notre problématique à l'aide d'une évaluation systématique puis nous avons tiré profit des contraintes imposées à la sonde transœsophagienne par l'anatomie du patient pour simplifier la procédure de recalage. Toutes ces méthodes ont été évaluées sur des fantômes numériques ou physiques et sur des données cliniquesThe work presented in this document aims at developing new image-processing methods to improve the planning and guidance of transesophageal HIFU atrial fibrillation therapy. This document is divided into two parts, namely therapy planning and therapy guidance. We first propose novel therapy planning methods that exploit high-resolution pre-operative CT or MRI information to extract patient-specific anatomical details and to define future therapeutic procedures. Our specific methodological contributions concern the following: an automatically-refined atlas-based segmentation approach to extract the left atrium and pulmonary veins; the delineation of the lesion lines on the original or segmented volume; and the reconstruction of a volume adapted to future intraoperative transesophageal navigation. Secondly, our proposal of a novel registration approach for use in therapy guidance aligns intraoperative 2D ultrasound with preoperative 3D CT information. This approach first carries out a systematic statistical evaluation to select the best similarity measure for our application and then takes advantage of the geometrical constraints of the transesophageal HIFU probe to simplify the registration process. Our proposed methods have been evaluated on digital and/or physical phantoms and on real clinical data
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Ding, Ni. "Load models for operation and planning of electricity distribution networks with smart metering data." Thesis, Grenoble, 2012. http://www.theses.fr/2012GRENT092/document.
Full textAbstract:
En 2010, ERDF (Electricité Réseau Distribution France) a entamé la mise en place du projet « Linky » dont l'objectif est d'installer 35 millions de compteurs intelligents en France. Ces compteurs permettront de collecter les données de consommation en « temps réel », avec lesquelles des modèles de charge plus précis pourront être envisagés. Dans ce contexte, cette thèse définit deux objectifs: la définition de modèles prédictifs de charge pour la conduite et la conception de modèles d'estimation de charge pour la planification. En ce qui concerne la conduite, nous avons développés deux modèles. Le premier exploite le formalisme mathématique des séries chronologiques ; le second est basé sur un réseau de neurones. Les deux modèles cherchent à prévoir la charge des jours « J+1 » et « J+2 » à partir des informations collectées jusqu'au jour « J ». Le modèle « série chronologique » repose sur les propriétés temporelles des courbes de charge. Ainsi on découpe la courbe de charge en trois parties : la tendance, la périodicité et le résidu. Les premiers deux sont déterministes et indépendamment développés en deux modèles : le modèle de tendance et le modèle de cyclicité. La somme de la prévision de ces deux modèles est la prévision finale. Le résidu quant à lui capture les phénomènes aléatoires que présente la courbe de charge. Le modèle de prédiction ainsi développé s'aide de nombreux outils statistiques (e.g., test de stationnarité, test ANOVA, analyse spectrale, entres autres) pour garantir son bon fonctionnement. Enfin, modèle « série chronologique » prend en compte plusieurs facteurs qui expliquent la variation dans la courbe de consommation tels que la température, les cyclicités, le temps, et le type du jour, etc. En ce qui concerne le modèle à base de réseaux de neurones, nous nous focalisons sur les stratégies de sélection de la structure pour un modèle optimal. Les choix des entrées et du nombre de neurones cachés sont effectués à travers les méthodes dites de «régression orthogonale » et de « leave-one-out-virtuel ». Les résultats montrent que la procédure proposée permet de choisir une structure de réseau de neurones qui garantisse une bonne précision de prédiction. En ce qui concerne la planification, un modèle non paramétrique est proposé et comparé avec le modèle actuel « BAGHEERA » d'EDF. Avec l'ouverture du marché d'électricité, la relation entre les fournisseurs, les clients et les distributeurs devient flexible. Les informations qualitatives d'un client particulier telles que sa puissance souscrite, son code d'activité, ses tarifs etc. sont de moins en moins disponibles. L'évolution du modèle BAGHEERA qui dépend ces informations pour classer les clients dans différentes catégories est devenue indispensable. Le modèle non paramétrique est un modèle individuel centré sur le relevé des compteurs. Trois variables de régression non paramétriques : Nadaraya Watson, Local Linear et Local Linear adapted ont été analysées et comparées. Les scénarios de validation montrent que le modèle non paramétrique est plus précis que le modèle « BAGHEERA ». Ces nouveaux modèles ont été conçus et validés sur de vraies données collectées sur le territoire françaisFrom 2010, ERDF (French DSO) started the “Linky” project. The project aims at installing 35 millions smart meters in France. These smart meters will collect individual client's consumption data in real time and transfer these data to the data center automatically in a certain frequency. These detailed consumption information provided by the smart metering system enables the designs of more accurate load models. On this purpose, two distinctive objectives are defined in this dissertation: the forecasting load models for the operation need and the estimation load models for the planning need. For the operation need, two models are developed, respectively relying on the “time series” and the “neural network” principals. They are both for the objective of predicting the loads in “D+1” and “D+2” days based on the historical information till “D” day. The “time series” model divides the load curve into three components: the trend, the cyclic, and the residual. The first two parts are deterministic, from which two models named the trend model and the cyclic model are made. The sum of the prevision of these two models is the final prediction result. For a better precision, numerous statistical tools are also integrated such that the stationary test, the smoothed periodogram, the ANOVA test and the gliding window estimation, etc. The time series model can extract information from the influence factors such as the time, the temperature, the periodicities and the day type, etc. Being the most popular non linear model and the universal approximator, the neural network load forecasting model is also studied in this dissertation. We focus on the strategy of the structure selection. The work is in collaboration with Prof. Dreyfus (SIGMA lab), a well known expert in the machine learning field. Input selection and model selection are performed by the “orthogonal forward regression” and the “virtual-leave-one-out” algorithms. Results show that the proposed procedure is efficient and guarantees the chosen model a good accuracy on the load forecasting. For the planning, a nonparametric model is designed and compared with the actual model “BAGHEERA” of the French electricity company EDF. With the opening of the electricity market, the relationship among the regulators, suppliers and clients is changing. The qualitative information about a particular client such as his subscribed power, his activity code and his electricity tariffs becomes less and less available. The evolution from the BAGHEERA model to a data-driven model is unavoidable, since the BAGHEERA model depends on these information to attribute every client in the French territory into a pre-defined category. The proposed nonparametric model is individualized and can deal with both temperature sensitive (possessing an electrical heater) and temperature insensitive clients. Three nonparametric regressors are proposed: the Nadaraya Watson, the local linear, and the local linear adapted. The validation studies show that the nonparametric model has a better estimation precision than the BAGHEERA model. These novel models are designed and validated by the real measurements collected in the French distribution network
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Bensekrane, Ismail. "Towards an energy planning strategy for autonomous driving of an over-actuated road vehicle." Thesis, Lille 1, 2019. http://www.theses.fr/2019LIL1I037/document.
