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Dissertationen zum Thema „Robots – Simulation par ordinateur“
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Escleine, Denis. „Téléopération de robots à architecture complexe“. Montpellier 2, 1998. http://www.theses.fr/1998MON20261.
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Le cadre general de ce travail est l'analyse des systemes teleoperes a architecture complexe. Le but est de fournir une solution performante pour le controle des systemes teleoperes. Cette analyse generale est traitee en deux parties : la gestion de la redondance du robot esclave par rapport au robot maitre, et la commande du systeme compose des deux robots. Tres souvent dans le cas des systemes teleoperes, le robot esclave possede plus de degres de liberte que le robot maitre. Nous proposons de gerer cette redondance en optimisant la posture du robot afin d'ameliorer la dexterite de l'operateur travaillant a l'aide d'un tel systeme. La principale qualite d'un systeme teleopere est sa transparence. Cette transparence repose sur la qualite de la commande du systeme teleopere. Nous proposons une nouvelle commande basee sur le principe de la commande externe : la double commande externe croisee. Simple, facile a mettre en uvre sur des robots industriels, cette commande est sure et efficace. Les principes developpes dans les deux parties sont valides a l'issue de simulations et d'experimentations sur site. Nous presentons finalement quelques taches mettant en avant la transparence que cette commande procure au systeme teleopere.
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Ayrault, Roger Mireille. „Modélisation, simulation et étude de faisabilité d'une cellule robotisée de soudage à l'arc pour la construction métallique“. Poitiers, 1998. http://www.theses.fr/1998POIT2292.
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Le travail presente dans ce memoire concerne l'etude de la faisabilite d'une cellule robotisee de soudage a l'arc pour la fabrication de pieces de charpentes metalliques. La faisabilite est montree au moyen du systeme de cao-robotique smar (systeme de modelisation et d'animation de robots) developpe au laboratoire, en procedant par simulation graphique. Afin d'introduire les robots de soudage de facon rentable dans les entreprises de construction metalliques, il etait indispensable de leur associer un systeme autonome de manipulation des pieces. Etant donne la diversite de celles-ci et les contraintes imposees par le processus de soudage, l'automatisation des operations de transfert et de positionnement passait par la conception d'un manipulateur. Une nouvelle architecture de manipulateur a ete definie puisqu'aucun systeme du commerce ne se montrait adapte au probleme. Celle-ci a ete realisee a partir de composants disposant d'un nombre de mobilites et de fonctionnalites suffisant pour obtenir un manipulateur modulable. En vue de valider le principe de manipulation retenu et de montrer qu'il etait adapte a l'ensemble des pieces, une simulation graphique a ete realisee. Puisque le systeme de cao-robotique smar n'etait pas apte dans sa forme initiale a realiser cette simulation, nous avons developpe specialement pour cette application, un module de simulation du soudage et nous l'avons integre au systeme smar. Ce module a permis de simuler des cycles complets de chargement, soudage et dechargement. Le soudage de serie de pieces identiques a egalement ete etudie. La faisabilite des operations intervenant dans le cycle de fabrication a ete montree grace aux algorithmes de detection de collision, de placement de robots et de planification de trajectoires. En effet, ces algorithmes ont permis de determiner les trajectoires des differents composants qui ne generaient pas de collision avec l'environnement. Cinq pieces, choisies par les constructeurs comme les plus representatives en construction de charpentes metalliques, ont ete considerees pour l'etude de faisabilite. La simulation de leur soudage a permis de conclure sur la faisabilite technique de la cellule robotisee. Les temps de cycle calcules ont mis en evidence les avantages apportes par le soudage robotise.
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Boschian-Campaner, Valerio. „Modélisation de l'environnement par grille adaptive et recherche de chemins pour robot mobile“. Metz, 1990. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1990/Campaner_Boschian.Valerio.SMZ909.pdf.
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Les robots mobiles suscitent actuellement des projets ambitieux et futuristes. Ceux-ci vont du domaine agricole, avec Magali, au domaine spatial avec le projet VAP-RISP: robot d'exploration pour une mission sur mars. Pourtant, s'il existe un domaine où la robotique mobile peut rendre encore plus de services quotidiens, c'est celui de l'aide aux handicapés. C'est avec cet objectif que le LAEI travaille sur le projet VAHM (véhicule autonome pour handicapés moteur), proposant de rendre autonome un fauteuil électrique. Notre travail concerne la modélisation de l'environnement et la recherche des chemins. Après une étude bibliographique critique, nous présentons: a) une méthode de modélisation d'un environnement par grille adaptive à partir d'un espace déterminé par des objets polyédriques. La méthode consiste à partager l'espace en bandes parallèles à un référentiel. Ces bandes qui s'appuient sur les sommets des objets sont découpées selon le critère d'approche minimale des obstacles par le mobile. L'intersection des bandes horizontales et verticales forme des cellules élémentaires auxquelles est associée une variable binaire selon que la cellule fait partie de l'espace libre ou d'un obstacle. Cette méthode a ensuite été étendue à la modélisation 8 dynamique (indispensable pour l'apprentissage et dans le cas d'obstacles mobiles) d'environnements 2d 1/2 (représentant par exemple une maison, mais aussi un univers industriel) ; b) une méthode de recherche de chemins entre deux points du modèle. Celle-ci a été conçue à partir des algorithmes de LEE et A*, en effectuant des opérations de masquage. Cette opération a l'avantage de nécessiter un espace mémoire réduit et de determiner une trajectoire admissible rapidement. La modélisation par grille adaptative détermine un modèle de calcul homogène directement utilisable par l'algorithme de recherche de trajectoire Searchpath. Ces méthodes (modélisation de recherche de chemins) nous ont conduit à élaborer un logiciel de simulation (MEPT) qui nous permet de vérifier la rapidité et l'efficacité des différents algorithmes
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Niniss, Hafid. „Contribution à l'évaluation de la commande des fauteuils électriques en environnement contraint à l'aide de la réalité virtuelle“. Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2003. http://www.theses.fr/2003INPL071N.
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Ce travail concerne la réalisation d'un systéme de simulation pour fauteuils roulants, dans le but d'évaluer les aptitudes d'une personne à piloter un fauteuil électrique. Le choix de la Réalité Virtuelle se justifie principalement par la sécurité des tests (collisions avec l'environnement). De plus, la simulation donne accès à un monde où tout est mesurable, et ceci sans capteur supplémentaire (posture du fauteuil, actions sur les organes de commande. . . ). Cette multitude de mesures virtuelles sert à mettre en évidence et quantifier l'aptitude qu'a l'utilisateur à piloter un type de fauteuil donné. Ce mémoire débute par un Etat de l'Art sur les simulateurs généraux ainsi que ceux dédiés aux fauteuils roulants. Le deuxième chapitre est dédié à l'élaboration d'un modèle de simulation utilisé pour naviguer dans une scène virtuelle. Dans cette partie, nous étudions la cinématique et la dynamique d'un fauteuil électrique utilisé pour nos tests. Pour compléter cette étude, nous modélisons son système de perception. Le troisième chapitre quant à lui présente la conception, la réalisation et l'évaluation du système de simulation concu. Il débute par la présentation du simulateur (partie logicielle du système de simulation) et de la plateforme de simulation (partie matérielle), puis se poursuit par l'évaluation du système, en mettant en évidence ses possibilités et ses limites. Le quatrième et dernier chapitre est consacré à l'évaluation d'un utilisateur de fauteuil électrique. Après avoir proposé et discuté des critères d'évaluation, nous présentons le protocole expérimental, ainsi que les premiers résultats obtenus. Une discussion de ces résultats vient clore ce chapitre. Finalement nous concluons sur le travail réalisé et les perspectives envisagées à court et moyen terme.
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Guérin, François. „Commande conjuguée d'un robot mobile : modélisation dynamique et vision artificielle“. Le Havre, 2004. http://www.theses.fr/2004LEHA0003.
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Ce mémoire de thèse est le résultat d'un travail de recherche visant à approfondir l'étude du comportement dynamique d'un robot mobile à deux roues motrices dont les caractéristiques mécaniques sont proches de celles d'une petite automobile. Le modèle que nous proposons repose sur l'application du principe fondamental de la dynamique et considère la plupart des caractéristiques mécaniques du robot mobile. Plus complet, ce modèle remplace avantageusement le modèle cinématique utilisé habituellement en robotique mobile. Par ailleurs, sa formulation finale reste relativement simple ce qui permet son utilisation dans le cadre d'applications temps réel. Ce modèle a été ensuite mis à profit dans le cadre de deux applications différentes : la stabilisation de configurations fixes et la commande référencée vision. Concernant la stabilisation de configurations fixes, la solution originale que nous avons développée consiste à appliquer au robot mobile trois consignes de position exprimées dans son propre repère et calculées à partir de la commande optimale "bang-off-bang". Par ailleurs, la trajectoire suivie par le robot mobile a pu être lissée en remplaçant les arcs de cercle par des portions de clothoi͏̈des. La seconde application repose sur l'utilisation du système de vision stéréoscopique embarqué sur le robot mobile. Ce dernier renseigne sur la distance et la direction de l'objet observé par rapport au robot mobile. La loi de commande par retour d'état que nous avons conçue, a pour objectif de maintenir le robot mobile face à l'objet observé et à une distance imposée de celui-ciThis PhD. Thesis is the result of a research work aiming at looking further into the study of the dynamic behavior of a two-driving-wheel mobile robot whose mechanical characteristics are similar to those of a small car. The model that we propose rests on the application of the fundamental principle of dynamics and takes into account the majority of the mechanical characteristics of the mobile robot. Being closer to reality, this model advantageously replaces the kinematic model usually used in mobile robotics. In addition, its final formulation remains relatively simple which allows its use in real time applications. This model was then used for two different applications : the stabilization of fixed configurations and vision-based control. Concerning the stabilization of fixed configurations, the original solution developed consists in applying to the mobile robot three positioning reference values written in its own reference and calculated from the optimal control "bang-off-bang". Furthermore, the trajectory followed by the mobile robot were smoothed by replacing the arcs of circle by portions of clothoids. The second application rests on the use of the stereoscopic vision system embarked on the mobile robot which provides informations on the distance and the direction of the observed object compared to the mobile robot. The state feedback control law that we designed aims at maintaining the mobile robot in front of the observed object with an imposed distance
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Zoso, Nathaniel. „Modélisation, simulation et commande d'un robot parallèle plan à câbles sous-actionné“. Thesis, Université Laval, 2011. http://www.theses.ulaval.ca/2011/28611/28611.pdf.
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Yachou, Brahim. „Controle dynamique des structures polyarticulees deformables application a la robotique“. Paris 6, 1995. http://www.theses.fr/1995PA066754.
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Cette these traite du probleme de la modelisation et de la commande des robots souples. L'objectif a ete centre sur la commande par decouplage-linearisation sur les variables rigides et amortissement sur les variables elastiques. Cette loi a ete elaboree a partir d'un modele obtenu par une approche modale ou chaque composant est traite separemment. Les variables rigides et les variables elastiques sont respectivement representees par les modes d'ensemble et un nombre limite de modes de vibration. Les variables de liaison entre les composants de la structure, representees par des multiplicateurs de lagrange, sont eliminees par substitution entre le modele global et les relations de contraintes cinematiques linearisees. L'amortissement des vibrations est realise en appliquant un retour d'etat des variables elastiques dans la boucle de commande par le biais d'un vecteur de commande choisi. Cette technique de commande a ete testee sur deux robots plan: un monobras et un double bras deformables. Plusieurs parametres ont ete etudies: le type de consignes appliquees, le retour d'etat des variables elastiques et le nombre de modes choisi
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Beauchaints, Felix. „Contribution à la simulation des robots manipulateurs : méthodologies de modélisation et d'identification des paramètres dynamiques“. Montpellier 2, 1992. http://www.theses.fr/1992MON20056.
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Pour ameliorer les performances de la programmation hors-ligne des robots manipulateurs a partir d'un systeme de c. F. A. O, il est necessaire d'utiliser des modeles suffisamment complets. Pour cela, nous avons developpe un simulateur constitue d'un controleur parametrable et d'un robot virtuel. Ce simulateur permet de prendre en compte les caracteristiques fonctionnelles et techniques de controleurs ainsi que les parametres geometriques et dynamiques de differentes classes de robots, afin d'engendrer les mouvements de ceux-ci. Dans cette these nous donnons les methodologies d'obtention du modele de simulation (robot virtuel) d'un robot manipulateur a architecture simple ou complexe, et d'identification de ses parametres inertiels. D'abord, nous presentons la phase de modelisation du robot. Nous utilisons le modele dynamique direct etabli a partir du jeu des parametres inertiels, identifiables. Ensuite, nous decrivons les modeles et les methodes d'identification mis en uvre pour obtenir ces parametres. Nous considerons soit le modele dynamique inverse, soit le modele energetique, exprimes sous forme lineaire par rapport aux parametres inertiels. Puis, nous appliquons ces travaux theoriques a l'identification experimentale des parametres inertiels d'un puma 560, apres avoir developpe un systeme d'acquisition et de traitement des donnees necessaires a cette identification
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Abdelhedi, Mohamed. „Étude et réalisation d'un système de conception assistée par ordinateur pour la robotique : application à la simulation et à l'évaluation des performances de robots“. Montpellier 2, 1988. http://www.theses.fr/1988MON20141.
