Dissertations / Theses: 'Robert le mesurier'

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Chellal, Ryad. "Commande robuste des robots parallèles à câbles avec mesure extéroceptive." Thesis, Strasbourg, 2016. http://www.theses.fr/2016STRAD039/document.

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Abstract:

Cette thèse présente un travail complet sur la modélisation, l'identification et la commande des robots parallèles à câbles dans le but d'améliorer les performances dynamiques en termes de rapidité, de précision et de robustesse obtenues, tout en gérant les problèmes liés à l'utilisation de câbles. Dans le cadre de ces recherches, les techniques d'identification et de commande sont améliorées grâce à l'utilisation de mesures extéroceptives, notamment en utilisant la vision. Des méthodes issues des domaines de la robotique et de l'automatique sont mises en oeuvre et comparées. Les validations expérimentales sont effectuées sur un démonstrateur disponible au laboratoire : un robot INCA 6D conçu par la société Haption, équipé d'un système de capture de mouvement Bonita développé par la société Vicon
This thesis presents a complete work on modelling, identification and control of cable-driven parallel robots in order to improve the dynamic performances in terms of speed, precision and robustness, while managing the problems related to the use of cables. In the context of these researches, the identification and control techniques are improved thanks to the use of exteroceptive sensors, in particular using vision. Methods from the fields of robotics and control are implemented and compared. The experimental validations are performed on a demonstrator available in the laboratory : an INCA 6D robot designed by Haption company, equipped with a Bonita motion capture system developed by Vicon company

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Offermann, Alexis. "Conception et validation d’un robot apte à effectuer des mesures sur ouvrage d’art." Thesis, Compiègne, 2021. http://www.theses.fr/2021COMP2603.

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Abstract:

Cette thèse s’inscrit dans le domaine de la robotique pour l’analyse de la pathologie des structures pour le bâtiment et travaux publics. La réalisation de relevés photographiques est d’ores et déjà une technique largement utilisée pour faciliter le diagnostic des ouvrages. On cherche dans cette thèse à développer davantage la technique de relevé en permettant de faire un diagnostic au contact de la structure des ouvrages (allant d’un pont à une église en passant par les hôpitaux et écoles). La présentation de différentes solutions technologiques sera faite et permettra de faire un choix d’innovation technologique à investir. Le choix de solution retenu consiste à développer un drone à bras inclinable capable d’emporter la charge désirée (l’outil de mesure) sur la paroi. Cette étude pose un challenge à la fois sur le modèle mécanique non conventionnel mais également sur la conception d’un robot complexe. Une étude approfondie des lois de commande sera menée,implémentée et comparée dans cet ouvrage. Enfin, une plateforme informatique particulière a également été développée permettant le test rapide des différents algorithmes. Cette plateforme étant extrêmement versatile, elle pourra être réutilisée dans des travaux futurs. Enfin, ces travaux montrent le bon fonctionnement du vecteur drone pour réaliser la tâche qui lui incombe
This PhD. applies in the field of robotics for building inspection. Buildings are understood here as huge constructions such as bridges or churches. Using photogrammetry to analyses the structure of these kind of buildings is nowadays a common technique. To extend the analysis methodologies, we propose in this document to imagine a way to bring tools directly in contact with the buildings. Multiple solution possibilities are presented for a final choice. The chosen solution consists of designing a drone able to tilt its arms to bring the building inspection tool directly onto the wall of the construction. This leads to a double challenge. Firstly, the mechanical part of designing such a complex and non-common drone. Secondly,the development and real time testing of the control algorithm. Eventually, this manuscript proposes to use a particular software architecture joining fast experimentations and validation of the control laws. This platform being very versatile, it is also possible to consider re-using it for different applications in future works. The experimentations reveal good results, promoting the usage of the drone as a carrying vector to bring the tools onto the construction

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Wald, Lasowski Aliocha. "Poétique de la ritournelle : [la musique au bout des mots]." Paris 8, 2013. http://www.theses.fr/2012PA083560.

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Abstract:

Le discours sur la musique appartient-il à tout le monde ? Figure d’un art aux exigences classiques et aux ruptures modernes, la polyrythmie évoque les pratiques élitistes comme le partage populaire, et se mêle parfois des bruits de la foule et des larmes des anonymes. Intime et en relation, la musique suit des métamorphoses (coups, vitesses, rythmes…), devient rengaine ou ritournelle, grave ou légère. Hybride et tremblante, la poétique du langage vocal, instrumental ou sonore est traversée par le hasard, les rêves, le divers. Faite de rencontres aléatoires ou de mots incertains, que nous apprend la musique ? Pour certains musiciens-amateurs (Gide, Barthes, Sollers), pour ceux qui se définissent comme non-musiciens (Freud, Deleuze, Rancière), ou préoccupés par d’autres arts (la psychiatrie pour Guattari, la poésie chez Glissant, la peinture d’Adami), la musique parle d’autre chose qu’elle-même. Elle nous dit ce qu’il en est des couleurs, des affects, des sensations du monde. Oui, par son intensité et sa fragilité, sa puissance et sa liberté, la musique nous parle de nous
Does talk about music belong to everybody? Form of an art that has its classical requirements and its modern breaches, polyrhythmic sound calls to mind elitist practices as well as popular share, and sometimes mingles with the sounds of the crowd and the tears of anonymous people. Intimate and in relation, music follows metamorphoses (blows, speeds, rhythms…), becomes a refrain or a ritornelle, serious or light. Hybrid and flickering, poetics of vocal language, instrumental or sonorous, is crossed by chance, dreams and changes. Made up of random meetings or uncertain words, what does music teach us? For some amateur musicians (Gide, Barthes, Sollers), for those whose define themselves as non-musicians (Freud, Deleuze, Rancière) or who are st on other arts (psychiatry for Guattari, poetry with Glissant, Adami’s painting), music speaks about something further than itself. It tells us about the colours, the affects, the feelings of the world. Indeed, through its intensity and its fragility, its power and its liberty, music speaks about us

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Lacasse, Marc-Antoine. "Développement de systèmes pour la collaboration humain-robot : conception d'un robot sériel à 7 ddls partiellement équilibré statiquement." Doctoral thesis, Université Laval, 2014. http://hdl.handle.net/20.500.11794/25357.

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Abstract:

Cette thèse s'attarde sur plusieurs aspects de la collaboration humain-robot, dont le développement d'interfaces de contrôle, la conception de robots plus sécuritaires ainsi que le développement d'algorithmes de contrôle. Le tout est réparti sur 7 chapitres. Le premier chapitre présente une brève introduction ainsi que la méthodologie employée au cours de la thèse. Le deuxième chapitre présente une méthode d'équilibrage statique par contrepoids. Une transmission hydraulique permet de déporter facilement le contrepoids à l'extérieur de l'espace de travail du système équilibré. L'utilisation de cylindres à membrane permet une transmission fluide avec un minimum de friction. Dans le troisième chapitre, nous exploitons ce principe d'équilibrage pour développer un bras de robot sériel à 7 ddls. Deux mécanismes d'équilibrage sont proposés et testés d'abord sur des bancs d'essai puis sur le prototype final. Un banc d'équilibrage à deux plateaux permet d'ajuster la pression des cylindres avec une seule charge mobile pour s'adapter à la masse soulevée par le bras. Dans le quatrième chapitre, nous développons un algorithme de commande exploitant la redondance du bras développé précédemment. Puisque les critères courants d'exploitation de la redondance dépendent de la situation, nous laissons le soin à l'opérateur de gérer lui-même cette redondance. Notre algorithme implémente une commande standard en admittance qui combat les perturbations indésirables à l'effecteur. Cependant, elle permet aux perturbations qui n'affectent pas la position de l'effecteur de modifier la configuration du robot. Le cinquième chapitre présente le développement d'un capteur tactile à base de silicone et noir de carbone. Les propriétés du mélange de silicone et noir de carbone sont étudiées afin d'optimiser la sensibilité du matériau. Nous proposons ensuite un modèle mathématique de la piézorésistivité du matériau afin d'estimer la pression appliquée et nous présentons des méthodes de fabrication du capteur et d'acquisition des signaux. Dans le sixième chapitre, nous développons un système de freinage passif adapté aux systèmes de ponts roulants. Le système permet d'appliquer à la charge transportée une force de freinage proportionnelle à sa vitesse. Une interface de contrôle intuitive permet à l'opérateur d'activer le système au besoin. Le septième chapitre présente une brève conclusion de la thèse.

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Ahmad, Irfan. "Analyse et commande d'un système de mesure à courant tunnel." Phd thesis, Université de Grenoble, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00663060.

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Abstract:

L'objet de la thèse était la commande d'un système de nano-positionnement par couranttunnel, avec application sur la plateforme expérimentale développée au laboratoire Gipsa-lab.Cette thèse s'inscrit dans le cadre de la commande des systèmes micro et nano-mécatronique,pour des applications en microscopie en champ proche ou dans des systèmes depositionnement ultra-précis. A l'échelle nanométrique, des problèmes de bruits de différentesnatures, vibrations, non-linéarités et instabilité influencent la précision et la qualité de mesuredu système. L'objectif était donc de pouvoir faire face à ces contraintes en utilisant destechniques modernes de commande robuste. Dans cette thèse, un système de mesure à couranttunnel a été modélisé et le problème de contrôle lié aux performances de mesure souhaitées aété formulé. Les performances souhaitées, à savoir la précision de la mesure et le rejet decertaines perturbations avec la robustesse adéquate, ont été atteints en utilisant des lois decommande robuste. Ces lois de commande ont été validées expérimentalement (àl'atmosphère ambiante) sur une plateforme du Gipsa-lab. À la fin de cette thèse, pour uneapplication de scanner de surface à l'échelle atomique, une modélisation dynamique MIMOdu système a été proposée et un régulateur MIMO afin de réduire l'erreur de positionnementdûe au couplage a été validé en simulations.

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Gallant, André. "Optimisation de trajectoire pour l'augmentation des capacités des manipulateurs robotiques." Doctoral thesis, Université Laval, 2020. http://hdl.handle.net/20.500.11794/66560.

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Abstract:

Aujourd’hui, les manipulateurs robotiques sont appelés à effectuer une gamme de plus en plus large de tâches allant au-delà des applications traditionnelles. Un tel type d’application est l’interaction physique humain-robot. Pour que ces systèmes soient sécuritaires, il peut être souhaitable de réduire leur poids et leur force en réduisant la taille de leurs actionneurs. En effet, réduire la taille des actionneurs augmente la sécurité de deux manières, l’inertie du manipulateur diminue et les couples générés par les moteurs sont fortement réduits. Cependant, le principal inconvénient de ces manipulateurs est la réduction de leur capacité de charge utile. C’est pourquoi une meilleure utilisation des capacités articulaires est nécessaire pour leur permettre d’accomplir des tâches qu’elles ne pourraient normalement pas accomplir. Ainsi, cette thèse présente une étude de deux types principaux de tâches pour lesquelles une stratégie d’optimisation de trajectoire efficace peut être particulièrement utile. La première tâche consiste à soulever des objets lourds, c’est-à-dire, qui dépassent la capacité de charge utile d’un manipulateur. L’étude de cette tâche pourrait mener à la conception de manipulateurs plus légers et plus capables. Ce travail se concentre sur l’étude des méthodes de génération de trajectoires permettant aux manipulateurs ayant des actionneurs relativement faibles de soulever des charges lourdes en exploitant pleinement leur dynamique. La deuxième tâche étudiée dans cette thèse est la tâche de lancer des objets. Plus précisément, la portée des manipulateurs est étudiée, c’est-à-dire, la distance maximale à laquelle un objet peut être lancé avec un manipulateur donné est recherchée. Cette tâche est étudiée à trois niveaux de complexité : la recherche de la distance maximale possible avec des contraintes de vitesse, la recherche de la capacité maximale de lancement en considérant une trajectoire complète avec des contraintes cinématiques et la recherche de la capacité maximale de lancement en considérant une trajectoire complète avec des contraintes dynamiques. Enfin, des critères de performance sont établis à partir de ces deux types de tâches afin d’aider au processus de conception d’un nouveau manipulateur. Ainsi, une simulation d’optimisation de la conception est effectuée à titre de preuve de concept.
Today, robotic manipulators are being called upon to perform an increasingly wide range of tasks that extend beyond the conventional ones required in traditional applications. One such type of application is physical human-robot interaction. In order for such systems to be safe, it can be desirable to decrease their weight and strength by reducing the size of their actuators.Indeed, reducing the size of the actuators increases safety in two manners, the inertia of the manipulator decreases and the torques generated by the motors are greatly reduced. However, the main drawback of such manipulators is the reduction of their payload capacity.Therefore, better usage of the limited joint efforts is required to enable them to perform tasks that they would normally not be able to accomplish. Thus, this thesis presents a study of two main types of tasks where an effective trajectory optimisation strategy can be particularly valuable. The first task is that of lifting heavy objects, i.e., objects that exceed the conservative estimate of the payload capacity of a manipulator. Studying this task could lead to the design of lighter,more capable manipulators. This work focuses on studying trajectory generation methods to enable manipulators with relatively weak actuators to lift heavy payloads by fully utilizing their dynamics. The second task studied in this thesis is the task of throwing objects. Specifically, the distance throwing capabilities of manipulators is studied where the maximum distance that an object can be thrown with a given manipulator is sought. This task is studied at three levels of complexity: finding the maximum possible throwing capacity of manipulators with velocity constraints, finding the maximum throwing capacity considering a full trajectory with kinematic constraints, and finding the maximum throwing capacity considering a full trajectory with dynamic constraints. Finally, performance criteria are established from these two types of tasks in order help in the process of designing a new manipulator. Thus, a simple design optimisation simulation is performed as a proof of concept.