Full textAbstract:
Dans cette thèse, une planification énergétique pour les véhicules routiers sans conducteur (URV) suractionnés avec une configuration de direction redondante est proposée. En effet, des indicateurs sur la géométrie de la route, la redondance des actionnements, le profil de vitesse optimal et le mode de conduite sont identifiés pour chaque segment de la trajectoire de l'URV. Ainsi, un modèle d'estimation de la consommation d'énergie d'un véhicule à conduite autonome suractivé est développé. Deux méthodes de modélisation de la consommation d'énergie sont considérées. La première méthode est basée sur un modèle analytique de consommation d’énergie prenant en compte le degré de steerabilité, le degré de mobilité et le degré de redondance de l’actionnement. La deuxième méthode utilisée pour la modélisation de la consommation d’énergie repose sur la méthode qualitative d’apprentissage des données, à savoir: le système d’inférence neuro-floue adaptatif (ANFIS). Cette dernière a été prise en compte en cas de présence de paramètres dynamiques inconnus de l'URV et d'incertitudes sur son interaction avec l'environnement. La validation de l'estimation de la consommation d'énergie a été appliquée à un véhicule autonome réel appelé RobuCar. La stratégie de planification énergétique a été élaborée selon deux approches: discrète et continue. L’approche discrète repose sur la construction d’un digraphe d’énergie avec toutes les configurations possibles tenant compte des contraintes cinématiques et dynamiques basées sur une configuration de grille 3D, selon: la vitesse, la longueur de l’arc, le mode de conduite. Dans ce graphe orienté pondéré, les arêtes décrivent l’énergie consommée par l’UAV le long d’un segment de la trajectoire. Un algorithme d'optimisation est appliqué sur le digraphe pour obtenir une solution globale optimale combinant le mode de conduite, la consommation électrique et le profil de vitesse de l'URV. L'approche continue repose sur une stratégie d'optimisation multicritères utilisant des algorithmes génétiques (NSGA-II). Ensuite, un chemin réel est considéré et modélisé en utilisant deux combinaisons géométriques lisses: la première est {lignes, clothoïdes et arcs}, et la seconde est {lignes et courbes de Hodograph de Pythagore}. La stratégie de planification énergétique est ensuite appliquée aux chemins générés. En outre, un graphique dirigé est construit pour synthétiser le profil de vitesse optimal qui minimise la consommation d'énergie globale tout en prenant en compte tous les modes de conduite. Les résultats sont comparés à ceux donnés par la méthode de programmation dynamique pour une optimisation globale hors ligneIn this thesis, an energy planning for over-actuated unmanned road vehicles (URVs) with redundant steering configuration is proposed. In fact, indicators on the road geometry, the redundancy of actuation, the optimal velocity profile and the driving mode are identified for each segment of the URV's trajectory. Thus, a power consumption estimation model of an over-actuated autonomous driving vehicle is developed. Two methods for power consumption modeling are considered. The first method is based on an analytic model of power consumption, taking into account the degree of steerability, degree of mobility and degree of actuation redundancy. The second method used for power consumption modeling based on data-learning qualitative method namely: Adaptive Neuro Fuzzy Inference System (ANFIS). The latter has been considered in case of the presence of unknown dynamic parameters of the URV and uncertainties about its interaction with the environment. Validation of the estimation of the power consumption has been applied of real autonomous vehicle called RobuCar. Energy planning strategy has been built using two approaches, discrete and continuous. The discrete approach depends on a construction of an energy digraph with all feasible configurations taking into account kinematic and dynamic constraints based on a 3D grid map setup, according to: velocity, arc-length, driving mode. In this weighted directed graph, the edges describe the consumed energy by the UAV along a segment of a trajectory. An optimization algorithm is applied on the digraph to get a global optimal solution combining driving mode, power consumption and velocity profile of the URV. The continuous approach is based on a multi-criteria optimization strategy using genetic algorithms (NSGA-II). Then a real road path is considered and modeled by using two smooth geometrical combinations: the first one is {lines, clothoids and arcs}, and the second one is {lines and Pythagorean Hodograph (PH) curves}. The energy planning strategy is then applied to the generated paths. Also, a directed graph is built to synthesis the optimal velocity profile that minimizes the overall energy consumption while accounting for all driving modes. Results are compared with those given by the dynamic programming method for global offline optimization
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Mohammadi, Mehrdad. "A multi-objective optimization framework for an inspection planning problem under uncertainty and breakdown." Thesis, Paris, ENSAM, 2015. http://www.theses.fr/2015ENAM0055/document.
