Dissertations / Theses on the topic 'Capteurs mobiles'
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1
Wang, Xiao. "Détection de personnes multi-capteurs pour un robot mobile domestique." Paris 6, 2012. http://www.theses.fr/2012PA066548.
Full text
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Bekhti, Mustapha. "Réseaux de capteurs : application à la poursuite des cibles mobiles." Thesis, Sorbonne Paris Cité, 2018. http://www.theses.fr/2018USPCD092.
Full textAbstract:
L’objet de cette thèse est l’étude et la mise en place de solutions pour des problèmes de poursuite de cibles mobiles en exploitant les réseaux sans fil. L’objectilf principal est le développement de solutions pour l’exploitation des petits drones dans des applications civiles. La sécurité de vol est un élément primordial. A l’instar des avions pilotés et en outre des capacités d'évitement de collision, l’identification, la localisation et le tracking des petits drones, sont des conditions sine qua non pour l'intégration de cette technologie dans l’espace aérien. Il faut donc pouvoir planifier des trajectoires pour les drones qui assurent d’une part une meilleur localisation, un meilleur tracking, et qui garantissent l'évitement d’obstacles et les collisions. Les pistes étudiées dans cette thèse sont des sujets d’actualités. Elles couvrent deux catégories principales de contributions : premièrement, la planification des trajectoires et le suivi des drones avec des missions de livraison de colis et de collecte de données, et deuxièmement, la détection d’intrusion dans une zone sensible par l’utilisation d’une flotte de drones. Les résultats montrent que l’intégration du segment drone aux réseaux terrestres sans fil présente une valeur ajoutée et pertinente et ouvre de nouvelles perspectives à l’utilisation de cette technologie dans le domaine civilFor decades Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) are widely used in modern warfare for surveillance, reconnaissance, sensing, battle damage assessment and attacking. The benefits of UAVs include reduced cost and no warfighter risk. In fact UAVs use is increased by time,especially under the concept of the network centric operation environment and under the concept of revolution in military affairs. On the other hand, the UAVs technology which originates from military applications, arouse the interest of the civilian, and yet, the domestic use began with limited aerial patrols of the nation’s borders, disaster and law enforcement situation. Recently, these products have also been destined to the commercial market and have gained much attention. Although UAVs use is expanding, their level of automation, cooperation and integration in civil application is far from being efficient and the design principles of such cooperation, coordination and self-organization under an Ad-hoc networkof a multi-UAV still need intensive studies and remain an open research problem. In this thesis, the investigated tracks were drawn both from the literature review and from the news topics. Thus, they covered two main classes of contributions, first, path planning and tracking of drones with package delivery and data gathering missions, and second, intrusion detection in a sensitive area through the use of networked drones.The results show that the integration of the drone segment to the terrestrial wireless network presents a relevant added value and opens new perspectives to the use of this technology in the civilian realm
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Delahoche, Laurent. "Cooperation multi-capteurs appliquee a la localisation des robots mobiles." Amiens, 1997. http://www.theses.fr/1997AMIE0113.
Full textAbstract:
Les travaux presentes dans ce memoire traite de la localisation d'un robot mobile dans un environnement interieur non balise. Trois types de capteurs sont utilises pour determiner la position du robot : un odometre, un systeme de vision omnidirectionnelle et un systeme telemetrique rotatif. L'objectif de cette etude est de permettre a un robot de se deplacer en toute securite d'une configuration initiale a une configuration finale dans un environnement partiellement connu. Pour cela deux approches ont ete utilisees : la fusion des donnees proprioceptives et exteroceptives et la cooperation entre les capteurs exteroceptifs. Dans un premier temps une methode de localisation basee sur la fusion des donnees odometriques et des donnees telemetriques a ete developpee et testee. L'estimation de la position et de son incertitude associee est obtenue par filtrage de kalman. Les amers utilises pour cette approche sont les parois du milieu d'evolution. Dans un deuxieme temps une methode de localisation utilisant la vision omnidirectionnelle et l'odometrie a ete elaboree. Les angles d'azimut des differents amers verticaux de l'environnement sont extraits du modele sensoriel pour calculer la configuration du robot. Contrairement a l'approche adoptee precedemment pour la fusion des donnees, le filtrage de kalman etendu est dans ce cas employe, a cause de la non linearite des equations d'observation. Finalement, dans un troisieme temps, une strategie visant a faire cooperer deux capteurs exteroceptifs, un telemetre laser rotatif et le systeme de vision omnidirectionnelle, a ete mise en oeuvre. Cette methode permet d'obtenir une estimation absolue de la configuration du robot qui est d'une part precise et d'autre part robuste. En outre, un algorithme permettant de mettre a jour la carte de l'environnement du robot au cours de son deplacement a ete elaboree et teste. Ce module d'insertion de balises naturelles non repertoriees, permet ainsi au robot de se localiser dans des zones de l'environnement qui ne sont que partiellement connues. Ce systeme de localisation, base sur une approche cooperative, permet a un robot de mener a bien des missions dans un environnement interieur non balise qui n'est que partiellement connu.
