18-03-2021 : Séminaire Juliette Drupt et Clémentin Boittiaux

Pour rappel, Juliette DRUPT et Clémentin BOITTIAUX présenteront le sujet de leur thèse.

SEMINAIRE du 18 MARS 2021

à partir de 13h30 en salle M007

Voici le résumé de leur thèse:

Julliette :

« Si les sous-marins autonomes pour la cartographie en pleine eau sont maintenant opérationnels, l’exploration de milieux confinés reste un challenge en robotique sous-marine. Elle nécessite des temps de plongée longs et une adaptation permanente des déplacements en fonction de l’environnement découvert. Jusqu’à ce jour, seuls les robots à câbles (ROV) réunissent ces deux compétences : ils bénéficient d’un apport énergétique illimité et de l’appui d’un téléopérateur qui co-analyse les données de l’enveloppe sensorielle transmise en temps réel par le câble. Mais, pour déployer un système à câble en milieu confiné, il faut développer une méthode pour contrôler la position du câble pour éviter qu’il ne s’emmêle ou se coince. La gestion automatique du câble est un problème qui n’a pas ou peu été étudié jusqu’à maintenant (pour l’opération des ROV, un second opérateur supervise le déploiement du câble).

Ma thèse s’intéresse au contrôle de ce câble par l’ajout de robots intermédiaires répartis sur la longueur du câble, formant ainsi une cordée de robots, avec l’objectif de contrôler une telle cordée de robots afin d’explorer et de cartographier des espaces immergés confinés.

La localisation et la cartographie simultanées (SLAM) en milieu sous-marin représente un défi scientifique à l’heure actuelle, et ce en particulier dans le cas d’environnements confinés. En effet, si en surface des méthodes de SLAM visuelles permettent aujourd’hui une cartographie et une localisation très fines, ces mêmes méthodes sont limitées en milieu sous-marin du fait de la turbidité de l’eau, de l’éclairage changeant dû aux mouvements de l’eau en surface, ou tout simplement du faible éclairage naturel, ou encore de l’absorption rapide de certaines longueurs d’ondes. En milieu confiné, l’absence totale d’éclairage naturel présente une difficulté particulière. De plus, dans ce type d’environnement, la bonne localisation des robots présente des enjeux particuliers, à la fois du fait de la présence d’obstacles tout autour, qu’il faut donc éviter, mais aussi tout simplement parce que le robot doit être capable de regagner la sortie du réseau exploré. Dans un tel cadre, la présence d’un câble peut devenir un atout : en effet, il peut d’une part faire office de fil d’Ariane pour retrouver la sortie, mais aussi fournir un complément d’informations de localisation de la cordée entière. Outre, les aspects de commande permettant d’éviter que le câble se coince ou que les robots encordés se gênent, ma thèse s’intéresse ainsi à la manière dont la présence du câble pourrait être utilisée pour améliorer la localisation et la cartographie en milieu sous-marin confiné. »

Clémentin: « Conception de fonctionnalités autonomes de navigation du robot Coral, profondeur 6000 m, à partir d’amers détectés sur fond marins »

Aujourd’hui, la grande majorité des fonds océaniques reste inexplorée. Les conditions d’exploration y sont, en effet, difficiles de par les nombreux défis scientifiques que présente cet environnement. Afin de mieux connaître et comprendre les grands fonds, de nombreux outils ont été développés au fil des années afin de récolter des échantillons, vidéos et données physiques dans les abysses. Récemment, en 2020, la flotte océanographique française s’est agrandie avec Ulyx, un véhicule autonome sous-marin (AUV) capable de plonger jusqu’à 6000 m.

L’objectif d’un tel appareil est de pouvoir décider seul de certaines actions à effectuer en fond pour remplir à bien la mission qui lui a été confiée auparavant. Pour ce faire, Ulyx devra, entre autres, être en capacité de se positionner avec précision et reconnaître les lieux d’intérêt scientifique qui lui ont été indiqués. Cependant, les systèmes de positionnement utilisés actuellement tel que l’USBL ont une incertitude de l’ordre de 10 m lorsqu’ils sont déployés à de grandes profondeurs.

Cette thèse vise donc à réduire cet incertitude en intégrant de l’intelligence embarquée à bord de l’AUV. Avec les dernières grandes avancées technologique en deep learning, notamment dans le domaine de la vision, nos recherches portent sur la reconnaissance de points d’intérêts déjà visités et la localisation du véhicule dans ces mêmes régions. Nos efforts sont concentrés sur des approches centrées sur la vision, ce qui présente de nombreux défis dans cet environnement. L’un d’eux est par exemple de rendre nos modèles robustes à des changements topologiques ou physiques qui peuvent survenir d’une année sur l’autre.