Full textAbstract:
Dans les systèmes manufacturiers de plus en plus complexes, les variations du processus de fabrication et de ses paramètres opératoires ainsi que leurs effets sur l’ensemble du système doivent être maîtrisés, mesurés et contrôlés. Cette thèse propose un cadre d’optimisation pour l’élaboration d’un plan d’inspection optimal qui permet une prise de décision opérationnelle afin d’assurer la satisfaction des objectifs stratégiques (réduction des coûts, amélioration de la qualité, augmentation de la productivité, …). La prise de décision se divise en trois questions : Quoi contrôler ? Comment contrôler ? Quand contrôler ? Le manque d'informations fiables sur les processus de production et plusieurs facteurs environnementaux est devenu un problème important qui impose la prise en compte de certaines incertitudes lors de la planification des inspections. Cette thèse propose plusieurs formulations du problème d’optimisation de la planification du processus d'inspection, dans lesquelles, les paramètres sont incertains et les machines de production sont sujettes aux défaillances. Ce problème est formulé par des modèles de programmation mathématique avec les objectifs : minimiser le coût total de fabrication, maximiser la satisfaction du client, et minimiser le temps de la production totale. En outre, les méthodes Taguchi et Monte Carlo sont appliquées pour faire face aux incertitudes. En raison de la complexité des modèles proposés, les algorithmes de méta-heuristiques sont utilisés pour trouver les solutions optimalesQuality inspection in multistage production systems (MPSs) has become an issue and this is because the MPS presents various possibilities for inspection. The problem of finding the best inspection plan is an “inspection planning problem”. The main simultaneous decisions in an inspection planning problem in a MPS are: 1) which quality characteristics need to be inspected, 2) what type of inspection should be performed for the selected quality characteristics, 3) where these inspections should be performed, and 4) how the inspections should be performed. In addition, lack of information about production processes and several environmental factors has become an important issue that imposes a degree of uncertainty to the inspection planning problem. This research provides an optimization framework to plan an inspection process in a MPS, wherein, input parameters are uncertain and inspection tools and production machines are subject to breakdown. This problem is formulated through several mixed-integer mathematical programming models with the objectives of minimizing total manufacturing cost, maximizing customer satisfaction, and minimizing total production time. Furthermore, Taguchi and Monte Carlo methods are applied to cope with the uncertainties. Due to the complexity of the proposed models, meta-heuristic algorithms are employed to find optimal or near-optimal solutions. Finally, this research implements the findings and methods of the inspection planning problem in another application as hub location problem. General and detail concluding remarks are provided for both inspection and hub location problems
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Ramoul, Abdeldjalil. "Système de planification en mixed-initiative pour l'assistance à la gestion des systèmes informatisés complexes." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018GREAM070/document.
Full textAbstract:
Le concept de systèmes informatisés complexes rassemble tous les systèmes constitués d’un grand nombre de composantes inter-connectées et gérées par ordinateur. La configuration et la gestion de ces systèmes passe par une multitude de tâches critiques à leur bon fonctionnement et leur évolution. La problématique de la mise en place et la maîtrise des procédures de gestion et de configuration de tels systèmes devient un point critique au vu de la complexité croissante et du besoin d’évolution de ces derniers. L’objectif de cette thèse est de répondre à cette problématique, à travers le développement d’un outil de planification en mixed-initiative pour la co-génération automatique d’actions de gestion et de configuration, indépendamment du domaine d’application. Dans cette perspective, nous développons « Grounded Totally Ordered Hierarchical Planner » (GTOHP), un planificateur automatique hiérarchique, en « Hierarchical Task Network » (HTN), qui présente des performances élevées nécessaires à une interaction en mixed-initiative. Pour cela nous proposons un algorithme d’instanciation et de simplification des problèmes de planification HTN qui réduit de manière très significative leur complexité et améliore de ce fait les performances des algorithmes de planification. Nous proposons aussi une extension au langage de définition des domaines de planification automatique PDDL afin de modéliser les connaissances des experts du domaine d’application sous forme de méthodes de décomposition des tâches qui serviront à guider l’algorithme de planification HTN. Ensuite, nous intégrons au planificateur GTOHP des mécanismes de récolte de statistiques et d’in- formations sur les résultats des tests réalisés lors de la recherche de plans et nous l’intégrons dans le système « Mixed-Initiative Planner » (MIP) qui fournit plusieurs fonctionnalités d’interaction en mixed-initiative. Nous démontrons les performances élevées du planificateur GTOHP et les apports de l’algorithme d’instanciation et de simplification en le comparant à un planificateur HTN de l’état de l’art à travers une série d’expérimentations sur des domaines de planification issues de la compé- tition internationale de planification automatique. Enfin, nous proposons des critères d’évaluation pour les systèmes en mixed-initiative qui servent de base à la discussion du système MIPThe concept of complex IT systems includes all systems consisting of a large number of inter-connected and computer-managed components. The configuration and management of these systems involves a multitude of tasks that are critical to their proper functioning and their evolution. The problem of defining procedures for managing and configuring such systems becomes very critical in view of their increasing complexity and their rapid evolution. The aim of this thesis is to develop a mixed-initiative planning tool for the automatic co-generation of a set of management and configuration actions, regardless of the application domain. In this perspective, we develop GTOHP, a hierarchical automatic planner, with HTN, that present the high performance needed for a mixed-initiative interaction. We propose an algorithm for the instantiation and the simplification of HTN planning problems, which significantly reduces their complexity and improves the performance of the planning algorithms. We also propose an extension to the « Planning Domain Definition Language » (PDDL) in order to modelize the knowledge of domain experts in the form of tasks decomposition methods that will be used to guide the HTN planning algorithm. Then, we integrate some mechanisms to GTOHP for collecting statistics and information about the tests results carried out during the plans search and integrate them into the MIP which provides several features of mixed-initiative interaction. We demonstrate the high performance of the GTOHP planner and the contributions of the instantiation and simplification algorithm, by comparing them to a state-of-the-art HTN planner through a series of experiments on planning domains from the international planning competitions. Finally, we propose a panel of evaluation criteria of mixed-initiative systems that serve as a basis for the discussion about the performances and contributions of the MIP system
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Xiao, Zhanhao. "Raffinement des intentions." Thesis, Toulouse 1, 2017. http://www.theses.fr/2017TOU10051/document.