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De l'analyse de l'etat de l'art de la cao en robotique, on conclut sur la necessite de developper des moyens specifiques pour la conception et l'animation d'une cellule flexible sur ordinateur de faible puissance et on en deduit le cahier des charges, l'architecture materielle et logicielle du systeme sacre
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Bosman, Julien. „Physically-based 6-DoF nodes deformable models : application to connective tissues simulation and soft-robots control“. Thesis, Lille 1, 2015. http://www.theses.fr/2015LIL10122/document.
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La simulation médicale est un domaine de recherche de plus en plus actif. Malgré les avancées observées ces dernières années, le modèle complet du patient virtuel reste un objectif ambitieux. Il existe encore de nombreuses opportunités de recherche, notamment concernant la modélisation mécanique des conditions aux limites. Jusqu'à présent, la majorité des travaux était consacrée à la simulation d'organes, ces derniers étant généralement simulés seuls. Cette situation pose problème car l'influence des organes environnants sur les conditions aux limites est négligée. Ces interactions peuvent être complexes, impliquant des contacts mais aussi des liaisons mécaniques dues aux tissus conjonctifs. Ainsi, les influences mutuelles entre les structures anatomiques sont souvent simplifiées, diminuant le réalisme des simulations. Cette thèse visé à étudier l'importance des tissus conjonctifs, et plus particulièrement d'une bonne modélisation des conditions aux limites. Dans ce but, le rôle des ligaments lors d'une intervention chirurgicale par laparoscopie a été étudié. Afin d'améliorer le réalisme des simulations, un modèle mécanique dédié aux tissus conjonctifs, basée sur la mécanique des milieux continus et un ensemble de nœuds à 6 degrés de liberté a été développée. En outre, les travaux sur les tissus conjonctifs ont donné lieu à la mise au point d'une méthode de modélisation utilisée dans le cadre des robots déformables. Cette méthode permet un contrôle précis, et temps-réel, d'un bras robotisé déformable. L'utilisation de nœuds orientables a donné lieu à un modèle à nombre de degrés de liberté réduit, permettant de reproduire le comportement de structures plus complexesDespite the promising advances done in medical simulation, the complete virtual patient’s model is yet to come. There are still many avenues for improvements, especially concerning the mechanical modeling of boundary conditions.So far, most of the work has been dedicated to organs simulation, which are generally simulated alone. This raises a real problem as the role of the surrounding organs in boundary conditions is neglected. However, these interactions can be complex, involving contacts but also mechanical links provided by layers of soft tissues known as connective tissues. As a consequence, the mutual influences between the anatomical structures are generally simplified, weakening realism of simulations.This thesis aims at studying the importance of the connective tissues, and especially of a proper modeling of the boundary conditions. To this end, the role of the ligaments during laparoscopic liver surgery has been investigated. In order to enhance the simulations’ realism, a mechanical model dedicated to the connective tissues has been worked out. This has led to the development of a physically-based method relying on material points that can, not only translate, but also rotate themselves. The goal of this model is to enable the simulation of multiple organs linked by complex interactions.In addition, the work on the connective tissues model has been derived to be used in soft robotics. The principle of relying on orientable material points has been used to developed a reduced model that can reproduce the behavior of more complex structures. The objective of this work is to provide the means to control – in real-time – a soft robot made of a deformable arm
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Bédard, Sébastien. „Modélisation et simulation dynamique d'un bipède plan à 9 DDL : à titre de recherche préliminaire pour le développement d'un robot bipède anthropomorphe“. Thesis, Université Laval, 2006. http://www.theses.ulaval.ca/2006/24083/24083.pdf.
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Schrive, Etienne. „Étude et réalisation d'un système de conception assistée par ordinateur pour la robotique : application à la programmation graphique des robots de type SCARA“. Montpellier 2, 1988. http://www.theses.fr/1988MON20142.
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Presentation d'un systeme cao, pour la robotique fonctionnant sur microordinateur. Une des applications envisagees concerne la programmation graphique de robots horizontaux. Etude et realisation du systeme sacre
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Pettré, Julien. „Planification de mouvements de marche pour acteurs digitaux“. Toulouse 3, 2003. http://www.theses.fr/2003TOU30200.
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Doulcier, Joseph. „Implantation optimale d'un robot en fonction de la tâche à réaliser en environnement contraint. Analyse, synthèse et développement d'un module d'aide à l'implantation des robots“. Marne-la-vallée, ENPC, 1993. http://www.theses.fr/1993ENPC9301.
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Ce mémoire présente une étude de l’implantation optimale d’un robot en fonction de la tâche à réaliser, en prenant en compte les contraintes de non collisions. La démarche proposée s’est appuyée sur un système de C. A. O. Classique. Elle se fonde sur une définition des tâches en termes de trajectoire de référence, définie par des points d’arrêt induits par le processus de fabrication et des points de passage disposés pour assurer la non collision avec les obstacles. Elle aboutit à une méthode permettant d’optimiser la trajectoire du robot de manière conjointe avec son implantation, en étendant le concept de variables articulaires à l’ensemble des variables décrivant les possibilités d’implantation du robot. Ces points de passage sont mis en place au cours du processus d’optimisation générale en fonction de l’implantation du robot et de la disposition des obstacles. Cette approche est introduite par une étude de la planification de trajectoires à travers une méthode locale dissociant les objectifs de réalisation du process des objectifs d’anti-collision, suivie d’une étude du domaine d’implantation du robot. Ces travaux ont été appliqués aux problèmes de l’industrie automobile à travers l’exemple des postes de soudure par points et des postes de montage.
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Fawaz, Khaled. „Contribution à la télésurveillance des systèmes contrôlés en réseau : application à la robotique“. Thesis, Lille 1, 2009. http://www.theses.fr/2009LIL10134/document.
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Dans cette thèse, nous avons abordé la problématique liée au diagnostic des systèmes contrôlés en réseau. L’approche de diagnostic proposée est basée sur les modèles dynamiques de la partie opérative et la partie de communication. Par le fait que les deux parties distinguées du système contrôlé en réseau, ont un fonctionnement différent, deux approches de diagnostic à base de modèle ont été élaborées et appliquées à un système de robotique.La première utilise le principe des observateurs stochastiques par rapport à la nature du système de communication, permettant de distinguer un défaut physique d’un retard induit, en estimant les états non mesurés. La seconde utilise le principe de redondance analytique, appliquée au système à contrôler, permettant de détecter et d’isoler des défauts capteurs et actionneurs, en comparant les mesures avec le modèle mathématique du système étudié. Les résultats expérimentaux réalisés sur un robot mobile miniature, contrôlé à distance ont permis de valider notre approche de diagnostic dans le cas d’un système de communication filaire en série (RS232).Une seconde contribution sur le diagnostic des systèmes contrôlés en réseau a été développée sur un robot manipulateur. Cette dernière consiste à détecter et localiser des défauts actionneur en utilisant le principe de redondance analytique, par contre, en lançant la procédure de diagnostic non pas sur le système réel, mais sur son simulateur virtuel connecté à lui à travers un réseau industrielIn this thesis, we investigate the problem of diagnosis of Networked Control Systems (NCS). The main considered components of the NCS namely the network system and controlled system are completely decoupled according to their operation characteristics. The diagnosis proposed approach is based on the dynamical models of the controlled system and the network system.Two model based fault diagnosis approach are proposed and applied to telerobotics system. The first concerns a discrete and stochastic observer applied to the network system in order to detect and isolate system faults from delay fault on the network channel by estimating the non measured states. The second is based on the Analytical Redundancy Relations (ARR) allowing detecting and isolating the input and output system’ faults. Experimental results applied on a mobile robot system, show the performance and the validity of the proposed hybrid fault diagnosis approach.A second contribution on the fault diagnosis of Networked Control Systems are developed and applied to a manipulator 6 DOF robot. It consists to detect and isolate system faults by using the Analytical Redundancy Relations approach on a robot model based real-time simulator connected to the system through an industrial network
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Abdelhedi, Mohamed. „Etude et réalisation d'un système de conception assistée par ordinateur pour la robotique application à la simulation et à l'évaluation des performances de robots /“. Grenoble 2 : ANRT, 1988. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37611101f.
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Genchev, Svetoslav. „Localisation de robots mobiles dans des environnements inconnus a priori“. Compiègne, 2011. http://www.theses.fr/2011COMP1961.
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La thèse comporte trois parties - localisation de robots dans en 3D par des mesures de distances entre les robots, estimation de l'incertitude de la position calculée et construction des trajectoires des mouvements des robots afin de réduire au minimum cette incertitude. L'algorithme de planification utilise certains des robots en tant que balises stationnaires guidant les autres robots mobiles, ce qui permet le fonctionnement précis du system à long terme dans les environnements non structurés. Le but principal de la planification n’est pas de construire des trajectoires sans collision, mais de maintenir l'exactitude de positionnement pendant le mouvement. Deux critères importants d'optimalité sont considérés, reliés aux aspects spécifiques du mouvement commun - comment construire la trajectoire caractérisée par précision de mouvement, comment choisir les robots employés comme des balises et comment les placer dans l’espace de travail, afin de former des arrangements géométriques appropriés et ainsi maximiser la précision de localisation. Pour l'estimation de la position, utilisant les mesures de distance, plusieurs méthodologies de calcul sont présentées – une technique en temps réel et simple à calculer et encore deux techniques itératives, plus précises, mais aussi plus complexes à calculer. Les méthodes et leurs caractéristiques statistiques ont été présentées analytiquement, et ensuite comparées numériquement par des simulations graphiques sur ordinateur. L'évaluation d'incertitude est basée sur la méthode Delta, donnant des résultats très satisfaisants, comparés aux estimateurs numériques. La bonne connaissance de l'incertitude de la position est importante pour la fusion des données d'autres sources d’information de position (navigation hybride). En outre, un estimateur d'incertitude (indépendant du nombre de balises utilisées) rapide et différentiable a été proposé. Le maintien de l'incertitude de position bas est le premier critère pour la planification optimale de mouvement. Un deuxième critère a été développé, un estimateur différentiable pour la configuration géométrique des balises, qui ne dépend pas de la position du robot localisé, mais seulement des positions des balises. Les solutions proposées ont été validées expérimentalement par la simulation par ordinateurThis work emphasizes on three utterly related subjects – resolving robot position by distance measurements to other robots, estimating the uncertainty of the computed position and planning the robot’s movement in order to minimize that uncertainty. The planning algorithm uses some of the robots as stationary beacons guiding the robots in motion, thus enabling long-term working in unstructured environments. The main purpose of the planning is not building collision-free paths, but maintaining the positioning accuracy during the motion. Two important optimality criteria are considered, related to specific aspects of the common motion – how to plan trajectories with good movement precision, how to choose which robots to use as beacons and how to position them, in order to form appropriate geometrical arrangements and thus maximize localization precision. To resolve the position, given the distance measurements, we introduce several novel methodologies – one real-time, low-computation technique and another two optimal, computation costly model. The methods and theirs statistical characteristics have been presented analytically, and compared numerically by graphical simulations. The uncertainty estimation is based on the Delta method for uncertainty propagation, which in our case produce very satisfying results, compared to numeric estimators. Good knowledge of the position’s uncertainty is important when combining it with information of other sources, when performing hybrid navigation. Furthermore, a fast and differentiable uncertainty estimator has been found, not depending on the number of beacons used. Maintaining minimal values for the position uncertainty is the first criterion for the optimal motion planning. As a second criterion, we developed a differentiable beacon configuration quality estimator that does not depend on the localized robot but only on the positions of the beacons used. The proposed solutions for the three tasks have been validated experimentally by computer simulation. A simulation platform has been implemented for this purpose. It has been programmed on C++, using the OpenGL graphic library
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Maurice, Pauline. „Virtual ergonomics for the design of collaborative robots“. Thesis, Paris 6, 2015. http://www.theses.fr/2015PA066121/document.