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De, Rainville François-Michel. "Placement interactif de capteurs mobiles dans des environnements tridimensionnels non convexes." Doctoral thesis, Université Laval, 2015. http://hdl.handle.net/20.500.11794/25896.
Full textAbstract:
La présente thèse propose un système complet de placement de capteurs mobiles dans un environnement pleinement tridimensionnel et préalablement inconnu. Les capteurs mobiles sont des capteurs placés sur des unités robotiques autonomes, soit des véhicules possédant une unité de calcul et pouvant se déplacer dans l’environnement. Le placement de capteur est fondé sur une vue désirée par un utilisateur du système nommé vue virtuelle. La vue virtuelle est contrôlée à distance en changeant les paramètres intrinsèques et extrinsèques du capteur virtuel, soit sa position, sa résolution, son champ de vue, etc. Le capteur virtuel n’est alors soumis à aucune contrainte physique, par exemple il peut être placé à n’importe quelle hauteur dans l’environnement et avoir un champ de vue et une résolution arbitrairement grande. Les capteurs mobiles (réels) ont pour tâche de récupérer toute l’information contenue dans le point de vue virtuel. Ce n’est qu’en combinant leur capacité sensorielle que les capteurs mobiles pourront capter l’information demandée par l’utilisateur. Tout d’abord, cette thèse s’attaque au problème de placement de capteurs en définissant une fonction de visibilité servant à évaluer le positionnement d’un groupe de capteurs dans l’environnement. La fonction de visibilité développée est applicable aux environnements tridimensionnels et se base sur le principe de ligne de vue directe entre un capteur et la cible. De plus, la fonction prend en compte la densité d’échantillonnage des capteurs afin de reproduire la densité désirée indiquée par le capteur virtuel. Ensuite, ce travail propose l’utilisation d’un modèle de l’environnement pleinement tridimensionnel et pouvant être construit de manière incrémentale, rendant son utilisation possible dans un environnement tridimensionnel non convexe préalablement inconnu. Puis, un algorithme d’optimisation coopératif est présenté afin de trouver simultanément le nombre de capteurs et leur positionnement respectif afin d’acquérir l’information contenue dans la vue virtuelle. Finalement, la thèse démontre expérimentalement dans diverses conditions que le système proposé est supérieur à l’état de l’art pour le placement de capteurs dans le but d’observer une scène bidimensionnelle. Il est aussi établi expérimentalement en simulation et en réalité que les performances se transposent à l’observation d’environnements tridimensionnels non convexes préalablement inconnus.This Thesis proposes a novel mobile sensor placement system working in initially unknown three dimensional environment. The mobile sensors are fix sensors placed on autonomous robots, which are ground and aerial vehicles equipped with computing units. The sensor placement is based on a user-defined view, named the virtual view. This view is manipulated through a virtual sensor intrinsic and extrinsic parameters, such as its position, orientation, field of view, resolution, etc. The virtual sensor is not subject to any physical constraint, for example it can be place where no sensor could be or it possess an arbitrary large field of view and resolution. The mobile (real) sensors have to acquire the entire information contained in this virtual view. It is only by combining the sensory capacity of an unknown number of sensors that they can acquire the necessary information. First, this Thesis addresses the sensor placement problem by defining a visibility function to qualify a group of sensor configurations in the environment. This function is applicable to three dimensional environments and is based on direct line of sight principle, where we compute the sensor sampling density in its visibility region. Then, this Thesis proposes the use of an incrementally built model of the environment containing all the information needed by the objective function. Next, a cooperative optimization algorithm is put forward to simultaneously find the number of sensors and their respective position required to capture all the information in the virtual view. Finally, the proposed system is experimentally shown to use less sensor to acquire the scene of interest at a higher resolution than state of the art methods in initially known two dimensional environments. It is also shown in simulation and practice that the performance of the system can be transposed to initially unknown non-convex three dimensional environments.