Full text
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Narsipura, Sreenivasa Manish. "Modeling of human movement for the generation of humanoid robot motion." Thesis, Toulouse, INPT, 2010. http://www.theses.fr/2010INPT0120/document.
Full textAbstract:
La robotique humanoïde arrive a maturité avec des robots plus rapides et plus précis. Pour faire face à la complexité mécanique, la recherche a commencé à regarder au-delà du cadre habituel de la robotique, vers les sciences de la vie, afin de mieux organiser le contrôle du mouvement. Cette thèse explore le lien entre mouvement humain et le contrôle des systèmes anthropomorphes tels que les robots humanoïdes. Tout d’abord, en utilisant des méthodes classiques de la robotique, telles que l’optimisation, nous étudions les principes qui sont à la base de mouvements répétitifs humains, tels que ceux effectués lorsqu’on joue au yoyo. Nous nous concentrons ensuite sur la locomotion en nous inspirant de résultats en neurosciences qui mettent en évidence le rôle de la tête dans la marche humaine. En développant une interface permettant à un utilisateur de commander la tête du robot, nous proposons une méthode de contrôle du mouvement corps-complet d’un robot humanoïde, incluant la production de pas et permettant au corps de suivre le mouvement de la tête. Cette idée est poursuivie dans l’étude finale dans laquelle nous analysons la locomotion de sujets humains, dirigée vers une cible, afin d’extraire des caractéristiques du mouvement sous forme invariants. En faisant le lien entre la notion “d’invariant” en neurosciences et celle de “tâche cinématique” en robotique humanoïde, nous développons une méthode pour produire une locomotion réaliste pour d’autres systèmes anthropomorphes. Dans ce cas, les résultats sont illustrés sur le robot humanoïde HRP2 du LAAS-CNRS. La contribution générale de cette thèse est de montrer que, bien que la planification de mouvement pour les robots humanoïdes peut être traitée par des méthodes classiques de robotique, la production de mouvements réalistes nécessite de combiner ces méthodes à l’observation systématique et formelle du comportement humainHumanoid robotics is coming of age with faster and more agile robots. To compliment the physical complexity of humanoid robots, the robotics algorithms being developed to derive their motion have also become progressively complex. The work in this thesis spans across two research fields, human neuroscience and humanoid robotics, and brings some ideas from the former to aid the latter. By exploring the anthropological link between the structure of a human and that of a humanoid robot we aim to guide conventional robotics methods like local optimization and task-based inverse kinematics towards more realistic human-like solutions. First, we look at dynamic manipulation of human hand trajectories while playing with a yoyo. By recording human yoyo playing, we identify the control scheme used as well as a detailed dynamic model of the hand-yoyo system. Using optimization this model is then used to implement stable yoyo-playing within the kinematic and dynamic limits of the humanoid HRP-2. The thesis then extends its focus to human and humanoid locomotion. We take inspiration from human neuroscience research on the role of the head in human walking and implement a humanoid robotics analogy to this. By allowing a user to steer the head of a humanoid, we develop a control method to generate deliberative whole-body humanoid motion including stepping, purely as a consequence of the head movement. This idea of understanding locomotion as a consequence of reaching a goal is extended in the final study where we look at human motion in more detail. Here, we aim to draw to a link between “invariants” in neuroscience and “kinematic tasks” in humanoid robotics. We record and extract stereotypical characteristics of human movements during a walking and grasping task. These results are then normalized and generalized such that they can be regenerated for other anthropomorphic figures with different kinematic limits than that of humans. The final experiments show a generalized stack of tasks that can generate realistic walking and grasping motion for the humanoid HRP-2. The general contribution of this thesis is in showing that while motion planning for humanoid robots can be tackled by classical methods of robotics, the production of realistic movements necessitate the combination of these methods with the systematic and formal observation of human behavior
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Salmon, Raphael. "Natural language generation using abstract categorial grammars." Thesis, Sorbonne Paris Cité, 2017. http://www.theses.fr/2017USPCC196/document.