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Parce qu’elle permet d’associer les capacités physiques d’un robot aux capacités perceptives et cognitives de l’Homme, la robotique collaborative peut être une solution pour répondre au problème des troubles musculo-squelettiques dans l’industrie. Cependant, le gain d’ergonomie qu’apporte l'utilisation de tels robots est rarement quantifié, à cause du manque d’outils adéquats.Ce travail vise à développer un outil générique permettant d’effectuer des évaluation ergonomiques d'activités de co-manipulation, à partir de très peu de données d’entrée. Cet outil s’appuie sur une évaluation en simulation, à l’aide d’un mannequin virtuel. Afin d'estimer les différentes sollicitations biomécaniques auxquelles sont exposés les ouvriers lorsqu’ils réalisent des tâches manuelles, de nombreux indicateurs d'ergonomie sont définis, et mesurés grâce à une simulation dynamique. Le mannequin virtuel est animé avec une technique d’optimisation LQP, et le robot est contrôlé par une commande en amplification d’effort. L'outil proposé est validé à l'aide d'expériences basées sur la capture de mouvement.Cependant, le choix d’un robot plutôt que d’un autre est rendu difficile par le nombre élevé d’indicateurs d'ergonomie à prendre en compte. Une méthode pour analyser la sensibilité des indicateurs aux différents paramètres du robot et de la tâche considérée est donc développée. Une telle analyse permet de réduire le nombre d’indicateurs à prendre en compte, tout en rendant suffisamment compte de l’ergonomie de chaque situation.Enfin, l’outil de simulation mis en place est couplé à un logiciel d’optimisation par algorithme génétique, afin d' optimiser la cinématique d’un robot collaboratifThe growing number of musculoskeletal disorders in industry could be addressed by the use of collaborative robots, which allow the joint manipulation of objects by both a robot and a person. Designing such robots requires to assess the ergonomic benefit they offer. However there is a lack of adapted assessment tools. This work presents a generic tool for performing accurate ergonomic assessments of co-manipulation activities, with very little input data. This tool relies on an evaluation carried out within a digital world, using a virtual manikin to simulate the worker. A framework is developed to enable the estimation of the different biomechanical solicitations which occur during manual activities. Multiple ergonomic indicators are defined and measured through a dynamic simulation of the considered activity. The virtual manikin is animated through a LQP optimization technique, and the robot is controlled according to the manikin-robot interaction force. The proposed framework is validated with motion capture experiments. However, the high number of indicators that are measured makes any kind of conclusion difficult for the user. Hence, a methodology for analyzing the sensitivity of the various indicators to the robot and task parameters is proposed. The goal of such an analysis is to reduce the number of ergonomic indicators which are considered in an evaluation, while sufficiently accounting for the global ergonomic level of the considered activity. Finally, an application of the proposed methodology is presented. The evaluation framework is linked to a genetic algorithm software in order to optimize the morphology of a collaborative robot for a given task
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Hamdi, Hocine. „Étude d'une station de synthèse de programmes robots prenant en compte un système de vision“. Compiègne, 1986. http://www.theses.fr/1986COMPI248.
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Il s'agit d'étudier les mécanismes nécessaires à l'implantation d'une station de programmation de robots hors-ligne et en ligne, permettant le couplage avec un système de vision. Six modules sont décrits pour la spécification d'une tâche en langage de niveau objet, la simulation du code engendré, son exécution effective sur le site. La modélisation d'un objet est basée sur la définition d'un ensemble de repères et de transformations (localisation, position de prise), et de ses relations avec d'autres objets. Les liens entre objets ne sont pas déclarés, mais créés et mis à jour par le système, de même que la modification automatique des emplacements. L'originalité principale réside dans la méthode de programmation choisie, qui permet d'effectuer les phases de création de programme de haut niveau, de génération de code bas niveau, et de simulation d'exécution au moment même de la saisie des lignes de programme. En plus de sa souplesse d'utilisation, sa modularité donne au système une extensibilité lui permettant de prendre en compte différents robots et leurs langages de commande, et d'utiliser le même langage de haut niveau pour commander ces robots. Dans l'état actuel de réalisation seul le modèle géométrique du Puma 560 et son langage (VAL) ont été intégrésWe study the mechanisms for implementing an on-line and off-line robot programming station, to be coupled with a vision system. We describe six modules for a task specification in an object level language, for simulating the execution of the resulting code, and its effective execution in the field. Object modelling is based on the definition of a set of frames (locating, grasping) and the relations with other objects. Binds between objects are not explicitly declared. They are created and updated by the system, like the locations automatic updating. The main originality stems from the programming methodology, which allows high level programming, low level code generation, and simulating the execution during the program edition, statement by statement. Adding to its easy use, the modularity of the system leads to a great extensibility. Its enables dealing with different robots having their own command languages, using always the same language (stations language). For the moment, only the Puma 560 geometric model and its language (VAL) have been integrated
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Dupuis, Jean-François. „Évolution d'un contrôleur de robot mobile visuellement référencé“. Thesis, Université Laval, 2007. http://www.theses.ulaval.ca/2007/24367/24367.pdf.
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Rouxel, Quentin. „Apprentissage et correction des imperfections des robots humanoïdes de petite taille : application à l'odométrie et à la synthèse de mouvements“. Thesis, Bordeaux, 2017. http://www.theses.fr/2017BORD0816/document.
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Les petits robots humanoïdes sont généralement soumis à de nombreuses imperfections : déformations et jeux mécaniques, défauts électriques et problèmes d'asservissements moteurs. L'objet de ces travaux est l'utilisation de techniques d'apprentissage pour compenser les imperfections du robot réel. L'amélioration de la précision de l'odométrie et de la stabilité de mouvements générés est étudiée. Cette thèse est fortement guidée et inspirée par la participation de l'équipe Rhoban (Rhoban Football Club) à la compétition internationale de robotique, la RoboCup. Depuis 2011, l'équipe concourt chaque année dans la ligue des petits robots humanoïdes complètement autonomes (Humanoid Kid-Size) dans un tournoi de football robotique. L'odométrie proprioceptive estime les déplacements du robot à partir de ses capteurs internes (la caméra n'est pas utilisée) alors que l'odométrie prédictive simule les déplacements engendrés par une séquence donnée d'ordres du mouvement de marche. Deux méthodes de correction sont ici proposées pour les deux odométries. La première se fonde sur une technique de régression non paramétrique (LWPR) et un système externe de capture de mouvement. La deuxième optimise (CMA-ES) un modèle de correction linéaire sans ne nécessiter aucun autre dispositif de mesure. L'odométrie proprioceptive est essentielle à la localisation du robot sur le terrain de football alors que l'odométrie prédictive permet d'entraîner hors ligne une politique de contrôle de la marche. La synthèse de mouvements très dynamiques tels que la marche ou le tir est rendue difficile par la forte contrainte de stabilité bipède et les imperfections des servomoteurs. Des mouvements de tir sont tout d'abord générés par optimisation (CMA-ES) et évalués au travers du modèle dynamique inverse du robot. Le développement d'un simulateur physique a été commencé. Le but est de réduire la distance entre le comportement réel et désiré du robot par correction des mouvements au sein du simulateurSmall humanoid robots are often affected by many flaws : mechanical wraps and backlashes, electrical issues and motor control problems. This work is aimed at applying machine learning methods to deal with the flaws of the real robot. More precisely, improving the odometry accuracy and generated motion stability is studied. This thesis is highly guided and inspired by the participation of the Rhoban team (Rhoban Football Club) to the international RoboCup competition. Since 2011, the team has been competing each year in a soccer tournament within the fully autonomous small humanoid robots (Kid-Size) league. Proprioceptive odometry estimates the robot displacements from its internal sensors (no camera is used) whereas predictive odometry simulates the displacements created from a sequence of walk orders. Two corrective methods are proposed for the two kinds of odometries. The first one is based on a non parametric regression (LWPR) and a motion capture setup. The second one optimizes (CMA-ES) a linear corrective model without needing any external measure system. The proprioceptive odometry is essential to the localization of the robot on the soccer field. The predictive odometry is used to train a control policy for the walk motion. The generation of very dynamic motions like walking or kicking the ball is difficult due to the biped balance constraint and the many servomotor flaws. To start, kick motions are generated by optimization (CMA-ES) and evaluated based on the inverse dynamic model of the robot. The implementation of a physics simulator has been started. The objective is make the real behaviour of the robot to catch up the target trajectory by correcting the motion within the simulator
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Taha, Safouan. „Modélisation conjointe logiciel/matériel de systèmes temps réel“. Thesis, Lille 1, 2008. http://www.theses.fr/2008LIL10016/document.
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Ce travail de thèse porte précisément sur la prise en charge du matériel embarqué dans la modélisation de l'application temps-réel. Afin d'améliorer le développement du matériel et de faciliter la communication des décisions architecturales au flot logiciel, nous avons adopté l'ingénierie dirigée par les modèles dans la conception, simulation et implantation de la plateforme matérielle. En effet, nous avons défini un langage de modélisation HRM (Hardware Resource Model) pour la description de plateformes matérielles sous différentes vues et à différents niveaux de détail. Nous avons ensuite conçu une méthodologie de modélisation du matériel en HRM pour assister tout utilisateur dans la construction de modèles de plateformes. Nous avons également développé un outillage complet et automatisé pour la simulation des plateformes matérielles ainsi modélisées. Enfin, nous décrivons un processus d'unification entre HRM et le standard d'implantation du matériel IP-XACT. Pour mieux prendre en charge le modèle de la plateforme matérielle dans la conception du système temps-réel, nous avons spécifiés des règles et des contraintes d'allocation qui régissent les placements des entités logicielles sur les ressources matérielles. Puis nous avons proposé des mécanismes d'adéquation pour adapter des configurations à priori inadéquates. Pour finir et illustrer l'agencement de toutes ces contributions dans le cadre d'un même processus de développement, nous avons développé une chenille de robots unicycles qui roulent sans glisser sur un plan horizontal. Il s'agit d'un système qui est à la fois temps-réel, embarqué, multi-tâches, distribué, répétitif et paramétrableThis PhD work focuses on the hardware support when modeling real-time systems. To improve the development of hardware and to communicate architectural intends to the software flow, we adopted the model driven engineering for design, simulation and implementation of hardware platforms. We have first defined a modeling language HRM (Hardware Resource Model) that describes hardware platforms with different views and at different levels of detail. Then, we developed a methodology based on HRM to help users in the construction of their platforms models. We have also developed automated tools for the simulation of these hardware models. Finally, we provide an efficient process of unification between HRM and the recent standard of hardware implementation IP-XACT. As our purpose is to take into consideration the hardware properties during the system design, we have specified rules and constraints that govem allocation of software entities onto hardware resources. After that, we proposed mechanisms to adapt inadequate configurations. Finally, we illustrate all these contributions within the same case study, which is a robots chain. It is realtime, embedded, multi-tasking, distributed, repetitive and configurable system
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N'Guyen, Steve. „Mise au point du système vibrissal du robot-rat Psikharpax et contribution à la fusion de ses capacités visuelle, auditive et tactile“. Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00579980.
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La perception de l'environnement à travers différentes modalités sensorielles est une capacité essentielle à la survie des animaux. La compréhension du fonctionnement de ces différentes modalités ainsi que du mécanisme de leur intégration en une représentation unique est un enjeu majeur en neurosciences ainsi qu'en matière de conception d'architectures de contrôle de robots autonomes. Le rat, par exemple, exploite énormément les informations tactiles fournies par ses vibrisses. Elles lui servent notamment à reconnaître des textures ou des formes, comme à évaluer la taille d'une ouverture... Cette modalité, très étudiée en biologie, n'a été que peu abordée dans le domaine de la robotique. L'audition et la vision fournissent également de riches informations sur l'environnement et ces trois modalités fonctionnent de manière complémentaire. Une des structures intégrant toutes ces modalités est le colliculus supérieur, région sous-corticale commune à la plupart des vertébrés. Cette structure fonctionnant comme un système attentionnel, permet de détecter les stimuli pertinents et de s'orienter vers ceux-ci tout en ignorant les stimuli inutiles. L'objectif de ce travail est de développer les différentes capacités sensorielles (tactile, auditive et visuelle) du robot-rat Psikharpax et de les intégrer en une représentation multi-sensorielle en s'inspirant de ces connaissances biologiques. Nous avons tout d'abord développé un système vibrissal artificiel permettant de reconnaitre des textures sur un robot mobile. Nous avons montré que deux hypothèses biologiques s'affrontant pour expliquer le codage des informations tactiles sont peut-être compatibles. Nous avons ensuite collaboré au développement d'un système auditif binaural permettant la localisation et la séparation de sources. Nous avons montré que les mécanismes permettant la reconnaissance de textures avec le système vibrissal, permettait de reconnaitre des sons avec le système auditif. Puis nous avons développé un système d'attention visuelle en adaptant et en intégrant des modèles neuro-mimétiques de colliculus supérieur et de ganglions de la base avec un mécanisme d'apprentissage par renforcement. Ce modèle inclut des boucles sous-corticales et corticales permettant l'apprentissage des caractéristiques spatiales et non-spatiales des stimuli. Nous avons montré que ce système permettait de générer des saccades oculaires vers des cibles génératrices de récompense. Enfin, nous avons étendu ce modèle d'attention visuelle aux modalités tactile et auditive et montré ses capacités à reproduire les phénomènes d'intégration multi-sensorielle. Nous avons également utilisé ce modèle sur un robot mobile pour générer des comportements d'orientation vers des stimuli multi-sensoriels associés à des récompenses. Nous concluons que ce modèle permet la gestion de stimuli multi-sensoriels de manière assez robuste pour être utilisé sur un robot mobile. Il génère de plus quelques prédictions testables.