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Sanchez, Loza Jose Manuel. "Shape sensing of deformable objects for robot manipulation." Thesis, Université Clermont Auvergne‎ (2017-2020), 2019. http://www.theses.fr/2019CLFAC012/document.

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Abstract:

Les objets déformables sont omniprésents dans notre vie quotidienne. Chaque jour, nous manipulons des vêtements dans des configurations innombrables pour nous habiller, nouons les lacets de nos chaussures, cueillons des fruits et des légumes sans les endommager pour notre consommation et plions les reçus dans nos portefeuilles. Toutes ces tâches impliquent de manipuler des objets déformables et peuvent être exécutées sans problème par une personne. Toutefois, les robots n'ont pas encore atteint le même niveau de dextérité. Contrairement aux objets rigides, que les robots sont maintenant capables de manipuler avec des performances proches de celles des humains; les objets déformables doivent être contrôlés non seulement pour les positionner, mais aussi pour définir leur forme. Cette contrainte supplémentaire, relative au contrôle de la forme d’un objet, rend les techniques utilisées pour les objets rigides inapplicables aux objets déformables. En outre, le comportement des objets déformables diffère largement entre eux, par exemple: la forme d’un câble et des vêtements est considérablement affectée par la gravité, alors que celle-ci n’affecte pas la configuration d’autres objets déformables tels que des produits alimentaires. Ainsi, différentes approches ont été proposées pour des classes spécifiques d’objets déformables.Dans cette thèse, nous cherchons à remédier à ces lacunes en proposant une approche modulaire pour détecter la forme d'un objet pendant qu'il est manipulé par un robot. La modularité de cette approche s’inspire d’un paradigme de programmation qui s’applique de plus en plus au développement de logiciels en robotique et vise à apporter des solutions plus générales en séparant les fonctionnalités en composants. Ces composants peuvent ensuite être interchangés en fonction de la tâche ou de l'objet concerné. Cette stratégie est un moyen modulaire de suivre la forme d'objets déformables.Pour valider la stratégie proposée, nous avons implémenté trois applications différentes. Deux applications portaient exclusivement sur l'estimation de la déformation de l'objet à l'aide de données tactiles ou de données issues d’un capteur d’effort. La troisième application consistait à contrôler la déformation d'un objet. Une évaluation de la stratégie proposée, réalisée sur un ensemble d'objets élastiques pour les trois applications, montre des résultats prometteurs pour une approche qui n'utilise pas d'informations visuelles et qui pourrait donc être améliorée de manière significative par l'ajout de cette modalité
Deformable objects are ubiquitous in our daily lives. On a given day, we manipulate clothes into uncountable configurations to dress ourselves, tie the shoelaces on our shoes, pick up fruits and vegetables without damaging them for our consumption and fold receipts into our wallets. All these tasks involve manipulating deformable objects and can be performed by an able person without any trouble, however robots have yet to reach the same level of dexterity. Unlike rigid objects, where robots are now capable of handling objects with close to human performance in some tasks; deformable objects must be controlled not only to account for their pose but also their shape. This extra constraint, to control an object's shape, renders techniques used for rigid objects mainly inapplicable to deformable objects. Furthermore, the behavior of deformable objects widely differs among them, e.g. the shape of a cable and clothes are significantly affected by gravity while it might not affect the configuration of other deformable objects such as food products. Thus, different approaches have been designed for specific classes of deformable objects.In this thesis we seek to address these shortcomings by proposing a modular approach to sense the shape of an object while it is manipulated by a robot. The modularity of the approach is inspired by a programming paradigm that has been increasingly been applied to software development in robotics and aims to achieve more general solutions by separating functionalities into components. These components can then be interchanged based on the specific task or object at hand. This provides a modular way to sense the shape of deformable objects.To validate the proposed pipeline, we implemented three different applications. Two applications focused exclusively on estimating the object's deformation using either tactile or force data, and the third application consisted in controlling the deformation of an object. An evaluation of the pipeline, performed on a set of elastic objects for all three applications, shows promising results for an approach that makes no use of visual information and hence, it could greatly be improved by the addition of this modality

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Touati, Lyes. "Internet of things security : towards a robust interaction of systems of systems." Thesis, Compiègne, 2016. http://www.theses.fr/2016COMP2311/document.

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Abstract:

Cette thèse traite des problèmes et des défis de sécurité dans l’Internet des Objets (IdO). L’évolution de l’Internet classique vers l’Internet des Objets crée de nombreux challenges dans la manière de sécuriser les communications et soulève des problèmes liés au contraintes de l’internet des objets à savoir : objets à faibles ressources d’énergie et de calculs, hétérogénéité nuisant à l’interopérabilité des objets, taille du réseau de plus en plus grande, ... etc. En effet, Internet s’est développé d’un réseau d’ordinateurs personnels et de serveurs vers un immense réseau connectant des milliards d’objets intelligents communicants. Ces objets seront intégrés dans des systèmes complexes et utiliseront des capteurs et actionneurs pour observer et interagir avec leur environnement physique. Les exigences des interactions entre objets communicants en termes de sécurité dépendent du contexte qui évolue dans l’espace et le temps. Par conséquent, la définition de la politique de sécurité doit être adaptative et sensible au contexte. Un des problèmes auxquels nous nous sommes intéressés est le contrôle d’accès efficace à base de cryptographie d’attributs : « Attributes Based Encryption (ABE) ». Les schémas ABE (CP-ABE et KP-ABE) présentent plusieurs atouts pour l’implémentation d’un contrôle d’accès cryptographique. Par contre, ces schémas posent des défis opérationnels à cause de leurs complexités et leur surcoût élevé en termes de temps d’exécution et consommation énergétique. Pour pallier cet inconvénient, nous avons exploité l’hétérogénéité d’environnement Internet des Objets pour proposer des versions collaboratives et distribuées de ces schémas de contrôle d’accès cryptographique. Nos solutions réduisent considérablement le coût en termes d’énergie nécessaire à l’exécution. Le deuxième inconvénient des schémas ABE est l’inexistence de mécanismes efficaces de gestion de clés. Nous avons proposé des solutions pour le problème de révocation d’attributs dans le schéma CP-ABE, Ces solutions, en plus de leur efficacité, répondent à des exigences de sécurité différentes selon le cas d’applications. Nous avons proposé également, une solution à base de CP-ABE pour le problème du « grouping proof ». Le « grouping proof » consiste à fournir une preuve sur la coexistence, dans le temps et l’espace, d’un ensemble d’objets. Parmi les applications de notre solution, on peut citer le payement NFC et la sécurisation de l’accès aux locaux sensibles
In this thesis, we deal with security challenges in the Internet of Things. The evolution of the Internet toward an Internet of Things created new challenges relating to the way to secure communications given the new constraints of IoT, namely: resource constrained objects, heterogeneity of network components, the huge size of the network, etc. Indeed, the Internet evolved from a network of computers and servers toward a huge network connecting billions of smart communicating objects. These objects will be integrated into complex systems and use sensors and actuators to observe and interact with their physical environment. The security requirements of the interactions between smart objects depend on the context which evolves in time and space. Consequently, the definition of the security policies should be adaptive and context-aware. In this thesis, we were interested in the problem of access control in IoT relying on Attribute based Encryption (ABE). Indeed, ABE schemes present many advantages in implementing a cryptographic fine-grained access control. However, these schemes raise many implementation challenges because of their complexity and high computation and energy overheads. To overcome this challenge, we leveraged the heterogeneity of IoT to develop collaborative and distributed versions of ABE schemes. Our solutions reduce remarkably the overhead in terms of energy consumption and computation. The second limitation of ABE schemes is the absence of efficient attribute/key revocation techniques. We have proposed batch based mechanisms for attribute/key revocation in CP-ABE. We demonstrated the efficiency of the proposed solutions through simulations. Finally, we have proposed a CP-ABE based solution for the problem of grouping proof. This problem consists of providing the proof that a set of objects are present simultaneously (same time and same location). The propose solution has many applications such as enforcing the security of NFC based payments and the access to sensitive locations

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Expert, Fabien. "Un robot volant inspiré des insectes : De la mesure du flux optique aux stratégies de guidage visuel pour un micro hélicoptère." Thesis, Aix-Marseille, 2013. http://www.theses.fr/2013AIXM4116/document.

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Abstract:

Dans ce travail, nous avons premièrement développé et caractérisé des capteurs de flux optique robustes aux changements de conditions lumineuses inspirés par le système visuel de la mouche et mesurant la vitesse angulaire à l'aide de l'algorithme appelé "time of travel". En particulier, nous avons comparé les performances de capteurs mesurant visuellement la vitesse angulaire en intérieur et en extérieur. Les résultats de nos capteurs bio-inspirés ont aussi été comparés avec des capteurs de souris optique. Enfin, une nouvelle implémentation de l'algorithme "time of travel" a été proposée réduisant la charge de calcul de l'unité de traitement.Dans le cadre du projet européen CurvACE (Curved Artificial Compound Eye), nous avons aussi participé au développement du premier oeil composé courbé artificiel capable de mesurer le flux optique à haute vitesse sur une large gamme de lumière ambiante. En particulier, nous avons caractérisé ce capteur et montré sa capacité à mesurer le flux optique à l'aide de plusieurs algorithmes.Finalement, nous avons aussi développé un robot aérien miniature attaché appelé BeeRotor équipé de capteurs et de stratégies de vol imitant les insectes volants et se déplaçant de manière autonome dans un tunnel contrasté. Ce robot peut expliquer comment les abeilles contrôlent leur vitesse et leur position à l'aide du flux optique, tout en démontrant que des solutions alternatives existent aux systèmes couramment utilisés en robotique. Basé seulement sur des boucles de contrôle réagissant à l'environnement, cet hélicoptère a démontré sa capacité à voler de manière autonome dans un environnement complexe et mobile
In this thesis, we first developed and characterized optic flow sensors robust to illuminance changes inspired by the visual system of the fly and computing the angular speed thanks to the "time of travel" scheme. In particular, we have compared the performances of sensors processing the visual angular speed based on a standard retina or an aVLSI retina composed of pixels automatically adapting to the background illuminance in indoor and outdoor environments. The results of such bio-inspired sensors have also been compared with optic mouse sensors which are used nowadays on Micro Aerial Vehicles to process the optic flow but only in outdoor environments. Finally, a new implementation of the "time of travel" scheme has been proposed reducing the computational load of the processing unit.In the framework of the European project CurvACE, we also participated to the design and development of the first curved artificial compound eye including fast motion detection in a very large range of illuminations. In particular, we characterized such sensor showing its ability to extract optic flow using different algorithms.Finally, we also developed a tethered miniature aerial robot equipped with sensors and control strategies mimicking flying insects navigating in a high-roof tunnel. This robot may explain how honeybees control their speed and position thanks to optic flow, while demonstrating alternative solution to classical robotic approach relying on ground-truth and metric sensors. Based only on visuomotor control loops reacting suitably to the environment, this rotorcraft has shown its ability to fly autonomously in complex and unstationary tunnels

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Juge-Hubert, Didier. "Une approche de la fusion multi-senseurs en robotique mobile : construction d'un modèle cylindrique intégrant les incertitudes." Compiègne, 1993. http://www.theses.fr/1993COMP645S.