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Corrêa, Victorino Alessandro. "La commande référencée capteur : une approche robuste au problème de navigation, localisation et cartographie simultanées pour un robot d'intérieur." Nice, 2002. http://www.theses.fr/2002NICE5748.
Full text
6
Cislo, Nathalie. "Systeme de telepresence : determination d'une strategie de controle-commande-communication a partir d'une analyse des equivalences morphologiques." Paris 6, 1999. http://www.theses.fr/1999PA066114.
Full textAbstract:
Cette these presente l'analyse d'equivalences morphologiques pour la determination d'une strategie de controle-commande-communication pour un systeme de telepresence. Elle s'inscrit dans le cadre du projet ramses (robot autonome mobile a systeme evolue de sustentation roues-pattes), developpe au laboratoire de robotique de paris pour l'intervention. La caracterisation d'un systeme de telepresence est basee sur la synthese d'etudes realisees en robotique, teleoperation, realite virtuelle et sciences cognitives. Pour une interaction homme-systeme performante, minimisant la charge de travail de l'operateur et assurant la surete de fonctionnement du systeme, une strategie globale de controle-commande-communication est proposee. Elle prend en compte la necessite d'une declaration d'intention, de l'apprentissage de l'operateur et d'une dichotomie des niveaux haut / bas de controle-commande, et des delais de propagation / transmission des informations. Les analogies doigt - jambe et doigt humain - patte de robot derivent des analogies jambe - patte de robot et doigt humain - doigt de prehenseur, deja modelisees en robotique, ainsi que de l'analyse fonctionnelle des membres humains et leur modelisation. Une transformation de comportement est definie entre l'operateur et le robot, afin d'introduire un concept base sur le geste avec fonctions ergotiques et semiotiques couplees. Une discussion est menee sur les cas ou l'interpretation des gestes est un moyen de commande efficace pour la telelocomotion, en fonction des types de taches (navigation ou mission), des natures de terrains (plat, chaotique, en pente), et de la morphologie des pattes. Les robots non anthropomorphes sont aussi envisages. L'interpretation des gestes, les doigts mimant la marche humaine, est validee avec ramses, dont les parametres sont optimises en fonctions des types de taches et de terrains varies. Une analyse experimentale multi-facteurs est decrite pour la quantification des aspects facteurs humains.
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Clérentin, Arnaud. "Localisation d'un robot mobile par coopération multi-capteurs et suivi multi-cibles." Amiens, 2001. http://www.theses.fr/2001AMIE0023.
Full text
8
Mourad-Chehade, Farah. "Auto-localisation et suivi de cibles dans les réseaux de capteurs mobiles." Troyes, 2010. http://www.theses.fr/2010TROY0024.