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Li, Ying. „Analyse dynamique des systèmes multicorps flexibles et contrôle des robots déformables“. Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1995. http://www.theses.fr/1995ECAP0464.
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Cette thèse comporte trois parties. La premiere partie est consacrée au développement des équations dynamiques des systèmes multicorps flexibles. En vue d'établir les équations d'un tel système, deux approches principales sont mises en oeuvre. Ces approches peuvent être appelées approche en coordonnées cartesiennes et approche en coordonnées articulaires. La seconde partie concerne la linéarisation du système équations dynamiques non linéaire ainsi établi. Nous proposons une procédure simple pour réaliser recursivement cette linéarisation en utilisant l'approche en coordonnées articulaires. L'avantage de cette procédure tient à la possibilité d'un traitement systématique des variables de mouvement rigides et flexibles dans une notation unifiée qui permet le développement d'opérateurs formels dérivation conçus spécifiquement pour cette tâche. La méthode simplifié à la fois la formulation théorique et la programmation et permet un calcul plus rapide. La troisieme partie traite de l'utilisation des résultats précédents en vue du contrôle dynamique. En ce qui concerne le contrôle en position. Quelques resultats préliminaires sur le contrôle de la trajectoire de l'effecteur d'un robot multibras sont présentes, mettant en oeuvre une loi généralisée de contrôle découpe. Les performances du contrôleur sont évaluées. Les résultats de la simulation présentent une bonne convergence vers la trajectoire présente. En ce qui concerne le contrôle en force. Le problème du contrôle simultané en force et position pour un robot, avec contact entre l'effecteur et l'environnement rigide est analyse. Des contrôleurs en position et en force peuvent être definis
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Lavallée, Stéphane. „Gestes médico-chirurgicaux assistés par ordinateur : application à la neurochirurgie stéréotaxique“. Phd thesis, Grenoble 1, 1989. https://theses.hal.science/tel-00335578.
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Lavallée, Stéphane. „Gestes médico-chirurgicaux assistés par ordinateur : application à la neurochirurgie stéréotaxique“. Phd thesis, Université Joseph Fourier (Grenoble), 1989. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00335578.
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Doulcier, Joseph. „Implantation optimale d'un robot en fonction d'une tâche à réaliser en environnement contraint. Analyse, synthèse et développement d'un module d'aide à l'implantation des robots“. Phd thesis, Ecole Nationale des Ponts et Chaussées, 1993. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00523120.
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Ce mémoire présente une étude de l'implantation optimale d'un robot en fonction de la tâche à réaliser, en prenant en compte les contraintes de non collisions. La démarche proposée s'est appuyée sur un système de C.A.O. classique. Elle se fonde sur une définition des tâches en termes de trajectoire de référence, définie par des points d'arrêt induits par le processus de fabrication et des points de passages disposés pour assurer la non collision avec les obstacles. Elle aboutit à une méthode permettant d'optimiser la trajectoire du robot de manière conjointe avec son implantation, en étendant le concept de variables articulaires à l'ensemble des variables décrivant les possibilités d'implantation du robot. Ces points de passage sont mis en place au cours du processus d'optimisation générale en fonction de l'implantation du robot et de la disposition des obstacles. Cette approche est introduite par une étude de la planification de trajectoires, à travers une méthode locale dissociant les objectifs de réalisation du process des objectifs d'anti-collision, suivie d'une étude du domaine d'implantation du robot. Ces travaux ont été appliqués aux problèmes de l'industrie automobile à travers l'exemple des postes de soudure par points et des postes de montage.
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Argui, Imane. „A vision-based mixed-reality framework for testing autonomous driving systems“. Electronic Thesis or Diss., Normandie, 2024. http://www.theses.fr/2024NORMIR37.
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Cette thèse explore le développement et la validation des systèmes de navigation autonome dans un environnement de réalité mixte (RM), avec pour objectif de combler l’écart entre la simulation virtuelle et les tests en conditions réelles. Les travaux mettent l’accent sur le potentiel des environnements en réalité mixte pour tester les systèmes autonomes de manière sûre, efficace et économique. La thèse est structurée en plusieurs parties, et commence par une revue des technologies de pointe dans la navigation autonome et les applications en réalité mixte. En utilisant des modèles à base de règles et des modèles d’apprentissage, des expérimentations visent à évaluer les performances des robots autonomes dans des environnements simulés, réels et de RM. Un des objectifs principaux est de réduire le « reality gap »—c’est-à-dire la différence entre les comportements observés en simulation et ceux observés dans des applications réelles—en intégrant des éléments réels avec des composants virtuels dans des environnements de RM. Cette approche permet des tests et une validation plus proche des contraintes réelles sans les risques associés aux essais physiques. Une partie importante du travail est consacrée à la mise en œuvre et au test d’une stratégie d’augmentation hors ligne visant à améliorer les capacités de perception des systèmes autonomes à l’aide des informations de profondeur. De plus, l’apprentissage par renforcement est appliqué pour évaluer son potentiel dans les environnements de RM. La thèse démontre que ces modèles peuvent apprendre efficacement à naviguer et à éviter les obstacles dans des simulations virtuelles et obtenir des résultats similaires lorsqu’ils sont transférés dans des environnements de RM, soulignant la flexibilité du cadre pour différents modèles de systèmes autonomes. À travers ces expériences, la thèse montre le potentiel des environnements de réalité mixte comme une plateforme polyvalente et robuste pour faciliter le développement des technologies de navigation autonome, offrant une approche plus sûre et plus évolutive pour la validation des modèles avant leur déploiement dans le monde réelThis thesis explores the development and validation of autonomous navigation systems within a mixed-reality (MR) framework, aiming to bridge the gap between virtual simulation and real-world testing. The research emphasizes the potential of MR environments for safely, efficiently, and cost-effectively testing autonomous systems. The thesis is structured around several chapters, beginning with a review of state-of-the-art technologies in autonomous navigation and mixed-reality applications. Through both rule-based and learning-based models, the research investigates the performance of autonomous robots within simulated, real, and MR environments. One of the core objectives is to reduce the "reality gap"—the discrepancy between behaviors observed in simulations versus real-world applications—by integrating real- world elements with virtual components in MR environments. This approach allows for more accurate testing and validation of algorithms without the risks associated with physical trials. A significant part of the work is dedicated to implementing and testing an offline augmentation strategy aimed at enhancing the perception capabilities of autonomous systems using depth information. Furthermore, reinforcement learning (RL) is applied to evaluate its potential within MR environments. The thesis demonstrates that RL models can effectively learn to navigate and avoid obstacles in virtual simulations and perform similarly well when transferred to MR environments, highlighting the framework’s flexibility for different autonomous system models. Through these experiments, the thesis establishes MR environments as a versatile and robust platform for advancing autonomous navigation technologies, offering a safer, more scalable approach to model validation before real-world deployment
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Rolland, Luc Hugues. „Outils algébriques pour la résolution de problèmes géométriques et l'analyse de trajectoire de robots parallèles prévus pour des applications à haute cadence et grande précision“. Nancy 1, 2003. http://www.theses.fr/2003NAN10180.
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Les robots parallèles sont apparus sur les simulateurs de vol en raison de leurs dynamiques élevées. On cherche à les appliquer maintenant comme machine-outil. Les exigences de précision sont très sévères. Le 1er objectif est de trouver une méthode de résolution des problèmes géométriques. Peu d'implantations ont réussi à résoudre le cas général de la plateforme de Gough. On répertorie 8 formulations algébriques du modèle géométrique. La méthode exacte proposée est fondée sur le calcul de la base de Gröbner et la représentation univariée rationnelle. Cette méthode est trop lente pour la poursuite de trajet. Le 2e objectif est la mise en œuvre d'une méthode itérative numérique (Newton) rapide et certifiée en s'appuyant sur le théorème de Kantorovich et l'arithmétique par intervalle. Le 3e objectif est la faisabilité d'une tache d'usinage. Un simulateur de trajectoire inclut des calculs de précision de l'outil en fonction de la vitesse d'avance. On détermine ainsi l'impact d'une architecture donnée, d'une configuration donnée, des capteurs choisis et de la stratégie de commande. On termine avec une méthode de certification de trajectoire en vérifiant si l'outil peut suivre une trajectoire dans une zone autour de la trajectoire nominale. Un théorème de convergence certifie que l'on peut résoudre le modèle géométrique direct en tout point du tubeParallel robots have been introduced in flight simulators because of their high dynamics. Research is now focused on their application as machine tools. The requirements on accuracy are more stringent. The first objective is to find a resolution method to kinematics problems. Only a few implementations have succeeded to solve the general case (Gough platform). We have cataloged 8 algebraic formulations for the geometric model. The selected exact method is based the computation of Gröbner bases and the Rational Univariate Representation. The method is too slow for trajectory pursuit. The 2nd objective is the realization of a certified numeric iterative method (Newton) based on the Kantorovich theorem and interval arithmetic. The 3rd objective is milling task feasibility. A trajectory simulator includes tool accuracy estimations with given federate. One can determine the impact of a given architecture, selected sensors and the controller. This thesis terminates by a trajectory certification method, verifying if the tool can follow a trajectory included in a zone around the nominal trajectory. A convergence theorem is applied to insure that the forward kinematics model can be solved everywhere in the tube
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Taychouri, Fadi. „Méthodologie pour l'évaluation de l'accessibilité d'habitat pour des personnes en situation de handicap“. Versailles-St Quentin en Yvelines, 2008. http://www.theses.fr/2008VERS0026.
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Aujourd’hui, l’adaptation des espaces pour l’environnement résidentiel et industriel aux personnes handicapées est un défi important pour la société. Dans ce cadre complexe et multiple, l’accessibilité de l’espace aux fauteuils roulants est le sujet qui nous intéresse dans ce travail. L’étude de l’accessibilité consiste à évaluer le déplacement en fauteuil roulant dans un milieu domestique. Ce travail est divisé en trois parties. La première partie concerne la génération des trajectoires entre les différentes zones de service sur la base de techniques de planification des trajectoires développées en robotique mobile. La deuxième partie concerne la génération de trajectoires par la personne elle-même directement dans un environnement 3D développé dans ce travail. Ce simulateur intègre un modèle cinématique et dynamique du fauteuil roulant avec détection de collision. La troisième partie est l'évaluation de ces trajectoires en fonction de différents critères. Ces critères portent sur des paramètres classiques tels que la distance et la variation d’angle du fauteuil roulant ainsi que d’autres critères de confort comme la manœuvrabilité. Des plans d’architecte des habitats avec aménagement des volumes et mobiliers développés sous Auto CAD sont évalués afin d’illustrer la méthode d’évaluation proposéeIn today’s residential and industrial environment, adapting the space to handicapped persons is an important issue that has to be addressed. The accessibility of space to wheelchairs is a subject that has gained extensive attention. The problem that has to be solved is similar to that of the mobile robot path planning case. In this case, the conditions are more stringent than the mobile robot path planning. However, the planner has to produce trajectories of better quality. In this work, the problem is divided on three parts. The first part concerns the generation of paths between various zones of service based on the techniques developed for mobile robots path planning. The second part concerns the generation of paths by the person using a 3D simulator developed by the author. This simulator is based on the kinetic and dynamic models of the electric power wheelchair and virtual reality environment with collision detection. The third part concerns the evaluation of these trajectories based on varying criteria. These criteria are composed of classical parameters such as the distance and the angle as well as a new manoeuvrability criterion defined in this work. Examples of various Auto CAD architectural plans of dwellings are given to illustrate the proposed method
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Schegg, Pierre. „Autonomous catheter and guidewire navigation for robotic percutaneous coronary interventions“. Electronic Thesis or Diss., Université de Lille (2022-....), 2022. http://www.theses.fr/2022ULILB007.