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Abstract:

Le but de cette thèse consiste à réaliser un modèle cylindrique local de l'environnement pour un robot mobile autonome, à période fixe, permettant d'intégrer des données venant de différents senseurs. Le premier chapitre présente une définition d'un robot mobile autonome, au point de vue technologique. Le chapitre II développe l'une des composantes de la perception qui est la fusion de données issues de divers senseurs. Celle-ci est étudiée par l'analyse des approches et travaux dans ce domaine, de laboratoires français et étrangers. Le problème de la fusion est ensuite posé, et la nécessité d'introduire la composante temporelle dans les données est démontrée. Cette dimension est introduite par deux moyens, la rapidité d'obtention du modèle, et par son estimation pour un instant donné. Cette approche originale réalise ce modèle estimé en tenant compte des incertitudes de chacun des senseurs mis en jeu (odomètre, proximètres ultrasonores, goniométrie infrarouge, télémétrie LASER), pour construire un modèle local cylindrique. Pour cela, un modèle de comportement des senseurs est établi, et leurs incertitudes de mesures sont identifiées. L’estimée de la position du robot mobile autonome à l'instant suivant, est alors calculée afin de prédire le modèle polaire de l'environnement. A partir de ces données, un simulateur de systèmes de perception est mis en oeuvre dans le but de valider les calculs et les hypothèses. Le principe de ce simulateur est décrit à la fin du troisième chapitre. Cet outil permet de définir les différentes composantes de cette approche, en en dégageant les faiblesses et les forces. Enfin, une expérimentation est réalisée sur le robot mobile ROBBY. Les outils réalisés sont mis en oeuvre sur la base d'architectures informatique et matérielle originales. Elles se caractérisent par une ouverture totale à l'intégration d'autres systèmes sensoriels

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Hardt, Hans-Joachim von der. "Contribution au pilotage et à la localisation d'un robot mobile." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1997. http://www.theses.fr/1997INPL120N.

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Abstract:

Les travaux présentés dans ce mémoire traitent des problèmes relatifs au pilotage et à la localisation d'un robot mobile à roues. Le système de pilotage développé permet d'asservir un véhicule de type fauteuil roulant électrique sur des trajectoires de référence composées de segments rectilignes et de segments en forme de splines polaires. La localisation relative du robot mobile est assurée par un système multicapteur constitué de deux codeurs incrémentaux (odométrie), un gyromètre et un magnétomètre. Le calibrage étant primordial pour les performances du système multicapteur, une méthode d'autocalibrage est développée permettant d'exécuter simultanément et de manière automatique le calibrage de tous les capteurs. La redondance des données sensorielles est exploitée afin d'identifier les paramètres du système qui sont a priori inconnus. L’estimation de l'état du robot mobile est réalisée par un filtre de Kalman étendu développé pour le traitement séquentiel des données sensorielles. Les algorithmes présentés ont été implantés et validés sur la plate-forme expérimentale romane

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Seguel, González Fabián Esteban. "Robust localization system using Visible Light Communication technology for underground mines." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2020. http://www.theses.fr/2020LORR0012.

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Abstract:

En raison des progrès des appareils électroniques et des technologies de communication, de nouvelles règles de sécurité doivent être appliquées afin d'exploiter les mines souterraines de façon sécuritaire et optimale. En 2006, le gouvernement américain a mis à jour ses politiques de sécurité et a adopté la PUBLIC LAW109-236. Cette nouvelle réglementation établit que l'emplacement actuel, ou immédiatement avant l'accident, de tout le personnel souterrain doit être livré à une station de surveillance extérieure. Malgré les récents progrès des systèmes de suivi et de positionnement pour les environnements intérieurs, les mines souterraines constituent un cadre unique, qui impose des contraintes différentes aux technologies actuelles. Au cours des dernières années, les communications par lumière visible (VLC) ont attiré l'attention des chercheurs, grâce principalement aux progrès récents dans la fabrication des diodes électroluminescentes. Le développement rapide des systèmes VLC a encouragé les chercheurs à proposer des solutions de positionnement basées sur cette technologie. Le positionnement par lumière visible (VLP) présente plusieurs avantages par rapport aux méthodes de positionnement traditionnelles. La plupart des méthodes VLP ont été évaluées dans des scénarios où un réseau VLC dense et bien déployé existe. Les mines souterraines, d'autre part, sont un environnement dynamique et intrinsèquement dangereux et la plupart des hypothèses formulées pour les environnements intérieurs traditionnels ne sont pas satisfaites. La faisabilité de l'utilisation d'un système VLP dans de telles conditions et capable de répondre aux exigences de positionnement reste une question ouverte. Afin de répondre à cette question, nous étudions les contraintes, limites et exigences des technologies actuelles lorsqu'elles sont appliquées en milieu minier souterrain afin de déterminer la meilleure architecture garantissant le service de positionnement tout en répondant aux exigences de localisation. Nous avons développé une plate-forme réelle à faible coût et à grande échelle pour évaluer les performances des méthodes de positionnement en lumière visible. Finalement, une nouvelle méthode de positionnement robuste est présentée. Contrairement à la plupart des méthodes existantes dans la littérature, notre proposition n'est pas directement dérivée des méthodes basées sur les RF. La robustesse de notre méthode à plusieurs perturbations a été testée
Advances in electronics and communications technology have created new safety regulations that must be applied in order to operate underground mines safely and optimally. In 2006, the U.S. government updated its safety policies and adopted PUBLIC LAW109-236. As a result, monitoring of personnel inside underground tunnels is now mandatory for mining operations. This new regulation establishes that the current location, or immediately prior to the accident, of all underground personnel must be delivered to an external monitoring station. Despite recent advances in tracking and positioning systems for indoor environments, underground mines provide a unique environment that places different constraints on current technologies. In recent years, Visible Light Communications (VLC) has attracted the attention of researchers, mainly due to recent advances in the manufacture of Light Emitting Diodes. The rapid development of VLC systems has encouraged researchers to propose positioning solutions based on this technology. Visible light positioning (VLP) has several advantages over traditional positioning methods. Most VLP methods have been evaluated in scenarios where a dense and well-deployed VLC network exists. Underground mines, on the other hand, are a dynamic and inherently hazardous environment and most of the assumptions made for traditional indoor environments are not met. The feasibility of using a VLP system under such conditions and capable of meeting positioning requirements remains an open question. In order to answer this question, we study the constraints, limitations and requirements of current positioning technologies when applied in an underground mining environment in order to determine the best architecture to guarantee the positioning service while meeting the location requirements. Our proposal uses the positioning limitations, capabilities and requirements to design a low-cost, large-scale positioning architecture. Using this design, we have developed a real-world platform to evaluate the performance of visible light positioning methods. Finally, a new robust positioning method is presented. Unlike most existing methods in the literature, our proposal is not directly derived from RF-based methods. The robustness of our method to multiple perturbations (errors in the measurement of height, tilt angles, and multipath propagation due to light reflections from walls) has been tested

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Villamizar, Mejia Rodolfo. "Robust control of systems subjected to uncertain disturbances and actuator dynamics." Doctoral thesis, Universitat de Girona, 2005. http://hdl.handle.net/10803/7729.

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Abstract:

Esta tesis está enfocada al diseño y validación de controladores robustos que pueden reducir de una manera efectiva las vibraciones structurales producidas por perturbaciones externas tales como terremotos, fuertes vientos o cargas pesadas. Los controladores están diseñados basados en teorías de control tradicionalamente usadas en esta area: Teoría de estabilidad de Lyapunov, control en modo deslizante y control clipped-optimal, una técnica reciente mente introducida : Control Backstepping y una que no había sido usada antes: Quantitative Feedback Theory. La principal contribución al usar las anteriores técnicas, es la solución de problemas de control estructural abiertos tales como dinámicas de actuador, perturbaciones desconocidas, parametros inciertos y acoplamientos dinámicos. Se utilizan estructuras típicas para validar numéricamente los controladores propuestos. Especificamente las estructuras son un edificio de base aislada, una plataforma estructural puente-camión y un puente de 2 tramos, cuya configuración de control es tal que uno o mas problemas abiertos están presentes. Se utilizan tres prototipos experimentales para implementar los controladores robustos propuestos, con el fin de validar experimentalmente su efectividad y viabilidad. El principal resultado obtenido con la presente tesis es el diseño e implementación de controladores estructurales robustos que resultan efectivos para resolver problemas abiertos en control estructural tales como dinámicas de actuador, parámetros inciertos, acoplamientos dinámicos, limitación de medidas y perturbaciones desconocidas.
This dissertation focuses on the design and validation of robust controllers that can effectively reduce vibrations in structures due to external disturbances such as earthquakes, strong winds or heavy dynamic loads. The design of the controllers is based on control theories traditionally used in structural control: Lyapunov stability theory, Sliding Mode Control and Clipped-Optimal Control, another recently introduced: Backstepping Control and one that had not been used before in this control area: Quantitative Feedback Theory. The main advantage by using these techniques is that some open structural problems such as actuator dynamics, uncertain disturbances, uncertain parameters, measurement limitation and dynamic coupling can be treated. Numerical validation of the controllers proposed is performed on typical structural models. A 10-story base isolated structure, a truck-bridge structural platform and a two-span bridge are used. Their control scheme contains inherit one o more open structural control problems. Three experimental prototypes are used to implement the robust controllers proposed, in order to experimentally verify their viability and effectiveness. The main contribution of the present thesis is obtaining robust structural controllers, numerically and experimentally verified, that account structural control problems such as actuator dynamics, uncertain parameters, dynamic coupling, measurement limitations and unknown disturbances and based on novel control techniques.

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Belleval, Christophe. "Robust Statistics Applied to Radio Astronomy : Radio Frequency Interference Mitigation and Automated Spectral Line Detection for Broadband Surveys." Thesis, Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019PSLEO009.

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Abstract:

La nouvelle génération de radiotélescopes couplée avec les outils de numérisation à haute performance offrent des opportunités sans précédent en matière d'étude de l'environnement galactique et extragalactique. L'énorme quantité de données produites pose un certain nombre de défis, parmi lesquels : enregistrer des flux de données à très haut débit, en stocker temporairement des quantités considérables, adapter les logiciels à un traitement de masse, et fournir aux chercheurs des outils pratiques d'analyse.J'ai écrit cette thèse autour de deux thèmes. Premièrement la gestion des interférences électromagnétiques, et deuxièmement la mise au point de méthodes de détection automatique en aveugle de raies spectrales. Les algorithmes que je décris ont été développé à partir d'observations effectuées au radiotélescope décimétrique de Nanc{c}ay et enregistrées avec le spectromètre à large bande et haute fréquence d'échantillonnage WIBAR. Contrairement à l'analyse spectrale classique, ces algorithmes traitent les séries temporelles de densité de flux. Dans le but d'éliminer les interférences électromagnétiques et de détecter automatiquement des raies spectrales, j'ai choisi d'appliquer à ces séries temporelles des procédés issus des statistiques robustes, à savoir des paramètres de position, d'échelle, et de régression non linéaire qui sont insensibles aux données aberrantes.Dans la première partie, je présente les bases de la statistique appliquée à la radioastronomie, et plus spécifiquement des statistiques robustes appliquées à ce projet. Je décris les propriétés de différents paramètres de position, d'échelle et de régression, et en discute les avantages et inconvénients. Dans la seconde partie, après avoir présenté les caractéristiques du spectromètre WIBAR, j'expose les paradigmes et choix fondamentaux qui m'ont guidé dans le développement à cet effet du logiciel RObust Elusive Line detection (ROBEL). Dans la troisième partie, je présente et discute les résultats d'une part d'observations de radiosources effectuées avec WIBAR et traitées par ROBEL, d'autre part de la détection et de l'élimination de différents types d'interférences électromagnétiques. Je conclus en présentant les perspectives de développement, en particulier l'adaptation de tels procédés aux interféromètres dans le cadre de SKA
The advent of a new generation of radio telescopes coupled with digital processing hardware have provided tremendous new opportunities for extensive studies of the Galactic and extra galactic environment. In parallel, the nowadays huge amount of data produced has generated specific challenges. Among others: to secure high-speed data capture, to temporarily store huge quantities of raw data, to upgrade processing to this new data profile, and to provide researchers practical tools of analysis.In this thesis I have focused on two issues. Firstly the mitigation of radio frequency interference (RFI), and secondly practical methods for automated blind detection of spectral lines. The algorithms I present have been developed using observational data from the decimetric 100m-class single-dish Nanc{c}ay Radio Telescope (France) acquired with the WIBAR broadband and high sampling rate spectrometer. Contrary to classical spectral data analysis, The algorithms I have developed take into account time-series of flux-density. In order to excise RFI and detect spectral lines, I chose to apply robust statistics to these time-series, i.e., estimators of location and scale as well as regression which are immune to statistical outliers.In the first part, I lay down the basics of robust statistics applied to radio astronomy, used for this project: after having recalled basics of classical statistics in the context of radio astronomy, I discuss the pros and cons of several robust estimators of location and scale, followed by an evaluation of options for robust regression pertaining to the aims of this project. In the second part, I first describe the technical properties of the WIBAR broadband receiver, and then the fundamental assumptions and choices I have made to setup the architecture of the RObust Elusive Line detection (ROBEL) post-processing software I have developed for this matter. In the third part, I present results first from observations of different sources with WIBAR, and second related to RFI mitigation. After having discussed current issues, I conclude with possible future developments in interferometry in the SKA context