Full textAbstract:
Cette thèse porte sur les problèmes d'auto-localisation et de suivi de cibles dans les réseaux de capteurs mobiles. L'étude de ces problèmes se situe dans le cadre de la théorie des intervalles, permettant ainsi de représenter les incertitudes par des intervalles. Nous traitons d'abord dans ce mémoire le problème d'auto-localisation dans des environnements parfaits. Nous présentons ainsi des méthodes basées sur les mesures de connectivités, relatives aux ancres ou aux non-ancres. Deux extensions de ces techniques, profitant des ancres plus éloignées ou faisant de la rétropropagation, sont également présentées. Des méthodes sans modèle, plus robustes que celles basées sur le modèle de connectivité, sont ensuite proposées. Ces dernières effectuent une comparaison des puissances des signaux échangés afin de définir les mesures d'observation. Nous considérons par la suite le problème d'auto-localisation dans les environnements imparfaits. Nous supposons alors que les fiabilités des mesures sont connues. La solution du problème se situe à la fois dans le cadre de la théorie des intervalles et de la théorie des croyances. La deuxième problématique traitée est le suivi de cibles en cas de capteurs à mobilité contrôlée. Une stratégie de gestion de mobilité est alors présentée afin d'optimiser l'estimation de la position de la cible. Cette stratégie réalise un repositionnement des capteurs à l'aide d'une technique de triangulation suivie d'une optimisation par colonies de fourmisThis thesis addresses the problems of localization and target tracking in mobile sensor net-works. The resolution of these problems is per-formed in the interval framework, where un-certainties are represented by intervals. We first deal with the localization problem in perfect environments. We thus propose methods using connectivity measurements, with respect to anchors or non-anchor nodes. Two extended techniques are presented as well, using back-propagation or farther anchors. Other model-free approaches are then proposed. These techniques are more robust than connectivity-based ones since they perform a comparison of received signal strengths to define the observations. We then handle the localization problem in imperfect environments. We thus assume that the reliability of measurements is known. In the proposed method, the problem solution uses both the interval and the belief theories. We consider afterwards the target tracking problem in controlled mobility sensor networks. We thus present a mobility management strategy, aiming at optimizing the estimation of the position of the target. The proposed strategy relocates the sensors using a triangulation technique, followed by an ant colony optimization method
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Ait, Oufroukh Naïma. "Perception intelligente à partir de capteurs frustes pour la robotique de service." Evry-Val d'Essonne, 2002. http://www.theses.fr/2002EVRY0016.
Full text
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Mellah, Samia. "Diagnostic de défauts des robots mobiles à roues, et gestion du retard généré par les obstacles mobiles." Electronic Thesis or Diss., Aix-Marseille, 2020. http://www.theses.fr/2020AIXM0561.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse s’inscrit dans le cadre du projet européen PRODUCTIVE4.0 en partenariat avec STMicroelectronics de Rousset, France. Afin d’optimiser la production, STMicroelectronics intègre deux types de robots mobiles à roues (les robots unicycles et les robots omnidirectionnels à 4 roues Mecanum) dans la fab (installations de fabrication du semi-conducteur) pour le transport des produits entre les divers équipements de la chaîne de production. Dans le cadre des travaux de cette thèse, nous distinguons deux problématiques majeures pouvant empêcher les robots de bien effectuer leur tâche : l’apparition de défauts au niveau des actionneurs ou des capteurs, et le retard qui peut être généré par les obstacles mobiles et imprévisibles lors de la navigation des robots. Nous nous intéressons dans un premier temps aux robots unicycles. Nous proposons une approche à base d’observateur de Kalman afin de diagnostiquer les défauts actionneurs et capteurs. Une approche basée sur l’estimation et la compensation des défauts permet ensuite de les accommoder. Dans un second temps, nous nous focalisons sur les robots omnidirectionnels et nous proposons des méthodes à base d’observateurs (de Kalman et à entrées inconnues) afin de diagnostiquer les défauts actionneurs et capteurs. Ensuite, l’impact des défauts actionneurs sur le comportement des robots est étudié. Enfin, nous traitons la problématique liée au retard généré par les obstacles en proposant une méthodologie basée sur la reconfiguration des trajectoires de référence afin de compenser ce retardThe work presented in this thesis is a part of the European project PRODUCTIVE4.0 in partnership with STMicroelectronics of Rousset, France. In order to optimize the production, STMicroelectronics integrates two types of wheeled mobile robots (unicycle mobile robots and omnidrectional mobile robots with 4 Mecanum wheels) in the fab (semiconductor manufacturing facility) to transport products between the various equipments in the production chain. In this thesis, we distinguish two major issues that can prevent the robots from well performing their task : the apparition of faults at the actuators or the sensors level, and the delay that can be generated by moving and unpredictable obstacles while navigating. Firstly, we are interested in unicycle robots. We propose a Kalman observer-based approach to diagnose the actuators and sensors faults. Then, an approach based on the faults estimation and compensation allows to accommodate these faults. Secondly, we focus on omnidirectional robots and we propose methods based on observers (Kalman and unknown inputs) in order to diagnose the actuators and sensors faults. After that, the impact of the actuators faults on the robots behavior is studied. Finally, we deal with the problem linked to the obstacles generated delay by proposing a methodology based on the reference trajectories reconfi guration in order to compensate this delay
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Ayari, Iskander. "Fusion multi-capteurs dans un cadre multi-agents : application à un robot mobile." Nancy 1, 1996. http://www.theses.fr/1996NAN10001.
