Catégorie : Actualités

Conférence IROS 2024

Le laboratoire COSMER a participé à la conférence IROS à Abu Dhabi en octobre 2024, où Charly Péraud a présenté ses travaux décrits dans deux articles :
– IMU-based Monitoring of Buoy-Ballast System through Cable Dynamics Simulation
– Workshop ROMADO: Cable Lobe Detection in a ROV/USV Tethered System Using IMUs and Compliant Buoy-Ballast Equipment.
Deux vidéos résument le contenu de ces deux articles:
– article IROS
– article workshop ROMADO

Les travaux de thèse de Juliette Drupt sont acceptés dans le journal Ocean Engineering

Dans cet article Juliette présente une nouvelle version collaborative d’ORB SLAM pour localiser conjointement les agents d’une flotte de robot dans une même carte. Tous les agents sont équipé d’une caméra monoculaire, construise une même carte et se localise simultanément. Le choix des techniques réponds au besoin de robustesse à la mise en correspondance de feature du monde sous-marin mais est générique et applicable à toute flottille d’engins. Ce travail est le fruit d’une collaboration avec Andrew Comport, CR au CNRS I3S.

  • Juliette Drupt, Andrew I. Comport, Claire Dune, Vincent Hugel. MAM3SLAM: Towards underwater robust multi-agent visual SLAM. 2024. ⟨hal-04392461v2⟩

Les travaux de Martin Filliung sont acceptés à la conférence IEEE ICRA 2024

Ce travail s’inscrit dans l’axe de recherche « gestion des ombilicaux des ROVs » du laboratoire et fait suite au travail sur la modélisation des câbles immergés initié par Juliette Drupt pendant sa thèse de doctorat. C’est le résultat d’un travail collectif des doctorants du Cosmer, Martin Filliung, Juliette Drupt et Charly Peraud, et de leurs encadrants.

L’article présente l’analyse du comportement de 8 câbles de caractéristiques mécaniques différentes (raideur, elasticité, poids, flottabilité) relié à un ROV. Ils simulent le comportement d’ombilicaux porteurs de courant ou porteurs d’information. En supposant que le cable est flottant ou coulant, son modèle quasi-statique est une chaînette. Dans cette étude, nous avons évalué la persistence de ce modèle de chainette lors d’un déplacement d’une des extrémités du câble dans son plan ou hors de son plan. Cela nous a conduit à proposer l’ajout de deux degrès de liberté supplémentaires aux modèle de chaînette pour modéliser les effets des forces hydrodynamiques, en particulier les forces de trainée. 

Ces travaux seront présentés au printemps, à la conférence internationale IEEE ICRA qui aura lieu à Yokohama, Japon.

 

 

  • Martin Filliung, Juliette Drupt, Charly Peraud, Claire Dune, Nicolas Boizot, et al.. An Augmented Catenary Model for Underwater Tethered Robots. IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA 2024), May 2024, Yokohama, Japan. ⟨hal-04459364⟩

Séminaire de Claire DUNE au GDR OMER – GT Nouveaux Outils d’Observation de l’Océan

Claire DUNE a été invité à présenter les activités du GT2 Robotique Mobile-Robotique Sous-Marine et les activités du COSMER dans le cadre des Séminaires du GDR OMER – GT Nouveaux Outils d’Observation de l’Ocean.

Le GDR OMER – GT Nouveaux outils d’observation de l’océan

« Être présent sur les grands enjeux scientifiques des océans qui vont se jouer à l’échelle mondiale et dans les années à venir : c’est tout l’enjeu du GDR Océan et Mers (OMER). Rattaché à la Mission pour les Initiatives Transversales et Interdisciplinaires (MITI) du CNRS, le GDR OMER s’ancre dans la vision de la décennie 2021-2030 des sciences océaniques. Il fonde un espace de réflexion souple et ouvert à l’ensemble de la communauté scientifique qui permettra d’amorcer le dialogue entre de multiples disciplines (océanographie, philosophie, climatologie, sociologie, droit, biologie…) et de créer de nouvelles dynamiques de recherche. »

S’organisant autour de quatre grands thèmes :

  • l’état de santé de l’Océan
  • sa modélisation globale
  • l’étude des écosystèmes et socio-écosystèmes marins
  • la préservation de la biodiversité et de ses ressources (nourriture, énergie, matières premières)

le GDR OMER devra aussi permettre l’émergence et le développement de questions théoriques et de pistes de recherche pertinentes pour l’Océan et potentiellement utilisables dans d’autres contextes scientifiques.

https://ocean.cnrs.fr/

 

 