18-02-2020 : Séminaire de Claire Dune et Bilal Ghader

Le prochain séminaire a lieu en M141 le jeudi 18 février 2021 à 13h30. Ce séminaire sera en 2 parties dont voici les résumés ci-dessous. Entre ces deux parties il sera proposé une dégustation de crêpes (vous pouvez en apporter ainsi que les accompagnements solides, semis solides et liquides\uD83D\uDE0B).

Partie 1 : Présentation des matériels des projets CORAL et DPII, Claire Dune 30′

Dans le cadre des projets CORAL et DPII, le laboratoire COSMER s’est doté de deux nouveaux robots : un ROV le Mini-Coral et un AUV/ROV le SEASAM.

Nous avons également acquis un système de mesure dynamique optique aquatique Qualysis, des tablettes immergeables,

des caméras 360. Dans ce séminaire nous vous présenterons les capacités de ces systèmes,

un tutoriel rapide de leur utilisation et les résultats des premiers tests réalisés dans le cadre du projet DPII.

Partie 2 : DPII : Interaction entre un drone et un plongeur, Bilal Ghader 30′

Nous vous présenterons le sujet de la thèse de doctorat de Bilal Ghader sur les interactions entre un drone et un plongeur.

Cette thèse comporte plusieurs axes de recherche : l’estimation d’état du robot et du plongeur, la détection et le suivi d’un plongeur par fusion de données vision/acoustique, la reconnaissance de geste/signaux et la commande d’un auv dans une palanquée de plongeur. La première partie de la thèse de Bilal se focalise sur le suivi autonome d’un plongeur. Il vous présentera l’état de l’art relatif à cette problématique et ses premiers résultats.

14-01-2021 : Séminaire Anthony SLADEN et Yann HELLO, CNRS GEOAZUR

Titre : Les câbles fibre optique pour l’étude des océans et du système Terre

La mesure acoustique distribuée (DAS) sur fibre optique est une approche instrumentale récente qui permet de transformer n’importe quelle fibre optique en réseau dense (m) de capteurs sismo-acoustiques (0.1-1000Hz) sur de grandes distances (50km+). Il s’agit donc d’une solution pouvant répondre aux problèmes de coût, complexité et fiabilité des meilleurs système actuels pour l’instrumentation du fond des océan. Après une introduction à la technologie et la présentation des premiers résultats, nous discuterons des limitations actuelles et des stratégies envisagées et envisageables pour les dépasser.

https://zoom.us/j/91807316648?pwd=MHVLeUFZMnQzc1ZDSTVJRDd1UmNGQT09

20-11-2020 : Lancement du projet Région PACA sur les interactions entre drone et plongeur (DPII)

DPII, c’est parti !

Nous avons le plaisir de vous annoncer le lancement du projet Région PACA DPII.

Ce projet pluridisciplinaire durera 3 ans. Il est co-financé oar la société Notiloplus, la région PACA et l’Université de Toulon. Il est porté par le pole INPS de l’université de Toulon.

Nous espérons qu’il permette de fédérer de nombreux partenaires locaux et génère une dynamique recherche autour de ses thématiques .

Description du projet

Emboîtant le pas à leurs homologues aériens, les drones sous-marins sont maintenant disponibles pour le grand public à des coûts abordables. Parmi eux, le robot autonome IBubble de la société NOTILO PLUS a fait une percée technologique majeure en développant un nouveau mode de téléopération sous-marine : le plongeur est équipé d’une télécommande qui permet au drone de le localiser et qui lui permet de modifier le mode de fonctionnement du drone en cours de plongée. Ce mode d’interaction inédit a jeté les prémices d’une coopération entre le drone et le plongeur qu’il suit.

Cependant, l’interaction reste limitée à une relation maître-esclave, réduite à sélectionner un comportement parmi une liste préenregistrée. Dans ce projet, nous proposons de faire évoluer cette relation maitre-esclave en intégrant le robot plus étroitement dans la palanquée. Cette émancipation du robot sera obtenue en lui donnant des moyens sensoriels performants, des capacités cognitives adaptées, et en lui conférant un pouvoir de décision suffisant pour interpréter l’attitude des plongeurs et repérer des situations problématiques, ou simplement les assister plus efficacement.