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Génevé, Lionel. "Système de déploiement d'un robot mobile autonome basé sur des balises." Thesis, Strasbourg, 2017. http://www.theses.fr/2017STRAD024/document.

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Abstract:

Cette thèse s’inscrit dans le cadre d’un projet visant à développer un robot mobile autonome capable de réaliser des tâches spécifiques dans une zone préalablement définie par l’utilisateur. Afin de faciliter la mise en œuvre du système, des balises radiofréquences fournissant des mesures de distance par rapport au robot sont disposées au préalable autour du terrain. Le déploiement du robot s’effectue en deux phases, une première d’apprentissage du terrain, puis une seconde, où le robot effectue ses tâches de façon autonome. Ces deux étapes nécessitent de résoudre les problèmes de localisation et de localisation et cartographie simultanées pour lesquels différentes solutions sont proposées et testées en simulation et sur des jeux de données réelles. De plus, afin de faciliter l’installation et d’améliorer les performances du système, un algorithme de placement des balises est présenté puis testé en simulation afin de valider notamment l’amélioration des performances de localisation
This thesis is part of a project which aims at developing an autonomous mobile robot able to perform specific tasks in a preset area. To ease the setup of the system, radio-frequency beacons providing range measurements with respect to the robot are set up beforehand on the borders of the robot’s workspace. The system deployment consists in two steps, one for learning the environment, then a second, where the robot executes its tasks autonomously. These two steps require to solve the localization and simultaneous localization and mapping problems for which several solutions are proposed and tested in simulation and on real datasets. Moreover, to ease the setup and improve the system performances, a beacon placement algorithm is presented and tested in simulation in order to validate in particular the improvement of the localization performances

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Khalid, Rameez. "Progress in Transferable Work-load Projects : Development of a Robust Method for the Evaluation and Forecasting of Distributed Progress." Thesis, Toulouse, INPT, 2009. http://www.theses.fr/2009INPT051G/document.

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Abstract:

Mesurer l'avancement de gros projets est toujours difficile car la charge de travail est partagée entre les départements d'une entreprise ou même entre des entreprises réparties dans le monde. La littérature de niveau recherche sur la gestion des projets a été passée en revue pour découvrir les différentes techniques applicables. Les outils largement utilisés pour prévoir et mesurer l'avancement des projets, comme la méthode de la valeur acquise (Earned Value Analysis), Progress Plot, Milestone and Resource slip charts, Concurrent Engineering, peuvent être utilisés. Le problème étudié est lié à l'industrie pharmaceutique où de nouveaux traitements ou médicaments sont développés, et où l'efficacité d'un traitement médical est testée sur des patients répartis à travers le monde. Beaucoup de variables augmentent la complexité et l'ambiguïté du problème étudié. L'objectif principal est d'analyser l'efficacité d'une solution dans différentes situations au cours du projet, de sorte que la durée soit la plus réduite possible, et que les objectifs soit atteints au moindre coût. Les résultats suggèrent que la relocalisation des patients dans les pays produit de meilleurs résultats en terme d'avancement de projet
In large projects measuring progress is always difficult due to the complexities involved, because the realization is shared among departments of a firm or even between firms disseminated all over the world. Project management and operations research literature is reviewed for discovering various techniques applicable. Widely used tools for progress measurement and forecasting, such as Earned Value Analysis, Progress Plot, Milestone and Resource slip charts, concurrent engineering, can be employed. This thesis is based on a problem of pharmaceutical industry where the effectiveness of a certain medical treatment is examined on patients in a number of countries. The number of variables involved increase the complexity of this problem. The main objective is to analyze the effectiveness of a solution in different situations during the project such that a better project duration and a lower cost can be achieved. Our findings suggest that reallocation of patients among countries produces better results in terms of progress

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Leborne, François. "Contributions à la commande de bras manipulateurs de robot sous-marin pour la manipulation à grande profondeur d'échantillons biologiques déformables." Thesis, Montpellier, 2018. http://www.theses.fr/2018MONTS044/document.

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Abstract:

Dans le cadre de la collecte sous-marine d'échantillons biologiques et minéraux pour la recherche scientifique par un robot sous-marin équipé de bras manipulateurs, ce projet de thèse a pour but principal le développement de nouvelles techniques de manipulation des échantillons, plus fiables, permettant d'en assurer l'intégrité physique et leur exploitabilité par les chercheurs. Les nouvelles techniques de manipulation proposées prennent en compte l'actionnement particulier des nouveaux bras électriques sous-marins équipant les engins récents, afin d'augmenter la précision du positionnement des outils embarqués par le manipulateur. Un outil amovible, compliant, et mesurant les efforts d'interaction entre les bras du sous-marin et leur environnement est aussi proposé, et des méthodes permettant de tirer partie des caractéristiques de cet outil sont développées et testées expérimentalement. L'engin sous-marin hybride HROV Ariane, équipé de deux bras électriques hétérogènes, offre la plateforme opérationnelle pour la validation expérimentale des solutions proposées
The research carried out in the scope of this doctorate degree aims to develop innovative techniques to improve the collection of biological and mineral samples underwater using robotic manipulators. The end goal is to enhance the handling by robotic means in order to maximise sample quality provided to marine scientists. The proposed techniques are based on an in-depth analysis of the robotic arm actuators used in most recent underwater intervention vehicles, in order to improve the accuracy of the positionning of the tools held by the manipulator arms. An instrumented tool has also been developed with the aim to measure the reaction forces and adapt the interaction between the arm's end-effector and its environment to improve samples handling. These methods and the other contributions described in this thesis have been experimentally validated using Ifremer's hybrid-ROV Ariane equipped with two electrically actuated heterogeneous robotic arms

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ROBERT, DE SAINT VINCENT ARNAUD. "Perception et modelisation de l'environnement d'un robot mobile : une approche par stereovision." Toulouse 3, 1986. http://www.theses.fr/1986TOU30161.

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Abstract:

Le travail presente s'insere dans le cadre des recherches menees au sein de l'equipe robotique du laas sur le robot hilare. Il est consacre a la perception et a la modelisation geometrique de l'environnement. L'approche proposee est basee sur la stereovision passive. Les segments de contour extraits de deux images stereoscopiques sont mis en correspondance par un algorithme de prediction-verification d'hypotheses. Apres calibration des cameras, ces segments sont localises dans l'espace 3d et utilises pour la modelisation geometrique de la scene. Les plans verticaux sont tout d'abord extraits par une methode de prediction-verification. Les zones complexes de l'environnement sont ensuite circoncrites par des enveloppes polygonales. Une carte planaire de l'espace occupe, dediee au systeme de navigation, est ainsi construite. L'integration de ces algorithmes a un systeme de perception multisensoriel incluant un telemetre laser et un module de vision dynamique est enfin presentee

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Fanton, Hervé. "Cartographie rapide de l'environnement local d'un robot mobile autonome." Grenoble INPG, 1989. http://www.theses.fr/1989INPG0130.

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Proposition d'une methode de carte locale destinee a la navigation d'un robot mobile autonome mettant en uvre un telemetre laser, une modelisation du monde par des grilles et une architecture parallele hybride de type nimo-simo

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MARIETTE, STEPHANIE. "Mesure de la diversite genetique intra et inter-populations : echantillonnage intra-genome et choix des marqueurs. applications experimentales sur quercus petraea, quercus robur et pinus pinaster." Paris, ENGREF, 2001. http://www.theses.fr/2001ENGR0002.

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Les travaux de cette these portent sur la comparaison d'outils moleculaires pour estimer la diversite genetique intra-population et la differenciation genetique entre populations sur un meme echantillonnage de populations. Nous avons pour cela utilise une approche par bibliographie (analyse des resultats d'articles comparant deux ou plusieurs types de marqueurs sur un ensemble de populations), une approche par simulation (modelisation d'un genome dans lequel on echantillonne des marqueurs de type aflp et de type microsatellite) et une approche experimentale (estimation de la diversite et de la differenciation a l'aide de marqueurs aflp et de microsatellites sur des populations de chenes sessile et pedoncule en melange et sur des populations de pin maritime de provenance landaise et de provenance corse). Les trois approches tendent a montrer que les marqueurs moleculaires sont generalement comparables dans la mesure de la differenciation entre populations. En revanche, les estimations de diversite intra-population par deux marqueurs ne sont que tres rarement a la fois positivement et significativement correlees. Nous avons cherche a expliquer cette absence generale de correlation entre mesures de diversite par deux marqueurs differents par voie de simulation. La premiere hypothese que nous avons emise pour expliquer ce resultat est qu'un faible nombre de locus est generalement utilise dans les etudes comparatives. Ce faible nombre de locus ne representerait pas l'heterogeneite du genome pour la diversite, d'ou l'absence de correlation entre les estimations de diversite. Nous montrons effectivement que la taille d'echantillonnage influe sur les correlations mesurees (correlation entre genome et marqueur et correlation entre deux types de marqueurs). Les resultats de simulation montrent egalement que l'augmentation du nombre de locus est particulierement necessaire lorsque l'heterogeneite du genome est forte. Cependant, si les populations ne sont pas a l'equilibre genetique et/ou si elles ne sont pas differenciees, les correlations entre marqueurs sont egalement faibles. Le travail de cette these contribue a montrer l'importance de l'echantillonnage intra-genome pour estimer les parametres de diversite en genetique des populations.

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SAINT-MARC, PHILIPPE. "Outils fondamentaux pour l'analyse d'images en robotique." Clermont-Ferrand 2, 1988. http://www.theses.fr/1988CLF21118.

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Abstract:

Probleme de la vision artificielle en robotique en particulier reconnaissance d'objets tridimensionnels. Segmentation des contours. Methodes de filtrage adaptatif pour extraire les lignes significatives. Utilisation de capteurs tridimensionnels. Application a la navigation d'un robot mobile

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Cotton, Sébastien. "Modélisation, dynamique et estimation du centre de masse de robots humanoïdes." Thesis, Montpellier 2, 2010. http://www.theses.fr/2010MON20018/document.