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Cette thèse porte sur la navigation automatique de guides et cathéters dans les artères coronaires. Dans un premier temps, nous introduisons le contexte de la cardiologie interventionnelle et le cas particulier des interventions coronaires percutanées. Nous justifions aussi l'utilité de la robotisation de ces procédures. Nous faisons ensuite le pont entre le problème de la navigation de guides et le contrôle de robots déformables, puis examinons les travaux existants sur le même sujet.Notre étude commence par la conception de simulations dynamiques réalistes des artères, du coeur et de leur interaction avec les instruments chirurgicaux. Cela a nécessité la collecte de données patient, la compréhension de l'influence du battement cardiaque sur la déformation des artères et comment cette déformation impacte la navigation de guides. Les interventions coronaires percutanées considérées reposent également fortement sur les contacts entre les instruments et les parois arterielles, ce qui est une difficulté supplémentaire au regard du temps de simulation ainsi que de leur précision.Nous avons ensuite utilisé ces simulations pour formuler le problème de la navigation de guides dans les artères coronaires comme un problème de prise de décision séquentielle. Nous avons défini les espaces d'état et d'action correspondants et conçu une fonction de récompense adéquate. Nous avons testé plusieurs stratégies de contrôle, y compris des mèthodes de contrôle basées sur un modèle inverse et des méthodes de recherche arborescente. Nous avons également proposé une nouvelle combinaison de ces méthodes qui atteint de bonnes performances dans les cas de figure testés.Finalement nous avons conçu un algorithme de vision et un schéma de recallage permettant de transférer les algorithmes de commande sur un robot physique. L'algorithme de contrôle en boucle fermé ainsi constitué a été testé sur deux fantômes en silicone différents sur lesquels l'algorithme atteint un taux de succès comparable à une navigation manuelle et à une navigation en télé-opérant le robotThis thesis focuses on automatic navigation of guidewires and catheters in the coronary arteries. We first introduce the context of interventional cardiology and percutaneous coronary interventions. We also justify the use of a robot for those procedures. We then link the guidewire navigation problem to the control of soft robots and review the existing literature.Our study starts with building realistic, dynamic simulations of the arteries, heart and their interaction with the instruments. This required the gathering of patient data, understanding how the heart beat motion deforms the heart and how these deformations impact guidewire navigation. Percutaneous coronary interventions are also very contact dense which is a challenge for both simulation speed and accuracy.We then used these simulations to frame the problem of navigating the coronaries as a sequential decision making problem. We determined the corresponding state and action spaces and devised a reward. We tested a variety of control schemes on the navigation problem, including inverse model based control and tree-search based control and proposed a novel combination of both which achieves good performance in navigating the coronaries.Finally, we design a vision algorithm and registration scheme to transfer the algorithms to a physical robot. The closed loop control scheme was tested on two different silicone phantoms and achieves the same success rate as navigating by hand or by tele-operating the robot
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Alibay, Manu. „Fusion de données capteurs étendue pour applications vidéo embarquées“. Thesis, Paris, ENMP, 2015. http://www.theses.fr/2015ENMP0032/document.
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Le travail réalisé au cours de cette thèse se concentre sur la fusion des données d'une caméra et de capteurs inertiels afin d'effectuer une estimation robuste de mouvement pour des applications vidéos embarquées. Les appareils visés sont principalement les téléphones intelligents et les tablettes. On propose une nouvelle technique d'estimation de mouvement 2D temps réel, qui combine les mesures visuelles et inertielles. L'approche introduite se base sur le RANSAC préemptif, en l'étendant via l'ajout de capteurs inertiels. L'évaluation des modèles de mouvement se fait selon un score hybride, un lagrangien dynamique permettant une adaptation à différentes conditions et types de mouvements. Ces améliorations sont effectuées à faible coût, afin de permettre une implémentation sur plateforme embarquée. L'approche est comparée aux méthodes visuelles et inertielles. Une nouvelle méthode d'odométrie visuelle-inertielle temps réelle est présentée. L'interaction entre les données visuelles et inertielles est maximisée en effectuant la fusion dans de multiples étapes de l'algorithme. A travers des tests conduits sur des séquences acquises avec la vérité terrain, nous montrons que notre approche produit des résultats supérieurs aux techniques classiques de l'état de l'artThis thesis deals with sensor fusion between camera and inertial sensors measurements in order to provide a robust motion estimation algorithm for embedded video applications. The targeted platforms are mainly smartphones and tablets. We present a real-time, 2D online camera motion estimation algorithm combining inertial and visual measurements. The proposed algorithm extends the preemptive RANSAC motion estimation procedure with inertial sensors data, introducing a dynamic lagrangian hybrid scoring of the motion models, to make the approach adaptive to various image and motion contents. All these improvements are made with little computational cost, keeping the complexity of the algorithm low enough for embedded platforms. The approach is compared with pure inertial and pure visual procedures. A novel approach to real-time hybrid monocular visual-inertial odometry for embedded platforms is introduced. The interaction between vision and inertial sensors is maximized by performing fusion at multiple levels of the algorithm. Through tests conducted on sequences with ground-truth data specifically acquired, we show that our method outperforms classical hybrid techniques in ego-motion estimation
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Nguyen, Von Dim. „Validation and robust optimization of deep drawing process by simulation in the presence of uncertainty“. Thesis, Troyes, 2015. http://www.theses.fr/2015TROY0006/document.
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L’objectif ultime de ce travail de thèse est d’évaluer la possibilité de valider et d’optimiser un processus de fabrication en utilisant la simulation numérique en tenant compte des incertitudes irréductibles sur le procédé, les matériaux et la géométrie du produit fabriqué. La prise en compte des incertitudes nécessite de quantifier les effets des variations des paramètres du modèle sur les sorties de celui-ci, en propageant ces variations via la simulation numérique pour évaluer leurs effets sur les sorties. Dans ce travail nous avons proposé une procédure pour déterminer le seuil de sensibilité du modèle numérique afin de construire des plans d’expériences numériques cohérents avec ce seuil. Nous avons également montré que, compte tenu des incertitudes sur les matériaux et la géométrie du produit, il est possible d’optimiser certains paramètres du procédé pour contrôler les effets des incertitudes sur les variations dimensionnelles et morphologiques du produit. Pour cela, nous avons proposé une procédure d’optimisation basée sur un algorithme NSGA-II et une méta-modélisation du procédé. L’application à l’emboutissage d’une tôle en U, retour élastique inclus, montre qu’il s’agit d’un problème de conception robuste pour lequel nous obtenons l’ensemble des compromis entre l’écart à la moyenne et l’écart type d’une fonction « performance » du procédé correctement choisie. Finalement l’analyse de ces résultats nous permet de quantifier le lien entre la notion de robustesse d’une solution optimisée du procédé et les critères de mesure de la qualité du produitThe ultimate objective of this thesis is to evaluate the possibility to validate and optimize a manufacturing process using numerical simulation and taking into account the irreducible uncertainties in the process, materials and geometry of manufactured product. Taking into account the uncertainties requires quantifying the effects of variations of model parameters on the outputs, by propagating these variations via computer simulation to assess their effects on the outputs. In this work, we have proposed a procedure to determine the sensitivity threshold of the numerical model to build numerical Design of Experiments consistent with this threshold. We have also shown that, given the uncertainties in the materials and the geometry of the product, it is possible to optimize certain process parameters to control the effects of uncertainties on the dimensional and morphological variations of the product. For this, we have proposed an optimization procedure based on NSGA-II algorithm and a meta-modeling of the process. The application for deep drawing of a U-shaped sheet metal part, springback included shows that it is a robust design problem for which we get all the compromise between the deviation from the mean and standard deviation of a "performance" depending on the process correctly chosen. Finally, the analysis of these results allows us to quantify the relationship between the notion of robustness of an optimized solution of the process and criteria for measuring the quality of the product
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Goudali, Ahmed. „Contribution à l'étude d'un nouveau robot parallèle 2-delta à six degrés de liberté avec découplage“. Poitiers, 1995. http://www.theses.fr/1995POIT2280.
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L'usage des robots paralleles (ou structures a chaines cinematiques fermees) en robotique s'impose progressivement en raison de l'interet considerable qu'il procure en rigidite, rapidite, legerete, etc la structure de stewart ou simulateur de vol constitue l'application la plus populaire. Pour notre part, nous avons developpe une structure parallele inedite a 6 d. D. 1, que nous avons nommee robot 2-delta. Elle est constituee par deux structures delta imbriquees ; la premiere correspondant au robot delta initial de clavel ne commande que les mouvements parallele a la base, la seconde commande uniquement les orientations de la pince. Ces deux structures permettent de decoupler les mouvements de translation et de rotation de la pince. Nous avons pu modeliser analytiquement cette structure et introduire par la suite deux modeles geometriques complets permettant d'etablir les relations entre les coordonnees operationnelles de l'effecteur, les variables articulaires actives et les variables articulaires passives. L'exploitation de ces modeles et l'etude des limites des differentes variables nous a permis d'etudier efficacement l'espace de travail du robot 2-delta. Un autre aspect de l'etude est l'influence des petites variations (ou jeux) des longueurs des biellettes de la structure exterieure et interieure du robot 2-delta autour de leurs valeurs nominales sur les coordonnees operationnelles de la pince. L'exploitation de cette etude nous a permis de definir des ellipsoides de jeu basees sur le concept des ellipsoides de manipulabilite de yoshikawa. Enfin, la simulation et l'animation du robot 2-delta sur le systeme de c. A. O-robotique smar (systeme de simulation et d'animation de robot) a permis de valider l'ensemble de nos calculs et de visualiser les fonctionnalites du robot 2-delta
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France, Laure. „Simulation graphique d'un robot bipède dans un environnement structuré“. Phd thesis, Université Joseph Fourier (Grenoble), 1999. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00004831.
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Cette thèse porte sur la réalisation d'un simulateur pour un robot anthropomorphe bipède dans un environnement. Les roboticiens ont besoin d'un tel simulateur pour valider leurs lois de contrôle développées pour un robot bipède réel. Nous modélisons ce robot et nous l'animons avec des cycles de marche issus de la capture de mouvements. Nous complétons ces cycles de marche en calculant les mouvements transitoires de départ et d'arrêt du robot. Pour cela, nous utilisons une méthode basée sur l'interpolation de polynômes cubiques et respectant des contraintes liées aux mouvements des pieds du robot (cohérence du mouvement et non pénétration dans le sol). Nous obtenons ainsi des mouvements complets pour faire marcher notre robot dans son environnement. Comme cet environnement est inconnu du robot, nous modélisons sa perception au moyen de capteurs proximétriques, qui donnent la distance entre le robot et les objets locaux. Cette perception locale est utile pour la détection d'obstacles, afin d'éviter toute collision du robot avec son environnement. De plus, le robot doit modifier son comportement en fonctionde l'environnement. Par exemple, lorsqu'il rencontre des escaliers, il doit pouvoir les monter ou les descendre. Il lui faut donc une certaine reconnaissance des objets. Nous calculons alors le profil de l'environnement perçu à partir des distances détectées par les capteurs, et nous proposons un algorithme de reconnaissance d'objets basé sur ce profil. Une fois que ces fonctions de marche, de perception et de reconnaissance sont fournies au robot, nous étudions le placement des capteurs sur le robot, afin de déterminer la meilleure configuration pour laquelle le nombre de capteurs est minimal pour une détection maximale des objets dans l'environnement. Enfin, nous réalisons une simulation complète du robot bipède évoluant dans un environnement, dont le mouvement de marche est contrôlé en fonction de ce qui est perçu par les capteurs.
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Tissot, Romain. „Utilisation de l'IA pour l'analyse d'un robot parallèle à câbles destiné à l'assistance aux personnes fragiles“. Electronic Thesis or Diss., Université Côte d'Azur, 2024. http://www.theses.fr/2024COAZ4050.