Le projet DPII s’articule autour de 3 questions :

Existe t il des critères objectifs d’une situation accidentogène ?
Comment rendre bidirectionnelle et intuitive la communication drone-plongeur ?
La présence du drone modifie le comportement des plongeurs ?

25-08-2020 – Séminaire Claire DUNE et Cyrille GOMEZ

Le mardi 25 août auront lieu à 9h deux présentations, l’une sur le CRCT de Claire DUNE et l’autre sur le stage de master 2 de Cyrille GOMEZ à l’Ifremer

Claire Dune : Challenges en IA et robotique sous marine – Bilan du CRCT 2020

« Cette année, Claire a obtenu un semestre de Congés pour Recherche et Reconversion thématique. Elle a été hébergée à l’IFREMER de décembre 2019 à mars 2020. Dans ce séminaire, elle fera un retour sur cette expérience en s’appuyant sur les développements en cours et futurs à l’IFREMER en terme de déploiement des systèmes robotiques sous marins, de développement en vision sous-marine et d’IA. Elle présentera les travaux effectués ainsi que les projets déposés et à venir. ».

Cyrille Gomez : Etude de la robustesse des méthodes d’estimation de pose par vision pour la localisation d’une station d’amarrage.

« L’objectif de ce stage est de concevoir un système de guidage optique d’un AUV vers une station d’amarrage. Il s’agit de définir le système de marquage de la station d’accueil et le système d’asservissement lié. Nous nous sommes intéressés à l’étude de la robustesse des méthodes de détection et d’estimation de pose en vision classique pour choisir le type de marqueurs, leur nombre et leur disposition. Nous vous présenterons une comparaison de différentes chaînes de traitement d’images en air et en eau ainsi que les préconisations résultantes pour la conception du système d’amarrage. »

20 mai 2020 – Youssef Malyani et Myriam Orquera

Mercredi 20 mai 2020 le séminaire sera consacré à la présentation des articles rédigés par Youssef MALYANI (Étudiant en Thèse) puis par Myriam ORQUERA (Docteur). Cette présentation fera l’objet d’une conférence lors de JCM 2020 (http://www.jcm2020ct.com/en/) qui se déroulent du 2 au 4 juin 2020.

Résumé de l’article de Youssef MALYANI : State of the art on robust design methods for additive manufacturing

Abstract. Additive Manufacturing (AM) technologies allow to produce functional parts with complex geometries that cannot be manufactured by conventional processes. However, the complexity of the product is increased and causes new constraints in the manufacturing process. Therefore, these new processes lead particularly to new needs in design methods. The objective of this paper is to explore and form an overall view of design methods, especially, robust design methods. Robust design is defined here as a methodology that enables to design a product with optimal performances and insensitivity to small variations of the inputs of the manufacturing process. In this contribution a state of the art of robust design methods applied to AM will be carried out.

Résumé de l’article de Myriam ORQUERA : Topological optimization of a mechanical system with adaptive convergence criterion

Abstract. Topological optimization (TO) is commonly used to design a part for additive manufacturing (AM), but rarely for entire systems including several parts. How can be optimized a mechanical system in which each optimized part changes the boundary conditions? A Design method called TOMS (Topological Optimization of a Mechanical System) has been developed to take into account the variation of the boundary conditions when optimizing parts. When the using TOMS method the loops are performed until the optimization converges. The object of this article is to propose a discussion on the quantification of this convergence based on a practical case study.

18 mars 2020 – Youssef Malyani et Lewis Andurand

Thèse de Youssef Malyani

Titre:

Développement d’une recherche mutualisée sur un Référentiel robuste pour le processus de reconception/qualification et réalisation de pièces ou d’ensembles de pièces en Fabrication additive pour la MCO – Naval Group / Maq3D.

Résumé :

Actuellement, les technologies de fabrication additive permettent de produire des pièces fonctionnelles avec des géométries complexes qui ne peuvent pas être fabriquées par des processus conventionnels. Cependant, la complexité du produit est augmentée et entraîne de nouvelles contraintes dans le processus de fabrication. Par conséquent, ces nouveaux processus conduisent notamment à de nouveaux besoins en méthodes de conception robustes. En effet, cette thèse vise à développer en premier temps un référentiel pour le processus de reconception/qualification de pièces en fabrication additive pour le maintien en condition opérationnelles (MCO), ce référentiel peut être un guide, des réglages tests et des abaques que nous pourrons utiliser en amont lors de la conception d’un produit et qui pourra diminuer les tests de contrôle dans la phase de post production. En plus, il peut nous aider au choix du procédé additif également.