Full textAbstract:
Cette thèse explore l'usage des Grammaires Categorielles Abstraites (CGA) pour la Génération Automatique de Texte (GAT) dans un contexte industriel. Les systèmes GAT basés sur des théories linguistiques ont un long historique, cependant ils sont relativement peu utilisés en industrie, qui préfère les approches plus "pragmatiques", le plus souvent pour des raisons de simplicité et de performance. Cette étude montre que les avancées récentes en linguistique computationnelle permettent de concilier le besoin de rigueur théorique avec le besoin de performance, en utilisant CGA pour construire les principaux modules d'un système GAT de qualité industrielle ayant des performances comparables aux méthodes habituellement utilisées en industrieThis thesis explores the usage of Abstract Categorial Grammars (ACG) for Natural Language Generation (NLG) in an industrial context. While NLG system based on linguistic theories have a long history, they are not prominent in industry, which, for the sake of simplicity and efficiency, usually prefer more ``pragmatic" methods. This study shows that recent advances in computational linguistics allow to conciliate the requirements of soundness and efficiency, by using ACG to build the main elements of a production grade NLG framework (document planner and microplanner), with performance comparable to existing, less advanced methods used in industry
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Issiali, Khouloud. "Study of smart antennas and MU-MIMO techniques for indoor radio engineering and planning tools." Thesis, Rennes, INSA, 2015. http://www.theses.fr/2015ISAR0039/document.
Full textAbstract:
La facilité de déploiement et la flexibilité des technologies sans fil ont permis une évolution considérable des normes IEEE 802.11. L'arrivée de la fibre optique à la maison a également motivé des études de recherche pour accroître les débits et la capacité. Dans ce contexte, la dernière norme IEEE 802.11ac ratifiée en 2014 a normalisé de nouvelles technologies pour atteindre des débits maximaux au-dessus de 1Obit/s. En particulier, 802 llac propose le Multiple Input Multiple Output Multi-Utilisateurs (MIMO-MU) et le Transmit Beamforming (TxBF). Ces technologies d'antennes intelligentes supposent un diagramme d'antenne d'émission qui dépend de la position des utilisateurs et des caractéristiques du canal de propagation multi-trajets correspondant. Cependant, les outils d'ingénierie et de planification radio actuels simulent une carte de couverture fixe et indépendante de tout traitement d'antennes adaptatives côté émission. Cette thèse étudie l'impact de ces techniques MIMO-MU et TxBF et propose des solutions adaptées pour l'ingénierie radio et l'optimisation du système ainsi que pour les outils de planification radio. En effet, la première partie de cette thèse consiste à affiner les gains de capacité en identifiant les configurations et les paramètres système optimaux. La deuxième partie aborde les gains de beamforming en termes du gain sur le rapport signal à bruit (SNR) et sur la réduction du niveau d'interférence pour avoir une modélisation réaliste de la couverture radioThe deployment facility and flexibility of wireless technologies have allowed considerable evolution of IEEE 802 .11 standards. The arrival of the optical fiber to the home has further motivated the research studies to increase data rates and capacity. ln this context, the latest IEEE 802.l lac standard ratified in 2014 proposes new technologies to achieve maximum data rates above 1 Gbit/s. ln particular, 802.l lac includes the Multi-User Multiple Input Multiple Output (MU-MIMO) and Transmit Beamforming (TxBF). These smart antenna technologies assume a variable transmit antenna pattern in function of the users' position and the corresponding multipath propagation channel characteristics. However, the actual radio planning tools give a fixed coverage map in dependent of any adaptive or smart antenna processing. This thesis studies the impact of the MU-MIMO and TxBF techniques on radio engineering, system optimization as well as radio planning tools. Indeed, the first part of this thesis deals with refining the sum rate capacity gains by identifying interesting system configurations and optimal system parameters. The second part addresses the beamforming gains in terms of the Signal-to-Noise Ratio (SNR) gain and interference level to have realistic radio coverage modeling
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Claussmann, Laurene. "Motion planning for autonomous highway driving : a unified architecture for decision-maker and trajectory generator." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019SACLE014/document.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse s'inscrit dans le développement d'un véhicule autonome en milieu autoroutier. Plus précisément, il s'agit de proposer une architecture unifiée de génération de trajectoires avec une prise de décision prenant en compte les limitations de l'environnement et des informations disponibles actuellement sur un véhicule automatisé.La méthode propose d'une part de générer des trajectoires sous forme de sigmoı̈de dans une représentation spatiotemporelle continue de l'espace de navigation, préalablement réduit par la modélisation d'intervalles sans collision en conditionnominale de conduite. Les paramètres de la sigmoı̈de sont ensuite optimisés par une stratégie de recuit simulé utilisant l'algorithme de prise de décision comme fonction d'évaluation de la trajectoire générée. De cette manière, les problèmes de discrétisation et de découplage position/vitesse sont évités. D'autre part, l'agrégation des théories de logique floue etdes croyances permet une prise de décision sur des critères hétérogènes et des données incertaines. Le formalisme présenté offre la possibilité d'adapter le comportement du véhicule aux passagers, notamment selon leur perception du risque et leur souhait d'une conduite souple ou sportive.L'approche développée a finalement été évaluée et validée en environnement de simulation puis sur un véhicule de test. La brique de planification a alors été intégrée à l'architecture existante du véhicule, en aval des briques de localisation et de perception des obstacles et en amont de la brique de contrôleThis thesis work is part of the development of a self-driving car in highway environments. More precisely, it aims to propose a unified architecture of trajectory planner and decision-maker taking into account the limitations of the environment and the available data within the current development of sensors technologies (distance limitations, uncertainties).On the one hand, the method generates sigmoid trajectories in a continuous spatiotemporal representation of the evolution space, which is reduced beforehand by modeling collision-free intervals in nominal conditions of driving. The sigmoid parameters are subsequently optimized with a simulated annealing approach that uses the decision-maker algorithm as the evaluation function for the generated trajectory. It thus makes it possible to elude both the discretization and position/speed decoupling problems. On the other hand, the aggregation of fuzzy logic and belief theory allows decision making on heterogeneous criteria and uncertain data. The proposed framework also handles personalization of the vehicle's behavior, depending on the passengers' risk perception and an aggressive or conservative driving style.The presented approach was finally evaluated and validated in a simulation environment, and then in a test vehicle. The planning block was integrated into the existing vehicle's architecture, interfaced with the localization, obstacles' perception and control blocks
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Mayran, de Chamisso Fabrice. "Lifelong Exploratory Navigation : integrating planning, navigation and SLAM for autonomous mobile robots with finite resources." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLS413/document.