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Les robots parallèles à câbles (CDPR) se présentent comme une nouvelle classe de robots parallèles. Ces robots utilisent des câbles enroulés pour leurs jambes plutôt que les chaînes d'éléments rigides comme les robots parallèles classiques. Cette technologie est dépendante des câbles, donc sujette à l'unilatéralité des efforts exercés par les câbles sur la plate-forme, à l'élasticité des câbles, et à leur affaissement dû à leur masse propre. Dans un premier temps, nous présentons la modélisation de ce type de robot, en particulier avec le comportement des câbles dits d'Irvine, pour son caractère plus réaliste par rapport à d'autres modélisations. Dans un second temps, nous traitons de l'utilisation des réseaux de neurones (NN) pour la résolution du modèle géométrique direct (MGD), et ceci tout en ayant présenté les performances des autres moyens de résolution auparavant pour comparaison. Si les NN présentent des qualités intéressantes pour la résolution de problèmes dans de nombreux domaines, ils nécessiteront néanmoins d'être grandement adaptés au problème du MGD en commençant par pouvoir déterminer plusieurs solutions exactes tout en minimisant leur temps de calcul. Enfin, nous aborderons le problème de la calibration des modules de Young E des matériaux des câbles, qui a pour objectif d'identifier l'élasticité de chaque câble à partir de mesures réalisées sur le CDPR. La calibration vise à répondre à un besoin crucial de sécurité dans le cadre de l'assistance à la mobilité pour personnes fragiles et peut être utilisée pour la maintenance et l'amélioration des performances. Nous montrons en simulation la faisabilité d'une telle calibration en utilisant deux méthodes : la descente de gradient et l'utilisation des NN tout en montrant leurs limites en l'étatCable-driven parallel robots (CDPR) represent a new class of parallel robots. These robots use wound cables for their legs instead of the rigid link chains used in traditional parallel robots. This technology is cable-dependent and therefore subject to the unilateral forces exerted by the cables on the platform, the cables' elasticity, and sagging due to their own weight. Initially, we present the modeling of this type of robot, particularly focusing on the behavior of so-called Irvine cables, as this offers a more realistic approach compared to other models. Next, we address the use of neural networks (NN) for solving the direct kinametic model (DK), after having previously presented the performance of other solving methods for comparison. NNs exhibit interesting qualities for problem-solving in various fields; however, they will need to be significantly adapted to the DK problem, starting with the ability to determine multiple exact solutions while minimizing computation time, which is a critical challenge in this context. Finally, we will address the problem of calibrating the Young's modulus E of the cable materials, with the goal of identifying the elasticity of each cable based on measurements taken from the CDPR. The calibration aims to meet a crucial safety need in the context of mobility assistance for vulnerable individuals and can be used for maintenance and performance improvement. We demonstrate the feasibility of such calibration through simulation, using two methods: gradient descent and the use of NNs, while also highlighting their current limitations. These limitations indicate that further research and development are necessary to refine these methods for practical use, especially in real-world applications where accuracy and speed are of paramount importance
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Renna, Ilaria. „Upper body tracking and Gesture recognition for Human-Machine Interaction“. Paris 6, 2012. http://www.theses.fr/2012PA066119.
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Les robots sont des agents artificiels qui peuvent agir dans le monde des humains grâce aux capacités de perception. Dans un contexte d’interaction homme-robot, les humains et les robots partagent le même espace de communication. En effet, les robots compagnons sont censés communiquer avec les humains d’une manière naturelle et intuitive: l’une des façons les plus naturelles est basée sur les gestes et les mouvements réactifs du corps. Pour rendre cette interaction la plus conviviale possible, un robot compagnon doit, donc, être doté d’une ou plusieurs capacités lui permettant de percevoir, de reconnaître et de réagir aux gestes humains. Cette thèse a été focalisée sur la conception et le développement d’un système de reconnaissance gestuelle dans un contexte d’interaction homme-robot. Ce système comprend un algorithme de suivi permettant de connaître la position du corps lors des mouvements et un module de niveau supérieur qui reconnaît les gestes effectués par des utilisateurs humains. De nouvelles contributions ont été apportées dans les deux sujets. Tout d’abord, une nouvelle approche est proposée pour le suivi visuel des membres du haut du corps. L’analyse du mouvement du corps humain est difficile, en raison du nombre important de degrés de liberté de l’objet articulé qui modélise la partie supérieure du corps. Pour contourner la complexité de calcul, chaque membre est suivi avec un filtre particulaire à recuit simulé et les différents filtres interagissent grâce à la propagation de croyance. Le corps humain en 3D est ainsi qualifié comme un modèle graphique dans lequel les relations entre les parties du corps sont représentées par des distributions de probabilité conditionnelles. Le problème d’estimation de la pose est donc formulé comme une inférence probabiliste sur un modèle graphique, où les variables aléatoires correspondent aux paramètres des membres individuels (position et orientation) et les messages de propagation de croyance assurent la cohérence entre les membres. Deuxièmement, nous proposons un cadre permettant la détection et la reconnais- sance des gestes emblématiques. La question la plus difficile dans la reconnaissance des gestes est de trouver de bonnes caractéristiques avec un pouvoir discriminant (faire la distinction entre différents gestes) et une bonne robustesse à la variabilité intrinsèque des gestes (le contexte dans lequel les gestes sont exprimés, la morpholo- gie de la personne, le point de vue, etc). Dans ce travail, nous proposons un nouveau modèle de normalisation de la cinématique du bras reflétant à la fois l’activité mus- culaire et l’apparence du bras quand un geste est effectué. Les signaux obtenus sont d’abord segmentés et ensuite analysés par deux techniques d’apprentissage : les chaînes de Markov cachées et les Support Vector Machine. Les deux méthodes sont comparées dans une tâche de reconnaissance de 5 classes de gestes emblématiques. Les deux systèmes présentent de bonnes performances avec une base de données de formation minimaliste quels que soient l’anthropométrie, le sexe, l’âge ou la pose de l’acteur par rapport au système de détection. Le travail présenté ici a été réalisé dans le cadre d’une thèse de doctorat en co-tutelle entre l’Université “Pierre et Marie Curie” (ISIR laboratoire, Paris) et l’Université de Gênes (IIT - Tera département) et a été labelisée par l’Université Franco-ItalienneRobots are artificial agents that can act in humans’ world thanks to perception, action and reasoning capacities. In particular, robots companion are designed to share with humans the same physical and communication spaces in performing daily life collaborative tasks and aids. In such a context, interactions between humans and robots are expected to be as natural and as intuitive as possible. One of the most natural ways is based on gestures and reactive body motions. To make this friendly interaction possible, a robot companion has to be endowed with one or more capabilities allowing him to perceive, to recognize and to react to human gestures. This PhD thesis has been focused on the design and the development of a gesture recognition system that can be exploited in a human-robot interaction context. This system includes (1) a limbs-tracking algorithm that determines human body position during movements and (2) a higher-level module that recognizes gestures performed by human users. New contributions were made in both topics. First, a new approach is proposed for visual tracking of upper-body limbs. Analysing human body motion is challenging, due to the important number of degrees of freedom of the articulated object modelling the upper body. To circumvent the computational complexity, each limb is tracked with an Annealed Particle Filter and the different filters interact through Belief Propagation. 3D human body is described as a graphical model in which the relationships between the body parts are represented by conditional probability distributions. Pose estimation problem is thus formulated as a probabilistic inference over a graphical model, where the random variables correspond to the individual limb parameters (position and orientation) and Belief Propagation messages ensure coherence between limbs. Secondly, we propose a framework allowing emblematic gestures detection and recognition. The most challenging issue in gesture recognition is to find good features with a discriminant power (to distinguish between different gestures) and a good robustness to intrinsic gestures variability (the context in which gestures are expressed, the morphology of the person, the point of view, etc. ). In this work, we propose a new arm's kinematics normalization scheme reflecting both the muscular activity and arm's appearance when a gesture is performed. The obtained signals are first segmented and then analysed by two machine learning techniques: Hidden Markov Models and Support Vector Machines. The two methods are compared in a 5 classes emblematic gestures recognition task. Both systems show good performances with a minimalistic training database regardless to performer's anthropometry, gender, age or pose with regard to the sensing system. The work presented here has been done within the framework of a PhD thesis in joint supervision between the “Pierre et Marie Curie” University (ISIR laboratory, Paris) and the University of Genova (IIT--Tera department) and was labelled by the French-Italian University
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Scarponi, Valentina. „Towards autonomous endovascular surgery : development of assistance tools for computer-aided interventions“. Electronic Thesis or Diss., Strasbourg, 2024. http://www.theses.fr/2024STRAD051.
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Le traitement des maladies cardiovasculaires nécessite de naviguer des guides et des cathéters à travers l'anatomie vasculaire. Cette tâche peut être très complexe et entraîne souvent des procédures prolongées au cours desquelles le patient et le clinicien sont exposés aux radiations des rayons X.Pour remédier à cette limitation, ce manuscrit propose deux systèmes principaux : l'un qui améliore les images fluoroscopiques et l'autre qui navigue de manière autonome les instruments chirurgicaux. Le premier est essentiellement un système d'assistance, superposant les images fluoroscopiques classiques avec des informations sur l'anatomie et sur l'issue prévue des actions du clinicien avant leur réalisation. Le second est un contrôleur basé sur l'apprentissage profond par renforcement, conçu pour réaliser de manière autonome l'intervention en contrôlant un robot chirurgical endovasculaire. Actuellement, ces robots fonctionnent uniquement comme des dispositifs maître-esclave et ne sont pas capables de fournir un soutien supplémentaire au soignant pendant l'intervention.Lors de tests réalisés sur un fantôme dans le cadre d'une étude utilisateur, le système fluoroscopique amélioré a permis de réduire le temps d'intervention de 56 %. Le contrôleur autonome a atteint, dans un environnement simulé, un taux de réussite supérieur à 95 % sur des anatomies réalistes, même lorsqu'il a été testé sur des géométries présentant des caractéristiques complètement différentes de celles des modèles d'entraînementThe treatment of cardiovascular diseases requires navigating guidewires and catheters through the vascular anatomy. This task can be very challenging and often results in prolonged procedures where both the patient and clinician are exposed to X-ray radiation.To address this limitation, this manuscript proposes two main systems: one that enhances fluoroscopic images and another that autonomously navigates surgical tools. The first is essentially an assistance system, overlaying the classical fluoroscopic images with information about the anatomy and about the predicted outcome of clinician’s actions before they are performed. The second is a Deep Reinforcement Learning controller which aims to autonomously perform the procedure by controlling an endovascular surgical robot. Currently, these robots function only as leader-follower devices and are unable to provide additional support to the caregiver during the procedure.In tests conducted on a phantom in the context of a user study, the enhanced fluoroscopic system reduced intervention time by 56%. The autonomous controller achieved, in a simulated environment, a success rate of over 95% on realistic anatomies, even when tested on geometries with characteristics completely different from the training models
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Gravez, Philippe. „Étude d'un système de supervision pour la téléopération assistée par ordinateur“. Lille 1, 1988. http://www.theses.fr/1988LIL10026.
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Dans un système de téléopération assistée par ordinateur (TAO), le processus de commande se décompose en une commande analogique qui implante les algorithmes de couplage assurant l'exécution manuelle, semi-manuelle, semi-automatique ou automatique de la tâche, et une commande symbolique (ou de supervision) qui gère l'enchaînement des configurations machine. Après une étude générale de la supervision en TAO, ce mémoire décrit le système SARAH fonde sur une représentation générique, incomplète et redondante des tâches de téléopération. Il se termine par un exposé des expérimentations menées sur le site de téléopération du projet automatisation et robotique avancées.
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Zanardi, Christian. „Modélisation d'interactions entre robots mobiles guidés par la vision“. Toulouse, INPT, 1997. http://www.theses.fr/1997INPT008H.
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Cette these presente l'etude de la modelisation des interactions qui surviennent lorsque plusieurs robots mobiles, equipes de senseurs visuels, partagent un meme environnement. Dans un premier temps, la modelisation des capacites motrices et sensorielles d'un robot mobile est envisagee. Le concept de carte dynamique est ainsi introduit pour representer de facon geometrique la mobilite du robot dans son environnement. Ce concept est base sur la theorie des regions atteignables d'un systeme dynamique. Les methodes de construction des cartes dynamiques de plusieurs types de robot mobile sont decrites, ainsi qu'un algorithme d'apprentissage de la carte d'un robot par lui-meme. La relation intime existant entre la camera du robot et ses capacites de deplacement est egalement exploree au travers du concept de carte dynamique. Dans un deuxieme temps, le concept de carte dynamique est utilise pour generer une representation des interactions entre les robots mobiles. Ainsi, a partir des conditions d'environnementales et des positions relatives des robots recuperees par le senseur du robot, la carte du robot apprise et les cartes dynamiques des autres robots estimees sont combinees. Cette combinaison permet de faire apparaitre la distribution de l'espace atteignable du robot en fonction non seulement de ses capacites mais egalement de celles des autres robots dans le cadre d'une tache a accomplir en cooperation ou en competition. Cette representation est utilisee par la suite pour permettre la planification d'une trajectoire d'evasion pour un robot poursuivi et presente. Les echecs et les reussites d'un systeme d'apprentissage d'une strategie de poursuite par renforcement ont permis de prouver l'utiliste de la carte dynamique comme un outil d'analyse des interactions entre robots. Un banc d'essai experimental base sur des robots radioguides a ete developpe afin de mettre en pratique dans le futur les concepts decrits dans le cadre de cette these. Les vehicules utilises ne possedant pas d'odometrie interne, la conception et la realisation d'un systeme d'odometrie simulee a ete necessaire
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Djian, Francis. „Modélisation thermique des thermostats pour oscillateurs à quartz et applications“. Besançon, 1991. http://www.theses.fr/1991BESA2021.