D’autre part, le modèle de calcul le plus utilisé pour la fabrication additive pour déterminer ou doit se trouver la matière est bien évidemment l’optimisation topologique. Ainsi, cette recherche a pour objectif d’élaborer de règles pour l’optimisation topologique de pièces et de systèmes multi-corps avec chaîne cinématique en boucle ouverte et boucles fermées avec des objectifs et des contraintes d’optimisation topologique variées.

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Thèse de Lewis Andurand

Titre:

Développement de stratégies de fabrication pour la réalisation par WAAM de pièces légères obtenues par assemblage de motifs

Résumé:

Les technologies de Fabrication Additive (FA) nommées Wire and Arc Additive Manufacturing (WAAM), utilisent un arc électrique pour fusionner un métal d’apport sous forme de fil. La pièce 3D est ainsi générée par empilement des cordons de soudure aÌ partir de tout type de matériau soudable. Ces procédés sont capables de déposer la matière localement au bon endroit, permettant la réalisation de pièces allégées en supprimant les zones de matière peu contraintes. Ces zones sont rarement supprimées (ou évidées) dans le cas de l’utilisation des autres technologies de fabrication telles que l’usinage car elles sont souvent inaccessibles.

L’opportunité de produire des pièces allégées reste cependant aujourd’hui peu exploitée en fabrication additive de type WAAM. L’une des raisons est que les résultats issus de l’optimisation de forme en Design for Additive Manufacturing ne sont pas fabricables tels quels avec cette technologie, ou au prix d’une productivité très faible.

L’objectif global du projet ANR BeShape (Conception de pièces légères fabriquées par apport de fil et arc électrique) est de proposer et valider une démarche de conception permettant d’obtenir des pièces légères par un assemblage de motifs prédéfinis fabricable par un procédé WAAM, afin de profiter des libertés offertes par ces procédés tout en respectant les contraintes de fabricabilité et les exigences formulées par le concepteur. Le travail de thèse proposé consiste à valider l’hypothèse suivante : si les motifs sont fabricables individuellement, alors il sera possible de les combiner intelligemment pour rendre la pièce fabricable.

Le premier objectif de la thèse est de définir la fabricabilité des motifs. La plage de variation des paramètres géométriques des motifs devra être déterminée de manière à assurer la fabricabilité du motif. Pour cela des essais de paramétrie à l’aide d’un robot de dépôt sont nécessaires. La paramétrie du procédé et la méthode d’obtention des trajectoires, aÌ développer, pourront s’appuyer sur des travaux antérieurs menés au laboratoire COSMER. Les motifs seront ensuite combinés pour obtenir des assemblages de motifs fabricables optimaux vis-à-vis des performances mécaniques souhaitées.

Le second objectif de la thèse est de proposer une ou des méthodes permettant de fabriquer de tels assemblages. Cette démarche devra aboutir à des stratégies de fabrication optimales vis-à-vis de l’ordonnancement des opérations de dépôt (couche par couche, motif par motif…) et des trajectoires de « liaisons » entre motifs. D’autres aspects pourront être intégrés tels que ceux relatifs à la thermique, les déformations induites et les risques de collisions au sein de la cellule de dépôt ; par exemple en adaptant la trajectoire pour corriger les défauts ou en modifiant l’ordonnancement pour assurer le refroidissement.

L’objectif final est d’obtenir un démonstrateur représentatif d’un cas d’étude industriel du milieu aéronautique.

27 janvier 2020 – Séminaire Andrew Comport – Localisation et cartographie dense pour la navigation autonome

M. Andrew Comport, chercheur CNRS au laboratoire I3S de l’Université de Côte d’Azur, donnera un séminaire intitulé « Localisation et cartographie dense pour la navigation autonome » lundi 27 janvier à 10h30 à l’Ifremer (La Seyne Sur Mer, zone de Brégaillon).