Full textAbstract:
Il est fondamental pour un robot d'être capable de se déplacer de manière complètement autonome afin d'accomplir une mission qui lui a été confiée, et ce avec un budget énergétique fini, dans un laps de temps contraint et sans connaissances préalables de l’environnement. Afin d'atteindre un objectif dans le plan ou l'espace, un robot doit à minima être capable d'accomplir quatre tâches: maintenir une représentation abstraite de l'environnement (une carte), être capable de se localiser à l'intérieur de cette représentation, utiliser la représentation pour planifier des itinéraires et naviguer le long de la trajectoire prévue tout en s'adaptant aux dynamiques de l'environnement et en évitant les obstacles. Chacun de ces problèmes a été étudié par la communauté de la robotique. Cependant, ces quatre composants sont en général étudiés séparément et sont par conséquent incompatibles entre eux pour l'essentiel. De plus, étant donné qu'humains et robots ne disposent que de ressources computationelles et mémorielles finies, les algorithmes de planification, navigation et SLAM devraient être capables de fonctionner avec des données incomplètes ou compressées tout en garantissant que le ou les objectifs fixés soient atteints. Dans cette thèse, la planification, la navigation et le SLAM dans des environnements arbitrairement grands et avec des ressources computationelles et mémorielles finies sont vues comme un seul problème, créant un nouveau paradigme que nous appelons Navigation Exploratoire au long de la Vie ou Lifelong Exploratory NavigationOne of the yet unresolved canonical problems of robotics is to have robots move completely autonomously in order to accomplish any mission they are charged with, with time and resource constraints and without prior knowledge of the environment. Reaching a goal requires the robot to perform at least four tasks: maintaining an abstract representation of the environment (map), being able to localize itself within this representation, using the representation to plan paths and navigating on the planned paths while handling dynamics of the environment and avoiding obstacles. Each of these problems has been studied extensively by the robotics community. However, the four components are usually studied separately, and as a result are mostly incompatible with each other. Additionally, since humans as well as robots have to operate with finite memory and computing resources, long running planning, navigation and SLAM algorithms may have to operate on incomplete or compressed data while guaranteeing that the goal(s) can still be reached. In this thesis, planning, navigation and SLAM in arbitrarily large environments with finite computing resources and memory are considered as one single problem, for a new bio-inspired paradigm which we call Lifelong Exploratory Navigation
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Azam, Clémentine. "Impacts of light pollution on bat spatiotemporal dynamics in France : implications for outdoor lighting planning." Thesis, Paris, Muséum national d'histoire naturelle, 2016. http://www.theses.fr/2016MNHN0021/document.
Full textAbstract:
La pollution lumineuse, induite par l’utilisation massive d’éclairage artificiel la nuit, est un changement global qui affecte une partie importante des écosystèmes terrestres et marins, et qui soulève de nombreuses inquiétudes quant à son influence sur la biodiversité et le fonctionnement des écosystèmes. En effet, la pollution lumineuse induit de nombreux impacts sur les rythmes circadiens et saisonniers des organismes, et affecte leurs mouvements et leurs distributions spatiales. L’accumulation de ces impacts dans le temps et dans l’espace sur les différentes espèces peut ainsi entrainer des perturbations en cascade sur les dynamiques spatiotemporelles des communautés et sur les écosystèmes.Dans ce contexte, l’objectif de cette thèse est de caractériser les impacts de l’éclairage artificiel sur les activités de chauves-souris (ordre: chiroptère) à de multiples échelles spatiales afin d’élaborer des mesures de gestion de l’éclairage public qui limitent ses impacts négatifs sur la biodiversité. Nous avons utilisé les chauves-souris comme modèle d’étude car elles sont nocturnes et directement exposées à la pollution lumineuse, et sont considérées comme des espèces bio indicatrices de la réponse des espèces aux pressions anthropiques.Dans un premier temps, nous avons caractérisé l’impact relatif de la pollution lumineuse à l’échelle du paysage par rapport aux autres pressions de changements d’usage des sols en utilisant une base de données nationale de sciences participatives. Nous avons trouvé que la pollution lumineuse avait un impact négatif sur l’activité et la probabilité de présence des espèces de chiroptères les plus communes en France, et que cet impact était significativement plus fort que celui de l’artificialisation des sols, mais moins important que celui de l’agriculture intensive. Ces résultats confirment l’importance de prendre en compte l’éclairage public dans les stratégies d’aménagement du territoire pour restaurer efficacement de l’obscurité dans les paysages anthropisés.Ainsi, nous avons élaboré une expérience in situ pour déterminer si i) restaurer de l’obscurité dans le temps en éteignant les lampadaires pour une partie de la nuit (extinction nocturne), ou ii) limiter l’étendue spatiale de l’éclairage à proximité d’éléments naturels pouvaient être des mesures efficaces pour créer des zones corridors et des zones de refuges obscurs dans les paysages anthropisés. Nos résultats ont montré que les mesures actuelles d’extinction ne limitaient pas efficacement l’impact de l’éclairage sur les espèces de chiroptères sensibles à la lumière. Par contre, nous avons déterminé que les lampadaires devraient être séparés d’au moins 50 m des corridors écologiques, et que l’intrusion de lumière dans la végétation autour des zones éclairées ne devrait pas dépasser 0.1 lux pour permettre l’utilisation de ces espaces par les espèces sensibles à la lumière.En conclusion, cette thèse a mis en lumière l’importance de traiter la question de la pollution lumineuse à de multiples échelles spatiales pour bien caractériser ses impacts sur la biodiversité. Elle a par ailleurs permis de souligner l’importance de la prise en compte de cette pollution dans l’aménagement du territoire, et de proposer des critères écologiques qui pourraient être intégrés dans les futur normes et standards européens pour l’éclairage publicLight pollution induced by the widespread use of nighttime artificial lighting is a global change affecting substantial part of terrestrial and marine ecosystems. As a result, major concerns have been raised about its hidden impacts on biodiversity and ecosystem functioning. Light pollution has major impacts on the circadian and seasonal cycles of organisms, and on their movements and spatial distributions. As a whole, light pollution likely disrupts the spatiotemporal dynamics of biological communities and ecosystems. In this context, the aim of this PhD was to characterize the impacts of nighttime artificial lighting on bat activity (order: chiroptera) at multiple spatial scales in order to propose reduction