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Abstract:

Avant de pouvoir interagir avec l'homme, les robots humanoïdes doivent encore être largement améliorés, tant au niveau de leur modélisation, de leur commande que de leur conception. Contrairement aux robots manipulateurs la notion de centre de masse est prédominante chez les robots humanoïdes et sera au centre de la gestion de leur équilibre. C'est donc dans ce cadre que s'inscrit cette thèse dont le but est de proposer une modélisation précise du centre de masse des robots humanoïdes dont la complexité ne cesse d'augmenter. En effet les modèles utilisés aujourd'hui pour définir la trajectoire du centre de masse sont des modèles simplifiés des robots humanoïdes. Les travaux de cette thèse s'articulent autour de trois contributions majeures : la modélisation cinématique et dynamique ainsi que l'estimation du centre de masse de robots humanoïdes. La première contribution propose une transformation de la structure arborescente de l'humanoïde en une chaîne virtuelle série localisant son centre de masse et permettant une commande cinématique adaptée de ce dernier. La dynamique du robot est ensuite exprimée en son centre de masse permettant ainsi une description exacte de ses accélérations. À ce titre, le concept de manipulabilité dynamique du centre de masse est introduit. Enfin grâce à la modélisation sous forme de chaîne virtuelle, une méthodologie qui s'impose aujourd'hui comme référence dans le domaine de l'estimation du centre de masse chez l'humain est proposée. De nombreuses expérimentations illustrent tout au long de cette thèse l'application et l'utilité de ces travaux
Before they can interact with men, humanoid robots must be strongly enhanced in their modeling, their control and their design. Contrary to manipulator robots, the notion of center of mass is predominant in humanoid robots and will be central to the management of their balance. In this context, this thesis aims to provide accurate modeling of the center of mass of humanoid robots, whose complexity is increasing. Indeed, the models used today to determine the trajectory of center of mass are simplified models of humanoid robots. The works of this thesis revolve around three major contributions : kinematics and dynamics modeling as well as the estimation of the center of mass of humanoid robots. The first part proposes a transformation of the tree structure of the humanoid in a virtual serial chain locating its center of mass and allowing an adapted control of the latter. The dynamics of the robot is then expressed in the center of mass space allowing an accurate description of its acceleration. As such, the concept of dynamic manipulability of the center of mass is introduced. Finally, through the modeling in a virtual chain, a methodology that is today a reference in the field of center of mass estimation in humans is proposed. Many experiments show throughout this thesis the application and usefulness of this work

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Durieu, Cécile. "Algorithmes de localisation d'un robot mobile dans un milieu balisé par mesures de distance ou d'angle de gisement en tenant compte des données aberrantes : algorithmes de calibration et recalage du champ de balises." Paris 11, 1989. http://www.theses.fr/1989PA112039.

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Abstract:

Dans cette thèse, nous présentons des algorithmes de localisation d'un robot mobile qui se déplace dans un milieu balisé. Après avoir fait le tour des différents capteurs et techniques de localisation -navigation des robots mobiles, nous définissons la solution proposée : capteurs non-sophistiqués avec informations faciles à traiter. Deux types de capteurs sont envisagés : télémètre U. S. /I. R. Avec balises actives et goniomètres avec balises passives. Afin de développer et tester différents algorithmes, nous avons décrit les capteurs utilisés et élaboré un modèle statistiquue des mesures. Des algorithmes d'optimisation de la position du robot à partir d'une position approchée sont ensuite étudiés en utilisant au mieux toutes les informations provenant des balises. Le critère retenu est celui des moindres carrés repondérés. Deux algorithmes itératifs sont comparés ; gradient à pas prédéterminé et Gauss-Newton. Une étude, d'abord menée avec des mesures exactes puis "régulières", permet de conclure que la méthode du second ordre est la plus rapide et que l'estimateur obtenu est quasi-efficace. Un test de cohérence entre les grandeurs mesurées et estimées permet de détecter et rejeter les mesures aberantes. Un algorithme de localisation du véhicule lorsque sa position n'est pas du tout connue est ensuite proposé, la méthode tenant toujours compte du fait que certaines mesures peuvent être aberrantes. Une méthode d'identification des balises lorsqu'elles ne sont pas codées est également décrite ainsi qu'un algorithme de calibration initiale du champ de balises. Nous envisageons aussi de recaler la position plus ou moins précise accordée à certaines balises portables, en utilisant le formalisme de Kalman. La fusion d'informations, dans ce même formalisme, est enfin développée en utilisant les informations provenant des balises et celles d'un système de mesure des déplacements du véhicule et ce, dans le but d'avoir une meilleure estimation de la position du robot
This thesis analyses algorithms for the localisation of a mobile robot in a beaconed environment. A bibliographical study of different sensors and localization-navigation algorithms for mobile robots allows us to describe the proposed solution : non-sophisticated sensors giving easy-to-compute data. Two kinds of sensors are studied : an ultrasonic/infra-red telemeter with active beacons and a goniometer with passive beacons. A statistical model has been established from a theoretical study of measurement errors. This model is used to compare different localization algorithms and to analyse the feasibility of the sensors. Optimization algorithms giving the robot position while using at best all the beacons data are then studied. We use a reweighted least square criterion. Two iterative methods are compared, the gradient algorithm and the Newton-Gauss method, at first with exact data then with noisy data. We conclude that the second order method is the best one and that we obtain a quasi-efficient estimator of the robot position. Results form previous sections allow us to design a coherence test used to detect and reject aberrant data. An algorithm to find the position of the vehicle when its position is not known form vrevious measurements is then described. This method takes aberrant data into account. An identification method for non-coded beacons is also given, as well as an algorithm for the initial calibration of the field of beacons. Some beacons being portable, we give a method to relocate their position, in the Kalman filtering formalism. Finally, using the same formalism, a data fusion algorithm is used to obtain a better-estimation of the robot position by using information given by the beacons and by a system, measuring the displacements of the vehicle

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Coguenanff, Corentin. "Conception robuste aux incertitudes des systèmes légers bois envibro-acoustique linéaire." Thesis, Paris Est, 2015. http://www.theses.fr/2015PESC1166/document.

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Abstract:

La compréhension et la prédiction du comportement vibro-acoustique des systèmes légers bois du bâtiment constitue un enjeu scientifique d'actualité. En 2015 une étude montrait encore que presque la moitié de ces systèmes constructifs n'offrait pas satisfaction. Un modèle prédictif à l'échelle du bâtiment, en cours de normalisation, permet de prendre en compte la performance individuelle des différents systèmes séparatifs pour remonter à un niveau de performance globale. La difficulté scientifique réside alors dans l'évaluation de la performance individuelle associée à chaque conception admissible, dans un vaste ensemble de systèmes techniquement réalisables. Dans cette recherche, une méthodologie est proposée pour la construction de modèles numériques capables de prendre en compte, aux basses fréquences, la complexité et la diversité des systèmes bois constitués de multiples plaques, poutres, cavités acoustiques et matériaux poroélastiques. En accord avec les procédures d'évaluation normalisées, des modèles déterministes pour les excitations mécaniques du système sont construits. Une approche probabiliste est alors développée en réponse à la problématique des incertitudes liées à la construction légère. Ainsi, en résolvant un problème stochastique inverse utilisant des données expérimentales pour identifier les hyperparamètres de modèles probabilistes développés, il est possible de quantifier la propagation des incertitudes du système à la performance prédite en conditions de laboratoire. Par suite, des configurations optimales, robustes aux incertitudes, sont recherchées. Du fait de la nature combinatoire du problème d'optimisation, un algorithme génétique, particulièrement adapté à un espace de recherche discret ainsi qu'à l'optimisation multi-objectif, est mis en oeuvre. Dans les cas traités, les configurations optimales tendent vers une maximisation de la rigidité structurelle
Being able to understand and predict the vibroacoustic behavior of lightweight wood-based building systems contitute a serious scientific concern. In 2015, acoustic comfort investigation claims that unsatisfactions are expressed with respect to around 50% of such constructions. In particular, low frequency discomfort is target of criticism. A methodology was proposed, currently running through standardisation process, which translates the individual performance of the building systems into a global building performance index. The challenge consequently lies in the prediction of the individual performances in regard to the wide spread of wood based designs. In this research, a methodology is introduced for the construction of computational models able to handle the complexity and diversity of the systems, constituted of multiple boards, stiffeners, cavities and poroelastic media. Structural excitations of the system are constructed according to standard evaluation procedures. Then, a probabilistic approach is undertaken in order to take into account the uncertainty problematic, inherent to lightweight wood based constructions. In particular, stochastic inverse problems are constructed to identify, from experimental measurements, hyperparameters associated with ad hoc probabilistic models. Eventually, uncertainty quantification can be performed in regard to predicted performance in laboratory conditions. Following, robust optimal designs are sought in the presence of uncertainties. No continuous mapping from the search space of the configurations to the space of the fitness functions representative of the objective performance exists and derivatives cannot be defined. By way of consequence, the class of the evolutionnary algorithm, suited to discrete search spaces as well as multi-objective optimisation, is chosen. Considered optimisation problems displayed preferential directions of the genetic algorithm towards stiffest admissible designs

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Amailland, Sylvain. "Caractérisation de sources acoustiques par imagerie en écoulement d'eau confiné." Thesis, Le Mans, 2017. http://www.theses.fr/2017LEMA1037/document.

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Abstract:

Les exigences en matière de bruit rayonné par les navires de la Marine ou de recherche engendrent le développement de nouvelles méthodes pour améliorer leurs caractérisations. Le propulseur, qui est la source la plus importante en champ lointain, est généralement étudié en tunnel hydrodynamique. Cependant, compte tenu de la réverbération dans le tunnel et du niveau élevé du bruit de couche limite turbulente (CLT), la caractérisation peut s’ avérer délicate. L'objectif de la thèse est d'améliorer les capacités de mesures acoustiques du Grand Tunnel Hydrodynamique (GTH) de la DGA en matière de bruits émis par les maquettes testées dans des configurations d'écoulement.Un modèle de propagation basé sur la théorie des sources images est utilisé afin de prendre en compte le confinement du tunnel. Les coefficients de réflexion associés aux parois du tunnel sont identifiés par méthode inverse et à partir de la connaissance de quelques fonctions de transfert. Un algorithme de débruitage qui repose sur l’ Analyse en Composantes Principales Robuste est également proposé. Il s'agit de séparer, de manière aveugle ou semi-aveugle, l’ information acoustique du bruit de CLT en exploitant, respectivement, la propriété de rang faible et la structure parcimonieuse des matrices interspectrales du signal acoustique et du bruit. Ensuite, une technique d'imagerie basée sur la méthode des sources équivalentes est appliquée afin de localiser et quantifier des sources acoustiques corrélées ou décorrélées. Enfin, la potentialité des techniques proposées est évaluée expérimentalement dans le GTH en présence d'une source acoustique et d'un écoulement contrôlé
The noise requirements for naval and research vessels lead to the development of new characterization methods. The propeller, which is the most important source in the far field, is usually studied in a water tunnel. However, due to the reverberation in the tunnel and the high level of flow noise, the characterization may be difficult. The aim of the thesis is to improve the measurement capabilities of the DGA Hydrodynamic tunnel (GTH) in terms of noise radiated by models in flow configurations.The propagation model is described through the image source method. Unfortunately, the reflection coefficients of the tunnel walls are generally unknown and it is proposed to estimate these parameters using an inverse method and the knowledge of some reference transfer functions. The boundary layer noise (BLN) may be stronger than the acoustic signal, therefore a Robust Principal Component Analysis is introduced in order to separate, blindly or semi-blindly, the acoustic signal from the noise. This algorithm is taking advantage of the low rank and sparse structure of the acoustic and the BLN cross-spectrum matrices. Then an acoustic imaging technique based on the equivalent source method is applied in order to localize and quantify correlated or decorrelated sources. Finally, the potentiality of the proposed techniques is evaluated experimentally in the GTH in the presence of an acoustic source and a controlled flow

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Merlet, Jean-Pierre. "Contribution à la formalisation de la commande par retour d'efforts en robotique : application à la commande de robots parallèles." Paris 6, 1986. http://www.theses.fr/1986PA066296.

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Abstract:

Recherches dans les systèmes robotisés à retour d'efforts. Quelques cas d'assemblage. Capteurs de force. Mécanique de l'assemblage. C-surfaces et définition de tache. Commande avec modèle de comportement. Méthode locale et fonction d'évaluation. Commande avec c-surface. Robots parallèles.

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Carmassi, Mathieu. "Uncertainty quantification and calibration of a photovoltaic plant model : warranty of performance and robust estimation of the long-term production." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLA042/document.