Dans ce webinaire, je présenterai les sujets de recherche en robotique sous marine étudiés par les acteurs du GT2 du GdR robotique, en faisant un focus sur les activités du laboratoire Cosmer de l’université de Toulon. Je présenterai les applications de ces recherches en archéologie sous-marines, en biologie, en géologie, en offshore et les fonctionnalités qui ont été développées pour ces usages.

https://sites.google.com/view/gdromer-gtinstru/accueil

Soutenance de thèse Aurélien Merci

Le Bureau des Études Doctorales a le plaisir de vous informer que

Monsieur Aurélien MERCI

Doctorant laboratoire COSMER rattaché

 à l’École Doctorale 548 « Mer & Sciences »

 soutiendra sa thèse en vue de l’obtention du Grade de Docteur

 sous la direction de

  1. Cédric ANTHIERENS, Maitredeconférences-HDR (COSMER), Université de Toulon (France)

&

Mme Nadège THIRION-MOREAU, Professeure des Universités (LIS), Université de Toulon (France), Codirectrice

 

Discipline : Automatique, Signal, Productique, Robotique

sur le thème

« Coopération de flotte de planeurs sous-marins à des fins de GHOM et LSM »

Vendredi 15 décembre 2023 à 10h00
A l’Université de Toulon – Campus La Garde Bâtiment M – Amphi M.01

devant un jury composé de :

 

  1. Olivier SIMONIN,Professeur, INSA Lyon(France), Rapporteur
  2. Lionel LAPIERRE,Professeur, ENSTA Bretagne(France), Rapporteur
  3. Gérard POISSON,Professeur des Universités, Université d’Orléans(France), Examinateur
  4. Guillaume ALLIBERT,Professeur des Universités, Université Côte d’Azur(France), Examinateur
  5. Mme Nadège THIRION-MOREAU, Professeur des Universités, Université de Toulon (France), Co-directrice de thèse
  6. Cédric ANTHIERENS, Maîtredeconférences-HDR, Université de Toulon (France), Directeur de thèse

 

  1. Yann LE PAGE, Directeur technique,ALSEAMAR – ALCEN(France), Invité
  2. Cyrille VUILMET,Expert technique Drones Navals,Tuteur DGA (France), Invité
  3. Florian IMPERADORI, Architecte fonction Hydro-océanographie,Tuteur DGA (France), Invité

 

Résumé :

 

Les travaux menés dans le cadre de cette thèse Cifre-Défense portent sur le développement d’outils permettant une coopération entre plusieurs planeurs sous-marins afin de répondre à un besoin d’acquisition de données sur des zones à très larges échelles spatio-temporelles. Notre objectif est d’assurer la couverture géographique d’une zone d’intérêt pouvant comporter des zones d’exclusion, de manière optimale en durée de mission, distance parcourue ou d’énergie consommée par la flotte avec une contrainte liée à l’utilisation de ce type d’engin sous-marin : l’asynchronisme des communications entre les différents engins composant la flotte. L’approche développée consiste en la conception d’un simulateur de mission afin d’en extraire les principales grandeurs d’intérêt dans le pilotage des planeurs : l’énergie consommée, le temps et la distance parcourue. Dans un second temps, nous avons développé une méthode originale reposant sur la théorie des graphes pondérés consistant à minimiser différentes fonctions de coût construites à partir de ces grandeurs dans le but d’optimiser les trajectoires de chaque planeur de la flotte ainsi que le profil de vol du planeur dans la colonne d’eau. Les intérêts et les apports de la méthode ont été confirmés à l’aide d’une mission expérimentale réelle en mer Méditerranée.

Mot clés : Planeurs sous-marins, modélisation, simulation, planification de trajectoires, couverture de zone

 

Cooperation of a fleet of underwater gliders for GHOM and LSM applications

 

Abstract:

This Cifre-Défense thesis focuses on the development of tools enabling the cooperation between several underwater gliders of a fleet in order to fulfil a data acquisition requirement over areas with very large spatio-temporal scales. Our objective is to ensure the geographical coverage of an area of interest, which may contain exclusion zones, in an optimal way in terms of mission duration, distance covered or energy consumed by the fleet, with a constraint related to the use of this type of underwater vehicle: asynchronous communications between the different vehicles of the fleet. The approach we developed consisted in designing a mission simulator to extract the main variables of interest in the piloting of underwater gliders: energy consumed, time and distance travelled. Secondly, we developed a method based on the theory of weighted graphs, which consists of minimising various cost functions constructed from these variables in order to optimise the trajectories of each glider in the fleet and the glider’s flight profile in the water column. The interests and contributions of the method were confirmed using a real experimental mission in the Mediterranean Sea.

Keywords: Underwater gliders, modelling, simulation, path planning, zone coverage.