measures that can effectively limit the adverse impacts of light pollution on biodiversity. We used bats as model species as they are nocturnal and directly exposed to light pollution and they are considered to be good indicators of the response of biodiversity to anthropogenic pressure.We first intended to characterize the extent of effect of light pollution at a landscape scale relative to major land-use pressures that are threatening biodiversity worldwide. Using a French national-scale citizen science database, we found that landscape-scale level of light pollution negatively affected common bat species, and that this effect was significantly stronger than the effect of impervious surfaces but weaker than the effect of intensive agriculture. This highlighted the crucial need to account for outdoor lighting in land-use planning in order to restore darkness in human-inhabited landscapes.Thus, through an in situ experiment, we investigated whether i) restoring darkness in a landscape for a part of the night through part-night lighting schemes, or ii) restraining the spatial extent of lighting at the vicinity of natural elements were effective options to enhance dark ecological corridors in human-inhabited landscapes. We found that part-night lighting schemes were unlikely to effectively mitigate the impacts of artificial lighting on light-sensitive species. However, we revealed that streetlights should be separated from ecological corridors by at least 50 m, and that the light trespass should be lower than 0.1 lux to allow their effective use by light-sensitive species.Overall, this PhD thesis revealed the major importance of addressing light pollution issues at multiple spatial scales to characterize its impacts on biodiversity. It also exposed the crucial importance of integrating outdoor lighting in land-use planning strategies and proposed to implement ecological criteria in future European standards for outdoor lighting
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Moad, Kamel. "Modélisation et optimisation multi-niveaux du transport forestier." Thesis, Bordeaux, 2016. http://www.theses.fr/2016BORD0101/document.
Full textAbstract:
Cette thèse est une contribution à la modélisation, la planification et l’optimisation du transport pour l’approvisionnement en bois de forêt des industries de première transformation. Dans ce domaine, les aléas climatiques (mise au sol des bois par les tempêtes), sanitaires (attaques bactériologiques et fongiques des bois) et commerciaux (variabilité et exigence croissante des marchés) poussent les divers acteurs du secteur (entrepreneurs et exploitants forestiers, transporteurs) à revoir l’organisation de la filière logistique d’approvisionnement, afin d’améliorer la qualité de service (adéquation offre-demande) et de diminuer les coûts.L’objectif principal de cette thèse était de proposer un modèle de pilotage améliorant la performance du transport forestier, en respectant les contraintes et les pratiques du secteur.Les résultats établissent une démarche de planification hiérarchique des activités de transport à deux niveaux de décision, tactique et opérationnel. Au niveau tactique, une optimisation multi-périodes permet de répondre aux commandes en minimisant l’activité globale de transport, sous contrainte de capacité agrégée des moyens de transport accessibles. Ce niveau permet de mettre en oeuvre des politiques de lissage de charge et d’organisation de sous-traitance ou de partenariats entre acteurs de transport. Au niveau opérationnel, les plans tactiques alloués à chaque transporteur sont désagrégés, pour permettre une optimisation des tournées des flottes, sous contrainte des capacités physiques de ces flottes.Les modèles d’optimisation de chaque niveau sont formalisés en programmation linéaire mixte avec variables binaires. L’applicabilité des modèles a été testée en utilisant un jeu de données industrielles en région Aquitaine et a montré des améliorations significatives d’exploitation des capacités de transport par rapport aux pratiques actuelles.Les modèles de décision ont été conçus pour s’adapter à tout contexte organisationnel, partenarial ou non : la production du plan tactique possède un caractère générique sans présomption de l’organisation, celle-ci étant prise en compte, dans un deuxième temps, au niveau de l’optimisation opérationnelle du plan de transport de chaque acteurThe present manuscript tackles the supply chain forest transportation problem in the context of forestry primary industry. In this context, several risks may affect the forest supply chain: the unpredictable weather conditions (tree falling provoked by major storms); sanitary emergencies (tree pest and diseases); and, diverse commercial circumstances (the variability of market demands). The aforementioned issues motivate the diverse forest sector protagonists (entrepreneurs, forest operators and drivers) to seek support for improving their logistic operations. The aim of this effort is to improve the service quality (offer-demand agreement) diminishing in this way the total costs. Therefore, the main goal of this thesis is the proposal of a novel management model which improves forest-to-mill transport performance. At the same time, the proposed model accounts for the forest sector manners and constraints. The contribution of this thesis is threefold: first a transportation model is developed, later on the transport planning is managed, and finally an optimization procedure is proposed.The thesis results propose a hierarchical planning for the forestry transportation. Two decision levels are suggested: tactic and operational. At a tactic level, a multi-period optimization is considered. The multi-period optimization strategy meets the customer supply demands while minimizes the global transportation activity. Such strategy takes into account the restrictions of the total available transportation means. Moreover, at this level the activity balancing politics may be developed, as well as subcontractors coordination between transport companies. On the other hand, at the operational level, the tactic planning assigned for each transporter is divided so an optimization of the fleet’s transport assignation is done considering the vehicles constraints.The decision process is modelled as a Mixed Linear Programming formulation. The application considers a data set coming from the industry settled at the Aquitaine region in France. The results have shown a significant improvement on the transport capabilities with respect to the conventional transport practices.It is worth to mention that the decision models were designed such that they may be adapted to different context either collaborative or not. In both cases, the tactic planning has a generic purpose, in other words, it is independent of the kind of organization involved, whereas specific organizations are taken into account when planning actors’ activities at the operational level
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Dorileô, Ederson Antônio Gomes. "Needle modeling, insertion planning and steering for CT or MR image-guided robot-driven percutaneous procedures." Thesis, Montpellier, 2015. http://www.theses.fr/2015MONTS222/document.