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Abstract:

Les difficultés de mise en œuvre d'expériences de terrain ou de laboratoire, ainsi que les coûts associés, conduisent les sociétés industrielles à se tourner vers des codes numériques de calcul. Ces codes, censés être représentatifs des phénomènes physiques en jeu, entraînent néanmoins tout un cortège de problèmes. Le premier de ces problèmes provient de la volonté de prédire la réalité à partir d'un modèle informatique. En effet, le code doit être représentatif du phénomène et, par conséquent, être capable de simuler des données proches de la réalité. Or, malgré le constant développement du réalisme de ces codes, des erreurs de prédiction subsistent. Elles sont de deux natures différentes. La première provient de la différence entre le phénomène physique et les valeurs relevées expérimentalement. La deuxième concerne l'écart entre le code développé et le phénomène physique. Pour diminuer cet écart, souvent qualifié de biais ou d'erreur de modèle, les développeurs complexifient en général les codes, les rendant très chronophages dans certains cas. De plus, le code dépend de paramètres à fixer par l'utilisateur qui doivent être choisis pour correspondre au mieux aux données de terrain. L'estimation de ces paramètres propres au code s'appelle le calage. Cette thèse propose dans un premier temps une revue des méthodes statistiques nécessaires à la compréhension du calage Bayésien. Ensuite, une revue des principales méthodes de calage est présentée accompagnée d'un exemple comparatif basé sur un code de calcul servant à prédire la puissance d'une centrale photovoltaïque. Le package appelé CaliCo qui permet de réaliser un calage rapide de beaucoup de codes numériques est alors présenté. Enfin, un cas d'étude réel d'une grande centrale photovoltaïque sera introduit et le calage réalisé pour effectuer un suivi de performance de la centrale. Ce cas de code industriel particulier introduit des spécificités de calage numériques qui seront abordées et deux modèles statistiques y seront exposés
Field experiments are often difficult and expensive to make. To bypass these issues, industrial companies have developed computational codes. These codes intend to be representative of the physical system, but come with a certain amount of problems. The code intends to be as close as possible to the physical system. It turns out that, despite continuous code development, the difference between the code outputs and experiments can remain significant. Two kinds of uncertainties are observed. The first one comes from the difference between the physical phenomenon and the values recorded experimentally. The second concerns the gap between the code and the physical system. To reduce this difference, often named model bias, discrepancy, or model error, computer codes are generally complexified in order to make them more realistic. These improvements lead to time consuming codes. Moreover, a code often depends on parameters to be set by the user to make the code as close as possible to field data. This estimation task is called calibration. This thesis first proposes a review of the statistical methods necessary to understand Bayesian calibration. Then, a review of the main calibration methods is presented with a comparative example based on a numerical code used to predict the power of a photovoltaic plant. The package called CaliCo which allows to quickly perform a Bayesian calibration on a lot of numerical codes is then presented. Finally, a real case study of a large photovoltaic power plant will be introduced and the calibration carried out as part of a performance monitoring framework. This particular case of industrial code introduces numerical calibration specificities that will be discussed with two statistical models

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Artus, Guillaume. "Application de l'approche par fonctions transverses à la commande de véhicules non-holonomes manoeuvrants." Paris, ENMP, 2005. http://www.theses.fr/2005ENMP1286.

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Abstract:

Ce travail de thèse se place dans le cadre de la conduite automatisée des véhicules sur roues. Notre objectif est le développement et l´expérimentation d´une nouvelle approche de commande des systèmes non-linéaires en vue du suivi d´une cible, associée par exemple à un véhicule de référence. L´originalité de ce travail est que la cible n´est pas contrainte dans ces mouvements et peut donc suivre des trajectoires non réalisables par le véhicule commandé. Il devient ainsi possible d´effectuer le suivi d´un véhicule de référence quelque soit le mouvement de celui-ci (marche avant, marche arrière, manoeuvres. . . ). L´approche de commande étudiée ici est basée sur le concept de fonction transverse, et consiste à effectuer une stabilisation pratique du repère cible. Dans un premier temps, nous analysons l´influence des paramètres de commande sur le suivi du repère. A partir de cette analyse, nous proposons ensuite de nouvelles commandes qui permettent d´améliorer la précision du suivi et le comportement du système lors des phases transitoires. Enfin, nous présentons des résultats d´expérimentations obtenus sur le système robotique du laboratoire Icare. Cette phase expérimentale a nécessité de développer un estimateur de la vitesse de la cible. Celui-ci est basé sur la fusion des données issues de la vision et de celles issues des mesures odométriques
This PhD Thesis concerns the automated guidance of wheeled vehicles. Our objective is the development and the experimentation of a new control approach for nonlinear systems in order to achieve the tracking of a moving target, associated, for example, with a reference vehicle. An original feature of this work is that the target is allowed to move freely in the plane and thus to perform motions which are not feasible by the controlled vehicle. It becomes thus possible to follow a reference vehicle independently of its motions (forward motion, backwards motion, maneuvers. . . ). The control approach is based on the transverse function framework, and consists to perform the practical stabilization of the target. First, we analyze the influence of the control parameters on the target tracking. Based on this analysis, we propose two extensions in order to improve the tracking precision and the system´s behaviour during the transient phases. Finally, we present experimental results obtained with the robotic system of the Icare laboratory. To this purpose, an estimator of the target´s velocity has been developed. It is based on visual and odometry measurements

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Zhang, Jinhua. "Dynamiques chaotiques et hyperbolicité partielle." Thesis, Bourgogne Franche-Comté, 2017. http://www.theses.fr/2017UBFCK055/document.

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Abstract:

La dynamique des systèmes hyperboliques est considérée bien comprise du point de vue topologique aussi bien que du point de vue stochastique. S. Smale et R. Abraham ont donné un exemple montrant que, en général, les systèmes hyperboliques ne sont pas denses parmi tous les systèmes diffélrentiables. Dans les années 1970, M. Brin et Y. Pesin ont proposé une nouvelle notion: hyperbolicité partielle pour affaiblir la notion d’hyperbolicité. Un but de cette thèse est de comprendre la dynamique de certains systèmes partiellement hyperboliques du point de vue stochastique aussi bien que du point de vue topologique. Du point de vue stochastique, nous démontrons les résultats suivants: — Il existe un sous-ensemble U ouvert et dense de difféomorphismes non hyperboliques robustement transitifs loin de tangences homocliniques, tels que pour tout f ∈ U, il existe des mesures ergodiques non hyperboliques qui sont limite faible des mesures périodiques, avec un seul exposant de Lyapunov nul, et dont les supports sont la variété entière; — Il existe un sous-ensemble ouvert et dense de l’ensemble des difféomorphismes partiellement hyperboliques (mais non hyperboliques) de dimension centrale un dont les feuilletages forts sont robustement minimaux, de sorte que la fermeture de l’ensemble des mesures ergodiques est l’union de deux convexes qui sont la fermeture des ensembles de mesures ergodiques hyperboliques de deux s-indices différents respectivement; ces deux ensembles convexes se coupent le long de la fermeture de l’ensemble des mesures ergodiques non hyperboliques. Par conséquent, toute mesure ergodique non hyperbolique est approchée par des mesures périodiques. C’est le cas pour une perturbation robustement transitive du temps un d’un flot d’Anosov transitif, ou du produit fibré d’un difféomorphisme d’Anosov sur le tore par une rotation du cercle. Ces résultats sont basés sur des résultats locaux dont les démonstrations impliquent beaucoup de définitions techniques. Du point de vue topologique, pour tout flot d’Anosov non transitif sur des variétés de dimension 3 orientables, nous construisons de nouveaux difféomorphismes partiellement hyperboliques en composant le temps t des flots d’Anosov (pour t > 0 large) avec des twists de Dehn le long des tores transversaux. Ces nouveaux difféomorphismes partiellement hyperboliques sont robustement dynamiquement cohérents. Cela généralise dans un cas général le processus spécial dans [BPP] pour construire de nouveaux difféomorphismes partiellement hyperboliques. De plus, nous démontrons que pour les nouveaux difféomorphismes partiellement hyperboliques que nous avons construits, leurs feuilletages centraux sont topologiquement équivalentes aux flots d’Anosov utilisés pour les construire. En conséquence, la structure des feuilles centrales des nouveaux difféomorphismes partiellement hyperboliques est la même que la structure des orbites d’un flot d’Anosov. La présence de mesures ergodiques non hyperboliques montre la non hyperbolicité des systémes. Dans cette thése, nous cherchons également à comprendre: dans quelle mesure la présence de mesures ergodiques non hyperboliques peut-elle caractériser le degré de non-hyperbolicité des systèmes? Nous démontrons que, pour les difféomorphismes génériques, si une classe homoclinique contient des orbites périodiques d’indices différents et sans certaines dominations, il existe une mesure ergodique non hyperbolique avec plus d’un exposant de Lyapunov qui s’annule et dont le support est la classe homoclinique entière. Le nombre d’exposants de Lyapunov nuls montre combien d’hyperbolicité a été perdue dans un tel type de systèmes
The dynamics of hyperbolic systems is considered well understood from topological point of view as well as from stochastic point of view. S. Smale and R. Abraham gave an example showing that, in general, the hyperbolic systems are not dense among all differentiable systems. In 1970s, M. Brin and Y. Pesin proposed a new notion: partial hyperbolicity to release the notion of hyperbolicity. One aim of this thesis is to understand the dynamics of certain partially hyperbolic systems from stochastic point of view as well as from topological point of view. From stochastic point of view, we prove the following results: — There exists an open and dense subset U of robustly transitive nonhyperbolic diffeomorphisms far from homoclinic tangency, such that forany f ∈ U, there exist non-hyperbolic ergodic measures as the weak*- limit of periodic measures, with only one vanishing Lyapunov exponent, and whose supports are the whole manifold; — There exists an open and dense subset of partially hyperbolic (but nonhyperbolic) diffeomorphisms with center dimension one whose strong foliations are robustly minimal, such that the closure of the set of ergodic measures is the union of two convex sets which are the closure of the sets of hyperbolic ergodic measures of two different s-indices respectively; these two convex sets intersect along the closure of the set of nonhyperbolic ergodic measures. As a consequence, every non-hyperbolic ergodic measure is approximated by periodic measures. That is the case for robustly transitive perturbation of the time one map of a transitive Anosov flow, or of the skew product of an Anosov torus diffeomorphism by a rotation of the circle. These results are based on some local results whose statements involve in lots of technical definitions. From topological point of view, for any non-transitive Anosov flow on orientable 3-manifolds, we build new partially hyperbolic diffeomorphisms by composing the time t-map of the Anosov flow (for t > 0 large) with Dehn twists along transverse tori. These new partially hyperbolic diffeomorphisms are robustly dynamically coherent. This generalizes the special process in [BPP] for constructing new partially hyperbolic diffeomorphisms to a general case. Furthermore, we prove that for the new partially hyperbolic diffeomorphisms we built, their center foliations are topologically equivalent to the Anosov flows used for building them. As a consequence, one has that the structure of the center leaves of the new partially hyperbolic diffeomorphisms is the same asthe structure of the orbits of an Anosov flow. The presence of non-hyperbolic ergodic measures shows the non-hyperbolicity of the systems. In this thesis, we also attempt to understand: to what extent, can the presence of non-hyperbolic ergodic measures character how far from hyperbolicity the systems are? We prove that, for generic diffeomorphisms, if a homoclinic class contains periodic orbits of different indices and without certain dominations, then there exists a non-hyperbolic ergodic measure with more than one vanishing Lyapunov exponents and whose support is the whole homoclinic class. The number of vanishing Lyapunov exponents shows how much hyperbolicity has been lost in such kind of systems

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Zouhri, Wahb. "Quality prediction/classification of a production system under uncertainty based on Support Vector Machine." Thesis, Paris, HESAM, 2020. http://www.theses.fr/2020HESAE058.