Soutenance de Thèse de Clémentin Boittiaux

Le Bureau des Études Doctorales a le plaisir de vous informer que

Monsieur Clémentin BOITTIAUX

Doctorant au laboratoire COSMER rattaché

 à l’École Doctorale 548 « Mer & Sciences »

 soutiendra sa thèse en vue de l’obtention du Grade de Docteur

 sous la direction de

Vincent HUGEL, Professeur des Universités, Université de Toulon (France)

&

Aurélien ARNAUBEC, Docteur, Ifremer (France), Co-encadrant

Mme Claire DUNE, Maitre de conférences, Université de Toulon (France), Co-encadrante

M Ricard MARXER, Professeur des Universités, Université de Toulon (France), Co-encadrant

 

Discipline : Automatique, Signal, Productique, Robotique

sur le thème

« Localisation visuelle pour la surveillance à long terme des grands fonds »

Jeudi 14 décembre 2023 à 10h00
A l’Université de Toulon – Campus La Garde Bâtiment Y1 – Amphi Y.008

devant un jury composé de :

 

 

  1. Mme Marie-Odile BERGER, Directrice de Recherche, INRIA Nancy Grand-Est (France), Rapporteure
  2. Vincent LEPETIT, Professeur des Universités, Ecole Nationale des Ponts et Chaussées (France), Rapporteur
  3. Cédric DEMONCEAUX, Professeur des Universités, Universitéde Bourgogne (France), Examinateur
  4. Torsten SATTLER, Chargé de Recherche, Czech Institute of informatics Robotics and Cybernetics (République Tchèque), Examinateur
  5. Aurélien ARNAUBEC, Docteur,Ifremer (France), Co-encadrant
  6. Mme Claire DUNE, Maître de conférences, Université de Toulon (France), Co-encadrante
  7. Ricard MARXER, Professeur des Universités, Université de Toulon (France), Examinateur
  8. Vincent HUGEL, Professeur des Universités, Université de Toulon (France),Directeur de thèse

 

Résumé :

Cette thèse explore le problème de la localisation de véhicules sous-marins dans des environnements déjà explorés. Elle s’inscrit dans le cadre de la surveillance des grands fonds à long terme. Ainsi, l’environnement visité peut avoir subi des changements significatifs entre plusieurs visites. Traditionnellement, la localisation de véhicules sous-marins repose sur la fusion de mesures provenant de capteurs acoustiques et inertiels. Alors que ces capteurs fournissent des estimations précises de pose relatives, leurs estimations de position absolue présentent des biais importants, entraînant des décalages de position de plusieurs dizaines de mètres entre différentes plongées. Cette limitation entrave considérablement l’utilisation des véhicules sous-marins autonomes pour des tâches exigeant un haut degré de précision, telles que la cartographie de zones d’intérêt spécifiques. En réponse, cette thèse explore l’utilisation des observations visuelles faites par les véhicules sous-marins pour obtenir une localisation absolue plus précise. Le milieu sous-marin introduit diverses sources de variabilité qui sont absentes dans le domaine terrestre. Par conséquent, la première contribution de cette thèse est la création d’un nouveau jeu de données spécialement conçu pour évaluer des algorithmes de localisation visuelle à long terme dans les conditions des grands fonds océaniques. De plus, un autre défi inhérent aux images sous-marines est leur faible contraste et la perte de couleurs dus à la propagation de la lumière dans l’eau. Pour remédier à ce problème, la deuxième contribution de cette thèse présente deux nouvelles méthodes de restauration des couleurs des images sous-marines spécifiquement conçues pour atténuer ces phénomènes et restituer des images claires. Indépendamment du milieu sous-marin, la troisième contribution de cette thèse est la proposition d’une nouvelle fonction de coût, conçue pour la régression de pose de caméra dans un contexte d’applications à l’apprentissage profond. Il s’agit d’un aspect important pour l’entraînement des réseaux de neurones dédiés à la localisation visuelle. Enfin, cette thèse se termine par une évaluation de plusieurs méthodes de localisation visuelle sur le nouveau jeu de données proposé. Les résultats obtenus montrent que l’application de notre technique de restauration des couleurs d’images sous-marines améliore sensiblement les performances de localisation visuelle. Ce travail identifie également le principal problème rencontré par les méthodes de localisation visuelle sur le jeu de données sous-marin proposé, et présente une approche visant à améliorer l’efficacité des techniques de localisation visuelle en exploitant au mieux un jeu de données de taille limitée.

Mot clés : localisation visuelle, cartographie des grands fonds.