Full textAbstract:
L’objectif de cette thèse est l’étude et le développement d’un outil de planification de trajectoires adaptatives guidée par robot afin d’assister l’insertion des aiguilles biseautées semi-rigides en procédures percutanées sous imagerie scanner ou IRM. L’approche est basée sur un nouveau modèle de la déflexion de l’aiguille qui permet une prédiction hors ligne des déformations de l’aiguille et une amélioration des performances d’insertion en ligne. Cette amélioration permet de compenser les incertitudes sur les connaissances de l’environnement et les approximations lors de la modélisation de l’aiguille. Les résultats des tests in vitro pour différentes plateformes robotiques ont confirmé la viabilité de la méthode proposéeThe goal of this thesis is the study and development of a tool for robot-driven adaptive needle insertion planning in order to assist percutaneous insertions of beveled semi-rigid needles guided by CT or MR images. The approach is based on a novel needle deflection prediction model that provides offline predictions and improve online the needle insertion performance. This improvement allows to compensate for environment uncertainties and approximations of needle-tissue interactions modeling. Results obtained from in vitro tests, using different robot platforms confirmed the viability of our method
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Bian, Yuan. "Tactical production planning for physical and financial flows for supply chain in a multi-site context." Thesis, Ecole nationale supérieure Mines-Télécom Atlantique Bretagne Pays de la Loire, 2017. http://www.theses.fr/2017IMTA0064/document.
Full textAbstract:
En période de crise financière, les entreprises ont besoin de trésorerie pour réagir efficacement aux aléas et assurer leur solvabilité. Cette thèse se situe à l’interface entre l’opérationnel et la finance pour développer des modèles de planification tactique gérant simultanément les flux physiques et financiers dans la supply chain. Le coût de financement des opérations basé sur le besoin en fond de roulement (BFR) est intégré comme un nouvel aspect financier jamais considéré dans la littérature de lot-sizing. Nous débutons par une extension du modèle EOQ considérant les coûts de financement du BFR. L’objectif est la maximisation du profit. Une quantité de production optimale est obtenue analytiquement ainsi que l’analyse de la sensibilité du modèle. De plus, les comparaisons avec le modèle EOQ et un modèle qui considère le coût du capital sont étudiées. Ensuite, un modèle basé sur un lot-sizing dynamique est établi. La propriété ZIO est démontrée et permet l’utilisation d’un algorithme en temps polynomial. Enfin un scénario multi-niveau à capacité infini est étudié avec une approche séquentielle puis centralisée. La propriété ZIO est prouvée dans ces deux cas. Des algorithmes de programmation dynamique sont utilisés pour obtenir une solution optimale. Cette thèse peut être considérée comme un premier, mais significatif, travail combinant la planification de production et la gestion du besoin en fond de roulement dans des modèles de planification tactique. Nous montrons que les aspects financiers ont un impact significatif sur les plans de production. Les cas étudiés dans cette thèse peuvent être considérés comme des sous-problèmes dans l’étude de scénario plus réalistesIn financial crisis, companies always need free cash flow to efficiently react to any uncertainties to ensure solvency. Thus, this thesis serves as an interface between operations and finance to develop tactical production planning models for joint management of physical and financial flows in the supply chain. In these models, the financing cost of operation-based working capital requirement (WCR) is integrated as a new financial aspect never before considered in the lot-sizing literature. We first focus on extending the classic EOQ model by considering the financing cost of WCR with a profit maximization objective. The optimal analytic production quantity formula is derived as well as sensitivity analysis of this model. Moreover, a comparison with the EOQ model and with the formula which considers the cost of capital are discussed. Secondly, a dynamic lot-sizing-based, discounted cash flow model is established based on Uncapacitated lot-sizing model. The zero-inventory ordering property is proven valid for this case and a polynomial-time algorithm can thus be established. Thirdly, multi-level and infinite capacity scenario is investigated with both sequential and centralized approaches. The ZIO property is demonstrated valid in both cases. Dynamic-programming based algorithms are constructed in order to obtain an optimal solution. This thesis should be considered as a first, but significant setup of combining production planning and working capital management. It is shown the significant financial consequences of lot-sizing decision on production planning. The cases investigated in this thesis may be tackled as subproblems in the study of more realistic scenarios