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Abstract:

Avec l'émergence des techniques d’IoT, les industries manufacturières adoptent de nouvelles technologies d'analyse de données afin d’améliorer la qualité de leurs systèmes de production. Les méthodes de classification offrent diverses solutions aux problèmes de management de la qualité, comme la détection des défauts et la prédiction de la conformité. Cependant, les données de production sont entachées d’incertitudes qui affectent les performances de ces méthodes. Ces travaux visent à étudier l'impact des incertitudes de mesure sur les performances des machines à vecteurs supports (SVM). Deux groupes d'approches sont proposés, le premier visant à quantifier l'impact des incertitudes de mesure sur la précision de prédiction des SVM via des techniques de propagation d’incertitudes et d’analyse de données, et le second visant à améliorer la robustesse de la SVM via des approches d’optimisation robuste intrusives et non intrusives. Les différentes approches permettent de mieux appréhender la robustesse de la SVM et la manière de l'améliorer. Ces approches proposées ont été évaluées à l'aide d'études de cas avec des partenaires industriels
With the emergence of the IoT paradigm, manufacturing industries are opting for new technologies for data collection and analysis to evaluate the quality of their manufacturing systems. Machine learning and classification methods provide various solutions to quality management such as defect detection and conformity prediction. However, manufacturing data are affected by uncertainties, which affect the performances of classification techniques. Accordingly, the thesis aims to study and manage the impact of measurement uncertainties on the predictive performances of support vector machine (SVM). Two groups of approaches are thus proposed: the former aiming to quantify the impact of measurement uncertainties on the prediction accuracy of SVM using several propagation techniques and data mining techniques, and the latter aiming to improve the robustness of SVM to uncertainties using robust optimization techniques. The various approaches provide a better understanding of the SVM robustness and how to improve it. The proposed approaches are evaluated through case studies with industrial partners

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Rodriguez, Pila Ernesto. "Contribution aux choix de modélisations pour la conception de structures multi-échelle sous incertitudes." Thesis, Bordeaux, 2018. http://www.theses.fr/2018BORD0222/document.

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Abstract:

La conception des structures multi-échelle s’appuie sur des modélisations expérimentales et prédictives. Pour accéder à des niveaux de précision élevés, ces modélisations reposent sur des campagnes expérimentales nombreuses et des développements prédictifs sophistiqués analytiques ou numériques qui intègrent des connaissances sur les paramètres d’intérêt. L’intégration de connaissances diminue l’incertitude sur les grandeurs d’intérêt et impacte de façon significative le coût de modélisation des structures multi-échelle, facteur majeur du coût de conception. Le concepteur doit alors être en mesure de maîtriser la pertinence de l’intégration de connaissances pour la prédiction des grandeurs d’intérêt et son impact sur le coût de modélisation. Les recherches menées sont structurées autour du développement d’une méthodologie d’aide à la conception sous incertitudes permettant au concepteur de choisir des combinaisons de modèles prédictifs et expérimentaux, appelées chemins de modélisation, présentant des compromis différents entre le coût de modélisation et l’incertitude sur les paramètres d’intérêt. Le travail se base sur une représentation pyramidale des modélisations expérimentales et prédictives. Les incertitudes aléatoires et épistémiques liées aux matériaux, aux modèles ainsi qu’aux tolérances géométriques sont agrégées et propagées dans la pyramide jusqu’aux grandeurs d’intérêt de la structure. Une méthode adaptative d’estimation du coût de modélisation, basée sur la logique floue, a été proposée. Le problème multi objectif visant à minimiser les incertitudes sur les paramètres d’intérêt et le coût de modélisation est résolu au moyen d’un algorithme « NSGA-II » permettant l’identification de chemins optimisés robustes. Les travaux sont appliqués au cas d’un réservoir composite épais destiné au stockage d’hydrogène. La méthodologie proposée démontre qu’il est possible de rationaliser les modélisations expérimentales et prédictives menées pour obtenir la pression d’éclatement du réservoir avec une précision maîtrisée. Dans un second temps, la méthodologie est utilisée pour obtenir des solutions de reconception sur des réservoirs présentant des volumes plus importants ou plus faibles et atteignant des pressions cibles différentes. Les chemins de modélisations robustes obtenus délivrent des solutions de dimensionnement adaptées aux exigences de reconception présentant un coût de modélisation et un niveau d’incertitude maitrisés
The design of multi-scale structures is based on predictive and experimental modelling. To achieve a high level of precision, modelling rest on a high number of experimental tests and sophisticated analytical and numerical developments integrating all possible knowledge about the quantity of interest. Adding knowledge into models diminishes the uncertainty on quantities of interest and significantly impacts the cost of modelling, a high impact factor on the design cost. The designer must be able to control the suitability of the integration of knowledge into the prediction of quantities of interest and its impact on the cost of modelling. The research carried out in this work is structured around the development of a methodology of assistance to the design under uncertainties allowing the designer to choose combinations between several predictive and experimental models, called modelling paths, presenting different compromises between the cost of modelling and the uncertainty on quantities of interest. The work is based on a pyramidal representation of experimental and predictive modelling. Random and epistemic uncertainties related to materials, models and geometrical tolerances are aggregated and propagated in the pyramid up to the quantities of interest of the structure. An adaptive method based on fuzzy logics for estimating the cost of modelling has been proposed. The multi objective problem aiming to minimizing the uncertainties on the quantities of interest and the cost of modelling is solved by means of the « NSGA-II » genetic algorithm, allowing to identify robust optimized modelling paths. This methodology is applied to a thick composite vessel for hydrogen storage. The proposed methodology demonstrates the possibility of rationalization of experimental and predictive models carried out to obtain the burst pressure of the vessel with a controlled precision. In a second step, the methodology is used to redesign the vessel considering larger or smaller volumes and with different burst pressure targets. Robust modelling paths obtained deliver design solutions adapted to the redesign requirements with a controlled modelling cost and a managed level of uncertainty

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Margheriti, William. "Sur la stabilité du problème de transport optimal martingale." Thesis, Paris Est, 2020. http://www.theses.fr/2020PESC1036.

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Abstract:

Cette thèse est motivée par l'étude de la stabilité du problème de transport optimal martingale, et s'articule naturellement autour de deux parties. Dans la première partie, nous exhibons une nouvelle famille de couplages martingale entre deux mesures de probabilités unidimensionnelles μ et ν comparables dans l'ordre convexe. Cette famille contient en particulier le couplage martingale transformée inverse, qui est explicite en termes des fonctions quantiles des marginales. L'intégrale M_1(μ,ν) de |x-y| contre chacun de ces couplages est majorée par le double de la distance de Wasserstein W_1(μ,ν) entre μ et ν. Nous montrons une inégalité similaire lorsque |x-y| et W_1 sont respectivement remplacés par |x-y|^ρ et le produit de W_ρ par le moment centré d'ordre ρ de la seconde marginale élevé à l'exposant ρ-1, pour ρ∈[1,+∞[ quelconque. Nous étudions ensuite la généralisation de cette nouvelle inégalité de stabilité à la dimension supérieure. Enfin, nous établissons une forte connexion entre notre nouvelle famille de couplages martingale et la projection d'un couplage entre deux marginales données comparables dans l'ordre convexe sur l'ensemble des couplages martingale entre ces mêmes marginales. Cette dernière projection est prise par rapport à la distance de Wasserstein adaptée, qui majore la distance de Wasserstein usuelle et induit donc une topologie plus fine et mieux adaptée pour la modélisation financière, puisqu'elle prend en compte la structure temporelle des martingales. Dans la seconde partie, nous prouvons que tout couplage martingale dont les marginales sont approchées par des mesures de probabilité comparables dans l'ordre convexe peut être lui-même approché par des couplages martingale au sens de la distance de Wasserstein adaptée. Nous traitons ensuite d'applications variées de ce résultat. En particulier, nous renforçons un résultat de stabilité portant sur le problème de transport faible optimal et établissons un résultat de stabilité pour le problème de transport faible optimal martingale. Nous en déduisons la stabilité par rapport aux marginales du prix de sur-réplication de contrats à termes sur le VIX
This thesis is motivated by the study of the stability of the Martingale Optimal Transport problem, and is naturally structured around two parts. In the first part, we exhibit a new family of martingale couplings between two one-dimensional probability measures μ and ν in the convex order. This family contains in particular the inverse transform martingale coupling which is explicit in terms of the quantile functions of these marginal densities. The integral M_1(μ,ν) of |x-y| with respect to each of these couplings is smaller than or equal to twice the Wasserstein distance W_1(μ,ν) between μ and ν. We show that a similar inequality holds when replacing |x-y| and W_1 respectively with |x-y|^ρ and the product of W_ρ times the centered ρ-th moment of the second marginal to the power ρ-1, for any ρ∈[1,+∞). We then study the generalisation of this new stability inequality to higher dimensions. Last, we establish a strong connection between our new family of martingale couplings and the projection of a coupling between two given marginals in the convex order onto the set of martingale couplings between the same marginals. The latter projection is taken with respect to the adapted Wasserstein distance, which is greater than or equal to the usual Wasserstein distance and therefore induces a finer topology, which is more suitable to financial modelisation since it takes into account the temporal structure of martingales. In the second part, we prove that any martingale coupling whose marginals are approximated by probability measures in the convex order can be approximated by martingale couplings with respected to the adapted Wasserstein distance. We then discuss various applications of this result. In particular, we strengthen a stability result on the Optimal Weak Transport problem and establish a stability result on the Martingale Optimal Weak Transport problem. We deduce the stability with respect to the marginals of the superreplication price of VIX futures

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Chenebault, Christian. "Developpement d'un prehenseur dote de capteurs tactiles d'efforts et d'un porteur six axes pour la realisation robotisee d'assemblages de haute precision." Poitiers, 1987. http://www.theses.fr/1987POIT2259.

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Abstract:

Etude d'un robot avec un prehenseur tridigital. Le manipulateur possede six degres de liberte et est dote d'un capteur tactile d'efforts a six composantes. Conception d'une commande gardee avec retour d'efforts. Etude d'un logiciel de strategie d'assemblage. Experimentation dans le cas de taches d'assemblage de haute precision

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Qian, Gengjian. "Analyse de sensibilité et robustesse dans le génie industriel : méthodologies et applications aux essais de chocs." Thesis, Lyon, 2017. http://www.theses.fr/2017LYSE1064/document.

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Abstract:

Plus d'un million de personnes meurent dans des accidents sur les routes du monde et beaucoup de millions sont gravement blessés chaque année. Selon les études, ‘Run-Off-Road accidents (ROR)’, c'est-à-dire que le véhicule a au moins une collision avec des équipements routiers, représentent environ 10% des accidents routières, mais 45% de tous les accidents mortels sont des ROR. Les dispositifs de retenue des véhicules (DDR) sont les infrastructures installées sur la route pour fournir un niveau de confinement du véhicule ‘hors de contrôle’. La barrière de sécurité routière est un DDR continu installé à côté ou sur la réserve centrale d'une route pour empêcher les véhicules errants de s'écraser sur les obstacles routiers et de les conserver en toute sécurité. Les résultats statistique montrent que l'existence des barrières peut réduire les morts jusqu'à un facteur de 4 par rapport aux collisions contre d'autres obstacles routiers. Les performances de sauvetage d'un DDR dépendent de la conception de l'appareil. Des normes telles que EN1317 ont normalisé les conditions des essais de chocs sous lesquelles une conception de DDR doit être testée et ont défini les critères pour l'évaluation des performances d'une conception. En fait, un DDR ne puisse pas vraiment être optimisé: il existe des critères multiples pour l'évaluation de la performance d'un DDR et tous les critères ne peuvent pas être optimisés en même temps; les conditions de travail d’un DDR, c'est-à-dire les conditions d'impact d’un DDR avec un véhicule errant, sont nombreuses; les facteurs incertains du DDR peuvent dégrader les performances d'une conception. La thèse vise à définir une approche qui peut servir : l'analyse de sensibilité (AS) et la conception robuste du DDR ; enrichissement des normes existantes dans la conception du DDR. Le cas d'une barrière de sécurité routière est spécifié dans l'étude : une barrière a été testée expérimentalement, le programme Ls-Dyna est utilisé pour la simulation de choc de l'appareil ; en tenant compte des propriétés du modèle de choc, les efficacités de différentes méthodes de l’AS ont été étudiées ; les influences des facteurs critiques dont les incertitudes contribuent le plus à l'instabilité de la barrière ont été quantifiées avec les approches d’AS sélectionnées ; compte tenu des incertitudes des facteurs critiques, l’optimisation robuste de multi-objectif de la barrière est réalisée ; des simulations d'impact de la barrière optimisée ont été effectuées sous des conditions d'impact différentes pour évaluer ses performances dans les véritables accidents. Les approches présentées dans l'article peuvent être utiles pour la conception d'autres DDR ou plus largement d'autres systèmes d'ingénierie complexes. On peut espérer que l'analyse de robustesse et l'analyse de la généralisation (c'est-à-dire l'évaluation de la performance du DDR sous différentes conditions d'impact) du DDR pourraient enrichir les normes de la conception des DDR
More than 1 million people die in crashes on the world’s roads and many millions are seriously injured each year. According to the studies: Run-Off-Road accidents (ROR), i.e. the vehicle run-off the road into the roadside and has at least one collision with either roadside equipment or the roadside itself, “represent about 10% of the total road accidents, while 45% of all fatal accidents are ROR”. Vehicle Restraint Systems (VRS) are the infrastructures installed on the road to provide a level of containment for an errant vehicle. Safety barrier is “continuous VRS installed alongside, or on the central reserve, of a road to prevent errant vehicles from crashing on roadside obstacles, and to retain them safely”. Statistic results show that “the existence of protective barriers on road can reduce fatalities up to a factor of 4 when compared to collisions against other road obstacles.” The life-saving performances of a VRS depend on the design of the device. Standards such as EN1317 normalized the impact conditions under which a design of VRS must be tested by crash tests, and defined the criteria for performance evaluation of a design. While a VRS cannot really be optimized: Multi-criteria exist for performance evaluation of a VRS and all the criteria cannot be optimized in the same time; the impact conditions of the VRS with the errant vehicle are numerous; uncertain factors of the VRS may degrade the performances of a design. The thesis aims to define an approach that can serve: sensitivity analysis (SA) and robust design of the VRS; Enrichment for the existing standards in the design of VRS. The case of a safety barrier is specified in the study: a safety barrier has been test experimentally, the program Ls-Dyna was used for crash simulation of the device; considering properties of the crash model, efficiencies of different SA methods were studied and influences of the critical factors whose uncertainties contribute the most to the instability of the barrier were quantified with the selected SA approaches; considering the uncertainties of the critical factors, Multi-Objective robust optimization of the tested barrier were realized; under different impact conditions, crash simulations of the optimized barrier were carried out to evaluate its performances in the real crash accidents. The approaches presented in the article can be useful for the design of other VRS or more broadly, other complex engineering systems. Hopefully, the robustness analysis and generalization analysis (i.e. performance evaluation of the VRS under different impact conditions) of the safety barrier could enrich the standards for the design of VRS

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Dimopoulos, Georges. "Etude, caractérisation et modélisation des micromagnétodiodes à grille en silicium sur saphir." Grenoble INPG, 1989. http://www.theses.fr/1989INPG0015.

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Abstract:

Apres avoir presente une revue des divers capteurs de champ magnetique a semiconducteur integrables, nous rappelons le principe de l'effet magnetodiode et en verifions experimentalement les lois theoriques relatives aux caracteristiques courant-tension, aux dimensions des dispositifs et a leurs sensibilites au champ magnetique pour des micromagnetodiodes a grille en silicium sur saphir (sos). Nous etudions ensuite l'influence de la grille; nous donnons une interpretation qualitative des resultats, et comparons les performances obtenues pour differentes micromagnetodiodes sur sos, mais aussi pour les premieres magnetodiodes sur simox. Nous effectuons une modelisation de l'influence de la grille a partir d'une simulation a une dimension qui permet de comprendre et de decrire correctement le fonctionnement des macromagnetodiodes a grille; nous presentons aussi differents modeles (l'un analytique et l'autre numerique) de la sensibilite magnetique de nos dispositifs. Enfin des mesures de bruit permettent de completer la caracterisation de ces capteurs, de confirmer l'origine volumique du bruit en 1/f dans les magnetodiodes et d'obtenir les lois reliant le niveau de bruit aux polarisations

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Machin, Mathilde. "Synthèse de règles de sécurité pour des systèmes autonomes critiques." Thesis, Toulouse 3, 2015. http://www.theses.fr/2015TOU30129/document.

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Abstract:

Les systèmes autonomes, notamment ceux opérant à proximité d'êtres humains, soulèvent des problèmes de sécurité-innocuité puisqu'ils peuvent causer des blessures. La complexité de la commande de ces systèmes, ainsi que leurs interactions avec un environnement peu structuré, rendent difficile l'élimination complète des fautes. Nous adoptons donc une démarche de tolérance aux fautes en considérant un moniteur de sécurité séparé de la commande principale et qui dispose de ses propres moyens d'observation et d'intervention. Le comportement de ce moniteur est régi par des règles qui doivent assurer la sécurité du système tout en lui permettant de remplir ses fonctions. Nous proposons une méthode systématique pour obtenir ces règles de sécurité. Les dangers, déterminés par une analyse de risque, sont modélisés formellement puis un algorithme synthétise des règles sûres et permissives, s'il en existe. Nous avons outillé cette méthode pour les étapes de modélisation et de synthèse en nous appuyant sur l'outil de vérification de modèle NuSMV. L'étude d'un cas industriel illustre l'application de la méthode et des outils sur un robot manufacturier dans un environnement humain
Autonomous systems operating in the vicinity of humans are critical in that they potentially harm humans. In these systems, fault removal is not sufficient given the command complexity and their interactions with an unstructured environment. By a fault tolerance approach, we consider a safety monitor separated from the main command and able to observe and intervene on the system. The monitor behavior is specified by safety rules that must both ensure safety and permit the system to carry out its tasks in absence of hazard. We propose a systematic method to obtain these safety rules. The hazards, determined by a risk analysis, are formally modeled, then an algorithm synthesizes safe and permissive rules, if any exists. The method is tooled both for modeling and synthesis by use of the model-checker NuSMV. Method and tools are applied to the industrial use case of a robotic co-worker

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Leroy-Dos, Santos Christophe. "Variabilité du cycle hydrologique atmosphérique en régions polaires à partir de mesures des isotopes stables de l'eau dans la vapeur, les précipitations et les carottes de névé." Electronic Thesis or Diss., université Paris-Saclay, 2021. http://www.theses.fr/2021UPASJ006.

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Abstract:

Dans un contexte de réchauffement climatique, appréhender l'évolution de la hausse du niveau des mers est un enjeu majeur. Pour cela un des éléments clefs est de comprendre l'évolution du cycle hydrologique atmosphérique dans les régions polaires qui influence directement le bilan de masse de surface des calottes Arctique et Antarctique (les deux plus gros réservoirs d'eau douce de la planète). Des enregistrements existent grâce aux données satellites depuis 50 ans et quelques rares données météo depuis 70 ans en Antarctique mais ces enregistrements sont trop courts pour étudier les modes de variabilité pluri-annuels ainsi que la différence entre signal anthropique et signal naturel. Pour avoir accès à des enregistrements plus longs, une des meilleures solutions est d'utiliser les traceurs climatiques dans les carottes de névé. La composition isotopique de l'eau dans ces carottes est largement utilisée pour reconstruire les variations de température passée. Cela dit, le lien entre température et composition isotopique n'est pas très bien contraint car de nombreux autres paramètres influencent la composition isotopique de la neige au moment de sa formation (i.e. température, altitude, humidité, origine de la masse d'air) ou après le dépôt de neige en surface (i.e. échange atmosphère-neige, diffusion du signal, sublimation de la neige de surface).L'objectif de cette thèse est de mieux comprendre le cycle hydrologique atmosphérique et son influence sur la composition isotopique de la vapeur et de la précipitation dans les régions polaires avec en tête l'idée d'améliorer l'interprétation des carottes de névé dans ces régions. Ce travail se décompose en 3 parties.Dans un premier temps, nous avons développé une solution technique qui répondait au défi de la mesure de la composition isotopique de la vapeur toute l'année en région polaire. En effet, l'hiver étant très sec dans ces régions (jusqu'à 10 ppmv à Dome C, l'hiver), l'utilisation d'un analyseur laser Picarro était limité car il est très sensible aux variations d'humidité en dessous de 2000 ppmv. L'hiver est une saison clé dans les régions polaires car elle est synonyme d'une importante variabilité climatique du fait de nombreux évènements synoptiques. Durant cette thèse, la fabrication de 2 prototypes de générateur de très basse humidité (LHLG) a permis de calibrer les analyseurs Picarro sur une gamme de 200 à 2500 ppmv.Ensuite, j'ai analysé la plus longue série de mesures de la composition de la vapeur et de la précipitation jamais effectuée en région polaire: 4,5 années en continu, à 78°N au Svalbard. J'ai montréque le site de mesure était très peu influencé par des processus locaux agissant sur la composition isotopique de la vapeur d’eau. Grâce à cela, j'ai pu attribuer les variations observées, l'hiver, à des évènements synoptique et ainsi attribuer une signature isotopique différente aux masses d'air en fonction de leur origine (Nord Atlantique ou Arctique).Enfin, j'ai installé le nouvel instrument de calibration fabriqué au début de mon doctorat à Dumont D'Urville (DDU), sur la côte en Terre Adélie. Grâce à cela, la première campagne de mesure continue de la composition isotopique de la vapeur à DDU initiée en janvier 2019 est toujours en cours. Je présente ici les 22 premiers mois de ce nouvel enregistrement. Cette série unique permet de documenter la signature isotopique du cycle hydrologique atmosphérique en Terre Adélie toute l'année. J'ai étudié l'influence des vents catabatiques, de la glace de mer et des rivières atmosphériques sur le signal enregistré dans la vapeur. Ces résultats préliminaires ouvrent des perspectives pour l'interprétation des carottes de névé récemment forées dans le cadre du programme ASUMA
In a global warming context, understanding the evolution of sea level rise is a major challenge. It is key to estimate the evolution of the atmospheric hydrological cycle in the polar regions, which directly influences the surface mass balance of the Arctic and Antarctic ice caps (the two largest freshwater reservoirs on the planet). Records are available from satellite data for the last 50 years and a few rare weather data since the 50's in Antarctica, but these records are too short to study the patterns of interannual variability and the difference between anthropogenic and natural signals. One of the best ways to access longer records is to use climate proxies in snow cores. The water isotopic composition in these cores is widely used to reconstruct past temperature variations. However, the link between temperature and isotopic composition is not very well constrained because many other parameters influence the isotopic composition of snow at the time of its formation (i.e. temperature, altitude, humidity, origin of the air mass) or after snow deposition on the surface (i.e. atmosphere-snow exchange, signal scattering, sublimation of surface snow).The objective of this thesis is to better understand the atmospheric hydrological cycle and its influence on the isotopic composition of vapour and precipitation in polar regions with the idea of improving the interpretation of snow core records in these regions. This work is divided into 3 parts.Firstly, we developed a technical solution to meet the challenge of measuring the vapor isotopic composition all year round in polar regions. Indeed, winter being very dry in these regions (down to 10 ppmv at Dome C in winter), the use of a Picarro laser analyzer is limited because it is very sensitive to humidity variations below 2000 ppmv. Winter is a key season in the polar regions as it is associated with significant climate variability due to numerous synoptic events. During this thesis, the fabrication of 2 prototypes of low humidity level generator (LHLG) allowed the calibration of the Picarro analyzers over a range of 200 to 2500 ppmv.Then, I analyzed the longest series of vapor and precipitation isotopic composition measurements ever performed in a polar region: 4.5 years continuously at 78°N in Svalbard. I showed that the water isotopic composition at this measurement site was unsignificantly influenced by local processes. Thanks to this, I was able to attribute the observed winter variability to synoptic events and thus assign a different isotopic signature to the air masses according to their origin (North Atlantic or Arctic).Finally, I installed the new calibration instrument (LHLG) built at the beginning of my PhD at Dumont D'Urville (DDU), on the coast in Terre Adélie. Thanks to this, the first continuous measurement campaign of the vapor isotopic composition at DDU initiated in January 2019 is still ongoing. I present here the first 22 months of this new record. This unique series makes possible to document the isotopic signature of the atmospheric hydrological cycle in Terre Adélie all year round. I have studied the influence of katabatic winds, sea ice and atmospheric rivers on the signal recorded in the vapor. These preliminary results open perspectives for the interpretation of recently drilled cores from the ASUMA program

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