 

Séminaire Vincent Lepetit

Self-Supervised 3D Scene Understanding

I will present our recent work on how a general AI algorithm can be used for 3D scene understanding to reduce the need for training data. More exactly, we propose several modifications of the Monte Carlo Tree Search (MCTS) algorithm to retrieve objects and room layouts from noisy RGB-D scans. While MCTS was developed as a game-playing algorithm, we show it can also be used for complex perception problems. Our adapted MCTS algorithm has few easy-to-tune hyperparameters and can optimise general losses. We use it to optimise the posterior probability of objects and room layout hypotheses given the RGB-D data. This results in a render-and-compare method that explores the solution space efficiently. I will then show that the same algorithm can be applied to other scene understanding problems with RGB data only.

Soutenance de thèse de Juliette Drupt

Le Bureau des Études Doctorales a le plaisir de vous informer que

Madame Juliette DRUPT

Doctorante au laboratoire COSMER rattaché à l’École Doctorale 548 « Mer & Sciences » (France)

 soutiendra sa thèse en vue de l’obtention du Grade de Docteur

 sous la direction de

Vincent HUGEL, Professeur des Universités, Université de Toulon (France), Directeur de thèse

&

Mme Claire DUNE, Maîtresse de conférences, Université de Toulon (France), Co-encadrante de thèse

Andrew COMPORT, Chargé de recherche, CNRS (France), Co-encadrant de thèse

Discipline : Automatique, Signal, Productique, Robotique

sur le thème

« Localisation d’une cordée de robots sous-marins »

Mercredi 29 novembre 2023 à 10h00

A l’Université de Toulon – Campus La Garde – Bâtiment M – Amphi M.01

devant un jury composé de :

  1. David FILLIAT, Professeur des Universités, ENSTA Paris (France), Rapporteur,
  2. Luc JAULIN, Professeur des Universités, ENSTA Bretagne (France), rapporteur,
  3. Vincent CREUZE, Professeur des Universités, Université de Montpellier (France), Examinateur,
  4. Juan TARDOS, Professeur, Université de Saragosse (Espagne), Examinateur,
  5. Maxime FERRERA, Docteur, ingénieur, IFREMER (France), Examinateur,
  6. Claire DUNE, Maître de Conférences, Université de Toulon (France), co-encadrante de thèse
  7. Andrew COMPORT, Chargé de Recherches HDR, CNRS-I3S (France), Co-encadrant de thèse
  8. Vincent HUGEL, Professeur des Universités, Université de Toulon (France), Directeur de thèse

 

 

Résumé :

Les communications sans fil en temps réel étant impossibles sous l’eau, les véhicules sous-marins télécommandés (ROV) sont reliés à une station de surface par une liaison physique. Des travaux récents cherchent à limiter les effets mécaniques exercés par ce câble en plaçant des ROV intermédiaires le long de celui-ci pour contrôler sa forme.  Cette thèse étudie à la localisation d’un tel système, nommé cordée de robots sous-marins, à l’aide de capteurs embarqués.

Il est possible de localiser un ROV par rapport à son environnement à partir de ses capteurs embarqués. Toutefois, le câble peut aussi être vu comme un atout dans la localisation de ROVs, puisque la forme 3D du câble indique directement la position de celui-ci.  Deux approches complémentaires sont étudiées :  la localisation proprioceptive de la cordée via l’observation du câble et la localisation extéroceptive multi-agents par rapport à l’environnement par localisation et cartographie visuelles simultanées.

Mots-clés : robotique sous-marine, objets déformables, VSLAM.

Conférence ECMR Coimbra 2023

Le laboratoire COSMER a participé à la conférence ECMR 2023. Cédric Anthierens a présenté les travaux de thèse d’Ornella Tortorici, et Vincent Hugel a présidé la session, dédiée à des applications robotiques. (Programme détaillé.)

  • Ornella Tortorici, Cedric Anthierens and Vincent Hugel, A new flex-sensor-based umbilical-length management system for underwater robots, 

ABSTRACT : This work focuses on the automatic control of the length of a tether that links an underwater vehicle to the surface, with the objective to prevent the tether from becoming taut or getting entangled due to too much length being deployed. The solution proposed here consists of equipping the tether with a balanced buoy-ballast system that gives the cable a V- shape in the vicinity of the vehicle. This system offers a passive compliance by smoothing the movements of the tether and damping external disturbances. The tether length is adjusted by an active feeder on the surface, whose control relies on the reading of a flex sensor embedded in the V-shape portion of the cable. The experiments conducted on a real ROV in a pool allowed validating this mechatronic compliant-actuated system, which can adapt to the movements of the underwater vehicle while it executes longitudinal and curved trajectories.

https://hal.science/hal-04206906/document