Résumé
Dans cet exposé, il présentera des approches avancées de vision par ordinateur, pour la localisation et cartographie dense en temps réel qui ont été développées dans le contexte du projet européen H2020 COMANOID visant à contrôler et à naviguer des robots humanoïdes en utilisant la perception dense. Dans un premier temps il montrera comment les modèles de localisation et de cartographie denses peuvent être calculés en temps réel pour permettre d’interagir avec les surfaces de scènes 3D de façon précise et robuste. Il présentera les avancées récentes qui intègrent temporellement, en plus du géométrie 3D, les informations de couleur contenues dans les images. Cela impliquera de définir un modèle de super-résolution inverse pour de nombreuses images basse résolution acquises à partir de poses différentes de la caméra. Contrairement aux techniques classiques de super-résolution, ceci est réalisé ici en prenant en compte les transformations de mouvement 6D complètes ainsi que la structure de surface de la scène.
Dans une deuxième partie, il présentera un modèle en temps réel pour l’acquisition de champs lumineux 3D en « High Dynamic Range » (HDR) à partir de plusieurs images en mouvement avec des expositions différentes (périodes d’intégration des capteurs). En particulier, une caméra RGB-D sera utilisée comme capteur de champ lumineux dynamique. Une autre application de réalité augmentée sera présentée qui démontre l’utilisation plus large de la cartographie HDR 3D en temps réel, de la synthèse de la sonde de lumière virtuelle et de la détection de la source de lumière pour rendre les objets réfléchissants avec des ombres et de manière transparente avec le flux vidéo réel en temps réel.

Bio:
Andrew Comport est chercheur au CNRS affecté au laboratoire I3S à l’Université Cote d’Azur. Ses recherches se concentrent sur les domaines de la vision par ordinateur, la robotique, l’apprentissage machine et l’asservissement visuel. En 2015, il a co-fondé la start-up PIXMAP, spécialisé dans la localisation et cartographie temps-réel basé sur plusieurs brevets et logicielles. Il a soutenu sa thèse à l’INRIA Rennes en 2005 et a effectué un postdoc à l’INRIA Sophia-Antipolis jusqu’à 2007. Avant il a obtenu un double diplôme d’ingénierie et informatique à l’université de Monash en Australie. Il est auteur de plus de 50 publications internationales parmi lequel il a obtenu le prix du meilleur article de la conférence internationale IEEE/RSJ IROS en 2013. Il est actuellement rédacteur en chef adjoint de la Conférence internationale de l’IEEE sur la robotique et l’automatisation (ICRA) et de Robotics and Automation Letters (RAL).

11 juillet 2019- Séminaire Manon Fourniol

Manon Fourniol, doctorante au laboratoire IM2NP, présentera l’avancée de ses travaux de thèse sur le thème de la « Capture de mouvement du corps humain à l’aide de centrales inertielles embarquées pour la rééducation » le 11 juillet 2019 à 14h en salle M141.

Résumé
Dans cette présentation traitant de mes travaux de thèse je commencerai par parler de dispositifs de réveils basse consommation basés sur l’analyse de la fréquence pour l’internet des objets, avant d’aborder le sujet de la capture de mouvement du corps humain à l’aide de capteurs inertiels embarqués.
La capture de mouvement du corps humain est largement utilisée dans divers domaines comme la robotique, la réalité virtuelle ou bien la médecine ou la biomécanique. Différentes solutions ont fait l’objet de recherches ces dernières années, en particulier des solutions optiques, basées sur l’utilisation d’une ou plusieurs caméras, ont émergé, mais aussi des solutions mécaniques, électromagnétiques ou inertielles. Dans notre cas d’étude, c’est sur l’utilisation de capteurs inertiels embarqués que nous avons axé notre recherche, afin d’aider à la rééducation de personnes. En effet, l’accéléromètre et le gyroscope sont des capteurs bruités et avec une dérive importante que l’on souhaite corriger, en travaillant notamment sur la calibration de ces capteurs et l’utilisation de filtres en embarqué, comme le filtre de Kalman-Busy ou le filtre de Kalman Étendu. Notre objectif étant de détecter si la personne fait ou non les bons mouvements afin de permettre à terme aux patients d’être autonomes dans leurs exercices quotidiens de rééducation.

13 juin 2019 – Séminaire Jihong Zhu

Jihong Zhu, doctorant au LIRMM, exposera ses travaux le jeudi 13 juin à 14h en salle M141 sur la manipulation de câble assistée par vision.

Title: Dual arm robotic manipulation of deformable linear objects with environmental contacts.

Abstract:

One of the biggest challenges in deformable objects manipulation lies in the limited control inputs while manipulation – The infinite degree of freedoms (DOFs) in object deformation with finite inputs from the manipulators/hands. Often when manipulating deformable objects, humans not only apply both hands, but also use contacts in the environment to regulate objects. In this talk, I will present a framework for a dual arm robot to manipulate deformable linear objects (DLOs) with contacts in the environment. The robot is able to plan its motion according to the contact placement, detect the occurrence of a contact, and modify its manipulation behaviour accordingly and finally achieve a desired configuration of the DLOs.