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Pour remédier à la sensibilité aux perturbations thermiques des oscillateurs à quartz très stables on utilise des enceintes thermostatées. L'étude réalisée dans cette thèse à pour objet la modélisation thermique de ces dispositifs. L'approche développée est celle des constantes localisées : la structure thermique est modélisée par un réseau de résistances thermiques et de capacités calorifiques. Les méthodes analytiques et expérimentales d'évaluation des coefficients thermiques ont été étudiées en tenant compte des échanges par conduction, rayonnement et convection. Le modèle permet de simuler les variations de température et de déterminer les fonctions de transfert entre les différents éléments de la structure thermique: oscillateur à quartz, sont d'asservissement, milieu ambiant. . . Ces méthodes ont été appliquées à une enceinte thermostatée commerciale et à une structure de test. Un programme de simulation et un dispositif expérimental ont été développés et ont montré la validité de la modélisation et ses limites. Grace aux techniques de modélisation développées, la possibilité d'une amélioration de la régulation à peu être étudiée. Elle consiste à compenser les effets des perturbations thermiques sur l'oscillateur à quartz par action sur la température de consigne, la méthode de synthèse de cette compensation à été décrire et appliquée avec succès à une enceinte thermostatée commerciale
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Béraud, Nicolas. „Fabrication assistée par ordinateur pour le procédé EBM“. Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016GREAI052/document.
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Le procédé de fabrication par fusion de poudre à l'aide d'un faisceau d'électrons est appelé procédé Electron Beam Melting (EBM). Il permet la fabrication de pièces métalliques à partir de poudres. Grâce au niveau de qualité (géométrique et mécanique) des pièces produites, le procédé peut être utilisé afin de produire des pièces fonctionnelles et non plus uniquement des prototypes. Ce procédé, ainsi que les autres procédés additifs métalliques, permettent d'envisager le passage de l'impression 3D à la fabrication additive métallique.L'utilisation de la fabrication additive dans un contexte industriel impose le respect de critères en termes de qualité, coût et délai des pièces produites. L'ensemble des étapes numériques de mise en production d'une pièce constitue la chaîne numérique. Cette dernière a un impact fort sur l'ensemble de ces trois critères. Ainsi, cette thèse apporte une réponse à la question suivante :Comment la fabrication assistée par ordinateur peut-elle améliorer le triptyque qualité, coût, délai du procédé de fabrication EBM?Le problème est abordé par la question sous-jacente suivante :Quelles caractéristiques doit posséder un environnement de fabrication assistée par ordinateur adapté au procédé EBM ?Pour répondre à cette question, la chaîne numérique actuelle est analysée . Les principales limites identifiées sont :- l'utilisation de fichiers au format STL- l’impossibilité d’optimiser le procédé à différentes échelles- l’impossibilité de simuler le procédé EBMAfin de résoudre l'ensemble des problèmes énoncés, un environnement de FAO est proposé. Celui-ci permet de centraliser l'ensemble des opérations de mise en production au sein d'un environnement unique. Il autorise le travail avec l'ensemble des formats de fichiers reconnus comme les formats natifs des logiciels de CAO ou le format STEP. Des développements informatiques permettent de concrétiser l’environnement proposé.L'implémentation de l'environnement de FAO a mis en évidence le rôle fondamental de la simulation au sein de celui-ci. Il a donc fallu répondre à la question :Comment obtenir une simulation du procédé EBM permettant sa mise au point hors ligne en temps raisonnable ?Bien que la simulation du procédé EBM est largement traitée dans la littérature scientifique, les études proposées reposent sur la méthode des éléments finis et le temps de calcul nécessaire n'est pas compatible avec une utilisation au sein d'un environnement de FAO. Un type de simulation alternatif a donc été créé : une simulation par abaques. Elle est constituée d’une simulation par la méthode des éléments finis qui permet d'obtenir des cartes de températures pour des cas de chauffes et de refroidissements standards. Ces cartes de températures sont ensuite transformées en abaques. La simulation par abaques est vue comme la succession d'une multitude de cas standards. Ainsi l'algorithme de simulation par abaques cherche l'abaque le plus proche de la situation simulée, afin d’estimer les températures au pas de temps suivant.Cette méthode de simulation a permis une réduction des temps de calcul tout en gardant une précision suffisante pour pouvoir être utilisée pour optimiser les paramètres de fabrication.Grâce à une telle simulation, un outil d'optimisation des stratégies de fusion a pu être créé. Il permet d’améliorer la qualité des pièces produites en calculant des stratégies de fusion respectant certains critères thermiques.Les apports majeurs de ces travaux de thèses sont :- l'établissement d'un cahier des charges pour une chaîne numérique performante en EBM- le développement d'un environnement de FAO adapté au procédé EBM- la mise au point d'une simulation rapide du procédé EBM basée sur des abaques- la création d'un outil d'optimisation des stratégies de fusionThe Electron Beam Melting (EBM) process allows to build metallic parts from powder. Thanks to the geometric and mechanical quality of the parts produced, the EBM process can be used to manufacture functional parts and not only prototypes. This process, with other additive metallic processes, make it possible to consider a transition from 3D printing to metallic additive manufacturing.The use of additive manufacturing in an industrial environment requires compliance with quality, cost and time criteria for the parts produced. The production of manufactured parts involves a series of numerical stages which is called the numerical chain. The numerical chain has a significant impact on the three criteria mentioned above. Thus, this thesis provides an answer to the following question:How Computer Aided Manufacturing can improve the quality, cost and time of the EBM manufacturing process?This problem is addressed through the following underlying question:What are the required characteristics for a Computer Aided Manufacturing system adapted to the EBM process?In order to answer this question, the current numerical chain is analyzed. Three main limitations are found:- the use of STL files format- the process cannot be optimized at different scales- the process cannot be simulatedTo solve these issues, a CAM environment is proposed. It allows the centralization of all numerical operations in a single environment. All supported formats can be used within this environment, such as native CAD file formats or STEP format. Software developments are done to prove the feasibility of such an environment.The CAM environment implementation reveals the crucial role of simulation in this system. It is therefore necessary to answer this second question:How to obtain an EBM process simulation allowing the development of parameters, virtually?Although EBM simulation is a recurrent subject in scientific literature, existing studies are based on the finite elements method but the calculation time needed is too important to be used in an CAM environment. Thus, an alternative type of simulation is created in this thesis: a simulation based on abacus. It is composed of a finite elements model, that allows heat maps generation for standards cases of heating and cooling. These heat maps are then transformed in abacus. The simulation algorithm based on abacus search the nearest abacus from the simulated situation in order to estimate the temperatures at the next time step.This simulation method was used to reduce the calculation time while keeping a sufficient precision to optimize process parameters.With the simulation based on abacus, a tool for the optimization of melting strategies is developed. This tool allows quality improvement for the produced parts through the calculation of melting strategies according to thermic criteria.To summarize, the main contributions of this work are:- the definition of requirements specifications of a powerful numerical chain for the EBM process- the development of a CAM environment adapted to the EBM process- the proposal of a fast simulation for the EBM process, based on abacus- the development of a tool for the optimization of melting strategies
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Gomes, Junior Waldez Azevedo. „Improving Ergonomics Through Physical Human-Robot Collaboration“. Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2021. http://www.theses.fr/2021LORR0208.
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Cette thèse vise à fournir des outils pour améliorer l'ergonomie dans les environnements de travail. Certaines activités dans l'industrie sont couramment exécutées par les travailleurs de manière non ergonomique, ce qui peut entraîner des troubles musculo-squelettiques à court ou à long terme. Les troubles musculo-squelettiques (TMS) liés au travail constituent un problème de santé majeur dans le monde entier, qui représente également des coûts importants pour la société et les entreprises. On sait que les TMS sont causées par de multiples facteurs, tels que des mouvements répétitifs, une force excessive et des postures corporelles non ergonomiques. Il n'est pas surprenant que les environnements de travail présentant de tels facteurs puissent présenter une incidence de TMS jusqu'à 3 ou 4 fois plus élevée que dans la population générale. Notre approche consiste à évaluer le mouvement humain, à l'optimiser et à intervenir sur la tâche en fonction du mouvement optimisé. Pour évaluer l'ergonomie de la posture du corps, nous avons développé une simulation de modèle humain numérique (DHM en anglais) capable de reproduire les mouvements du corps entier. Dans la simulation, le mouvement initial peut être amélioré de manière itérative, jusqu'à l'obtention d'un mouvement ergonomique optimal du corps entier. Nous pensons qu'un robot en interaction physique avec un humain pourrait conduire ce dernier vers des mouvements plus ergonomiques du corps entier, voire vers un mouvement ergonomiquement optimal. Pour concevoir un contrôleur de robot qui influence la posture du corps, nous étudions d'abord le comportement moteur de l'homme dans une étude de co-manipulation entre humains. Dans cette étude, nous avons observé des modèles de comportement moteur qui ont été utilisés pour concevoir un contrôleur de collaboration pour l'interaction physique homme-robot (pHRI en anglais). L'étude de co-manipulation a ensuite été exécutée par un humain collaborant avec un robot Franka PandaThis thesis aims to provide tools for improving ergonomics at work environments. Some work activities in industry are commonly executed by workers in a non-ergonomic fashion, which may lead to musculoskeletal disorders in the short or in the long term.Work-related Musculoskeletal Disorders (WMSDs) are a major health issue worldwide, that also represents important costs both for society and companies. WMSDs are known to be caused by multiple factors, such as repetitive motion, excessive force, and awkward, non-ergonomic body postures. Not surprisingly, work environments with such factors may present an incidence of WMSDs of up to 3 or 4 times higher than in the overall population.Here, our approach is to evaluate the human motion with respect to ergonomics indexes, optimize the motion, and intervene on the task based on the optimized motion.To evaluate the body posture ergonomics, we developed a Digital Human Model (DHM) simulation capable of replaying whole-body motions.In simulation, the initial movement can be iteratively improved, until an optimal ergonomic whole-body motion is obtained.We make the case that a robot in physical interaction with a human could drive the human towards more ergonomic whole-body motions, possibly to an ergonomically optimal motion. To design a robot controller that influences the body posture, we first investigate the human motor behavior in a human-human co-manipulation study. In this human dyad study, we observed motor behavior patterns that were used to design a collaboration controller for physical human-robot interaction (pHRI). In a new study, the same co-manipulation task was then executed by humans collaborating with a Franka Emika Panda robot
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Louin, Jean-Charles. „Effets d'hétérogénéités de teneur en carbone sur les cinétiques de transformations de phase et sur la genèse des contraintes internes lors du refroidissement d'aciers“. Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2003. http://www.theses.fr/2003INPL077N.
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Lors de la fabrication d'une pièce industrielle, le traitement thermique est une opération qui nécessite de maîtriser à la fois les microstructures obtenues et les contraintes et déformations résiduelles. La simulation numérique est un outil précieux pour une meilleure optimisation de ces traitements. Dans ce contexte, l'objectif de notre étude a été de contribuer au développement d'un outil de calcul permettant de prévoir les microstructures, les déformations et les contraintes au cours du traitement thermique de pièces en acier pouvant contenir des hétérogénéités de composition chimique en particulier de teneur en carbone. Nous avons d'abord développé le modèle de calcul des cinétiques de transformation de phases des aciers existant au laboratoire pour prendre en compte l'effet de l'enrichissement en carbone de l'austnite lors de sa décomposition partielle en ferrite sur les transformations ultérieures. Des calculs thermiques, métallurgiques et mécaniques couplés ont ensuite permis une analyse détaillée de l'effet de gradients de teneur en carbone à l'échelle macroscopique sur la genèse des microstructures et des contraintes internes au cours du refroidissement. Nous avons en particulier quantifié les effets possibles de macro et mésoségrégations de solidification dans des cylindres très massifs de taille proche de celle d'un lingot. Une validation expérimentale des résultats de simulation numérique a été mise en place pour des éprouvettes cylindriques supposées homogènes en composition chimique (acier 40CrMnMo8) puis pour une éprouvette chimiquement hétérogène spécialement conçue et fabriquée pour notre étude. Au préalable, les caractérisations expérimentales de l'acier ont permis de construire le jeu de données complet nécessaire aux simulations. Les résultats expérimentaux et calculés ont permis de bien mettre en évidence le rôle de l'hétérogénéité chimique. Enfin, une bonne corrélation calcul- expérience a été obtenue pour la déformation au cours du refroidissement d'une éprouvette 3D en forme de croissantHeat treatment is a process that needs the control of both final microstructures and residual stresses and deformations. Numerical simulation is a useful tool for a better optimization of this process. The aim of our work was to contribute to the development of a numerical tool for the prediction of microstructures, stresses and strains during cooling of pieces that may contain chemical heterogeneities, particularly carbon content heterogeneities. Firstly, an existing model for the prediction of transformation kinetics in steels has been further developped in order to take into account the effects of the carbon content enrichment of austenite due to a partial ferritic transformation on the subsequent transformations. Coupled thermal, metallurgical, mechanical calculations have then been performed to study the effects of carbon content gradients on the microstructural evolutions and on the residual stresses development during cooling. Particularly, the possible effects of solidification macro and mesosegregations have been quantified in massive cylinders with sizes close to the size of an ingot. Secondly, experimental validations have been performed for homogeneous cylindrical specimen (40CrMnMo8 steel) and for a chemically heterogeneous specimen specifically designed for our study. The complete set of input data necessary for the simulations has been established from experimental characterizations of the steel. The role of chemical heterogeneity has been analysed through the experimental and calculated results. Finally, a good correlation has been obtained between measurements and calculation of the deformation during cooling of a 3D "croissant" shaped specimen
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Sech, Nicolas Le. „Photocathodes à base de nanotubes de carbone sur substrats semi-conducteurs de type III-V. Application aux amplificateurs hyperfréquence“. Palaiseau, Ecole polytechnique, 2010. http://pastel.archives-ouvertes.fr/docs/00/50/14/43/PDF/These_N_Le_Sech.pdf.
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On trouve sur la plateforme de théses en lignes Tel le résuma suivant : Ce travail de thèse porte sur l'étude et le développement de sources électroniques à base de nanotubes de carbone modulées par voie optique appelées photocatodes. L'objectif de ces dernières est de les utiliser dans les tubes à ondes progressives, en remplacement des sources thermoïoniques actuelles, qui émettent un faisceau d'électrons continu. Ce nouveau type de dispositif permettrait de développer une nouvelle génération d'amplificateurs hyperfréquence large bande, plus compacts, plus légers et ayant un fort rendement pour les satellites de communication. Ces sources modulées reposent sur l'association de nanotubes de carbone avec des photodiodes P-i-Ns. Les photodiodes agissent comme des sources de courant tandis que les nanotubes jouent le rôle d'émetteurs d'électrons. Une modulation optique des photodiodes induit ainsi une émission modulée du faisceau d'électrons. Des études théoriques, couplées à des simulations, ont abouti à la compréhension détaillée du fonctionnement des photocathodes et à la connaissance de leurs performances. Par ailleurs, des résultats traitent de la fréquence de coupure qui limite le dispositif mais apportent néanmoins des perspectives d'améliorations. La fabrication des photocathodes a été menée à terme grâce à la mise au point de trois nouveaux procédés technologiques : une passivation des photodiodes InP-InGaAs-InP par une bi-couche de Slice/Nitrure de Silicium empêchant toute gravure ionique du substrat pendant la croissance des nanotubes. Une technique de croissance de nanotubes de carbone à basse température (550 °C-600 °C) limitant la diffusion des dopants dans les matériaux semiconducteurs de type III-V. Un recuit LASER des nanotubes de carbone améliorant leur qualité cristalline et diminuant leur résistivité. Enfin, les caractérisations du courant en fonction de la tension et les mesures fréquentielles des échantillons ont confirmé les résultats annoncés par la théorie. Une modulation du faisceau électronique contrôlée par voie optique a pu être mesurée jusqu'à 1. 1 GHz, même si la fréquence de coupure actuelle se limite à 400 MHz. La réalisation des photocatodes a ainsi pu être démontrée. De surcroît, les résultats prometteurs aux vues des perspectives d'évolutions, permettent d'envisager une intégration proche des photocathodes dans un tube à ondes progressives.
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Jurie, Frédéric. „Perception visuelle par propagation d'informations dans un réseau d'hypothèses, application à l'interprétation de scènes routières“. Clermont-Ferrand 2, 1993. http://www.theses.fr/1993CLF21519.
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Notre travail se situe dans le domaine de recherche de la vision artificielle. D'une façon plus précise, il est relatif à l'étude d'un dispositif de pilotage automatique d'un véhicule sur autoroute, par vision. Le manuscrit comporte deux parties. La première partie traite du suivi de la signalisation au sol par modélisation tridimensionnelle de la scène et filtrage de Kalman, de la modélisation de la dynamique du véhicule ainsi que de sa commande. La seconde partie concerne la présentation et l'étude d'un nouveau système de vision basé sur le concept du réseau d'hypothèses, propose pour palier les défaillances du premier système de vision présente. Le réseau est un graphe dont les noeuds - les hypothèses - représentent des informations, et les arcs des relations entre informations. Ce dispositif fait émerger dynamiquement l'interprétation de la scène. Des résultats expérimentaux sont présentés
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Fauchet, Gauthier. „Modélisation en deux points de la turbulence isotrope compressible et validation à l'aide de simulations numériques“. Lyon 1, 1998. http://www.theses.fr/1998LYO10027.
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Cette etude s'inscrit dans la continuite de travaux menes au laboratoire de mecanique des fluides et d'acoustique sur la modelisation spectrale de la turbulence isotrope compressible (marion (1988), bataille (1994)). Le modele precedemment developpe (modele e. D. Q. N. M. ) predit des dependances avec le mach turbulent (m#t) des quantites compressibles (telles que l'energie compressible et la dissipation dilatationnelle) en m#2#t. Or une etude du systeme des equations servant a deriver le modele montre une dependance en m#4#t de ces quantites (en accord avec la theorie pseudo-son de ristorcelli (1995)). Ceci nous a amene a remettre en cause la forme retenue par l'e. D. Q. N. M. Pour la decorrelation temporelle des champs (en exp(-t)) et a retenir une forme en exp(-t#2). Cette modelisation conduit a des dependances avec le mach turbulent coherentes avec le systeme initial. De plus, des comparaisons avec des simulations numeriques directes permettent de valider le modele. Un developpement analytique du modele, pour une faible compressibilite, est propose. Celui-ci permet de donner la forme et le niveau du spectre compressible en fonction des quantites caracteristiques de la turbulence incompressible. Il conduit a une relation liant la dissipation dilatationnelle a la dissipation solenoidale, relation susceptible d'etre utilisee au niveau des modeles en un point. Cette etude permet egalement de donner une forme analytique de la production acoustique. Cette forme est en accord avec les theories existant en acoustique. En particulier, la puissance totale rayonnee est trouvee proportionnelle a #s m#5#t. Enfin, des extensions du modele sont etudiees : un modele prenant en compte la convection de la masse volumique et un modele exprime en termes de spectres d'energie sont proposes.
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Menezla, Rabea. „Réalisation d'un logiciel de résolution de l'équation de poisson à trois dimensions : Simulation numérique tridimensionnelle du claquage des composants à jonctions P-N“. Ecully, Ecole centrale de Lyon, 1990. http://www.theses.fr/1990ECDL0027.
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Les simulations numeriques sont couramment utilisees au moment de la conception des dispositifs electroniques pour etudier leur comportement sous certaines conditions d'environnement. La modelisation du fonctionnement du systeme a etudier au moyen d'equations mathematiques representant son comportement physique est a la base de tout programme de simulation. Cette these a porte sur la realisation d'un simulateur numerique tridimensionnel de la tenue en tension des composants electroniques discrets ou integres, realises dans une technologie de type planar. Le logiciel concu traite particulierement les effets de courbure apparaissant aux bordures des masques de diffusions et entrainant un claquage de type spherique ou cylindrique. Son objectif est d'etudier le claquage par avalanche survenant dans les dispositifs a jonctions p-n polarisees en inverse (en particulier le claquage spherique), et de donner la distribution de potentiel dans le volume du dispostif d'etude. Les tests de validation du logiciel numerique tridimensionnel clac3 ont porte essentiellement sur l'etude du claquage des diodes a jonctions p-n et des jonctions drain-substrat des transistors pmos
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Elarbi, Boudihir Mohamed. „Contribution au guidage des robots mobiles par vision“. Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1992. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/INPL_T_1992_ELARBI_BOUDIHIR_M.pdf.
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Cette thèse concerne l'étude et le développement d'une architecture logicielle d'un système de vision pour le guidage d'un robot mobile dans un milieu extérieur. Ce système est composé de différents modules assurant chacun une tache spécifique, et l'ensemble des taches est coordonné par un module central jouant le rôle de superviseur. Dans cette étude, l'accent est principalement mis sur le module d'analyse de scène qui est basé sur un algorithme de détection des éléments linéaires dans l'image numérique. Ce module est fonctionnel sous deux modes différents: la phase initiale qui consiste en un traitement de l'image entière pour initialiser la navigation, et la phase de suivi continu qui assure le traitement sur des fenêtres extraites des images prises périodiquement. Pour diminuer le risque d'erreur lié à ce type de technique, une carte détaillée de l'environnement à été établie dans le but de réaliser une prédiction de scène à partir de données visuelles. La scène est utilisée pour valider les éléments détectés au niveau du module de la base de connaissance. Ce dernier établit un raisonnement à partir des informations acquises et prédites pour construire un modèle de la scène. Le module de pilotage génère à partir de ce modèle une trajectoire constituée d'une suite de segments de droite qui sont ensuite interprétés séquentiellement par le dispositif de navigation
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Joly, Cécile. „Simulations numériques d'un jet rond turbulent et de son interaction avec un tourbillon de sillage“. Université de Marne-la-Vallée, 2002. http://www.theses.fr/2002MARN0147.
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Le contexte général de cette étude concerne l’impact des traînées de condensation, ces fameux panaches blancs fréquemment observés dans le sillage des avions, sur l’atmosphère. D’un point de vue aérodynamique, la formation des traînées de condensation se caractérise par l’interaction entre un jet turbulent et un tourbillon de sillage. L’objectif de cette thèse est de contribuer à une meilleure compréhension des phénomènes thermiques et dynamiques mis en jeu dans cet écoulement. Ce travail repose sur la résolution numérique des équations de Navier-Stokes, et de conservation de l’énergie, formulées pour le cas d’un écoulement tridimensionnel, instationnaire et compressible. Deux approches sont considérées: la simulation numérique directe et la simulation des grandes échelles. Une simulation temporelle de la transition à la turbulence d’un jet rond non-isotherme est effectuée sans tenir compte du champ tourbillonnaire. A l’issue de cette simulation, un modèle de tourbillon de sillage est superposé à l’écoulement de jet. La première partie de cette thèse présente les deux approches, les différents modèles de sous-maille choisis pour les simulations des grandes échelles, ainsi que les méthodes numériques employées. La deuxième partie est consacrée à la simulation de l’écoulement de jet, et ici, l’objectif est de déterminer le modèle de sous-maille approprié à cette configuration d’écoulement. La troisième partie est dédiée à la simulation de l’interaction entre le jet et le tourbillon de sillage. Les résultats sont comparés à ceux issue d’une campagne d’essais. Les simulations ont démontré le développement de grosses structures de la turbulence autour du cœur tourbillonnaire, dans lesquelles se concentre le champ de températureThe general context of this study concerns the impact of contrails, these famous white plumes frequently observed in the aircraft wake, on the atmosphere. From an aerodynamic point of view, the formation of the contrails is characterised by the interaction between a turbulent jet and a wing-tip vortex. The aim of this thesis is to contribute to a better understanding of the thermal and dynamic phenomena involved in this flow. This work is based on the numerical resolution of the three-dimensional, unsteady and compressible Navier-Stokes and energy conservation equations. Two approaches are considered: the direct numerical simulation and the large eddy simulation. A temporal simulation of the transition to turbulence of a non-isothermal jet is performed without accounting for the vortex flow field. A the end of this simulation, a vortex model is superimposed on the jet flow field. The first part of this thesis describes the two approaches, the different subgrid models chosen for the large eddy simulations, and the numerical techniques employed. The second part is devoted to the jet flow simulation, and here the objective is to determine the subgrid model appropriated to this flow configuration. The third part is dedicated to the simulation of interaction between the jet and the vortex. Results are compared to experimental data. The simulations have demonstrated the development of large scale structures all around the vortex core. The temperature field concentrates in the large scale structures