Full textAbstract:
Nous présentons dans cette thèse un modèle de fusion multi-capteurs fonde sur une architecture multi-agents. Nous distinguons deux types d'agents. Les agents perceptuels assurent des opérations sur des données numériques en utilisant des algorithmes de traitement du signal pour extraire des informations pertinentes. Les agents d'interprétation manipulent les informations résultantes pour résoudre des problèmes à un niveau d'abstraction plus élevé. Deux maquettes de systèmes de fusion adoptant ce modèle ont été implantées et couplées au simulateur d'un robot mobile. Le système résultant a été baptisé RoMAT. Ce dernier permet au robot de construire une carte de l'environnement représentant les obstacles détectés par les capteurs sonar et le système laser composant cette plate-forme multisensorielle. Les résultats présentés justifient l'intérêt de l'approche multi-agents. La construction du monde est améliorée grâce à la complémentarité et la redondance de capteurs
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Lersteau, Charly. "Optimisation de réseaux de capteurs sans fil pour le suivi de cibles mobiles." Thesis, Lorient, 2016. http://www.theses.fr/2016LORIS412/document.
Full textAbstract:
Les réseaux de capteurs sans fil suscitent une attention croissante depuis quelques années, tant les applications sont nombreuses, incluant notamment le suivi de véhicules ou la surveillance de champs de bataille. Un ensemble de capteurs disséminé aléatoirement a pour but de surveiller des cibles se déplaçant dans une région donnée. Chaque capteur a une durée de vie limitée et deux états : actif ou inactif. Un capteur actif peut surveiller des cibles dans son rayon de portée, au prix d'une consommation d'énergie. Dans cette thèse, les problèmes étudiés consistent à déterminer un ordonnancement optimal d'activités de surveillance, afin de couvrir toutes les cibles à tout instant de la mission. Nous abordons en premier lieu un problème d'ordonnancement robuste. Une cible dont on connaît la trajectoire spatiale avec précision est sujette à incertitude temporelle. Cette situation est rencontrée lorsqu'un avion vole dans un couloir aérien, qu'un train circule sur une voie ferrée, ou que de tout autre véhicule suit un itinéraire pré-déterminé. L'objectif est de calculer un ordonnancement d'activités capable de résister au plus grand écart par rapport aux dates prévisionnelles de passage de la cible. Ce premier problème est résolu à l'aide d'un algorithme exact pseudo-polynomial, reposant sur une dichotomie. En second lieu, nous étudions le problème visant à préserver la capacité de surveillance du réseau de capteurs dans un contexte multi-missions. Les cibles sont maintenant sujettes à une incertitude spatiale, c'est-à-dire susceptibles de se trouver à une distance inférieure à un seuil delta de leur position prévisionnelle. Ce second problème est résolu à l’aide d’un algorithme exact basé sur la génération de colonnes, et accéléré par une métaheuristique. Les méthodes de résolution proposées ont en commun une étape préliminaire, appelée discrétisation, qui conduit à reformuler les problèmes originaux comme des problèmes d'ordonnancement d'activités de surveillance. L'espace de surveillance est découpé en faces, ensembles de points couverts par un même sous-ensemble de capteurs. Le calcul des durées de séjour des cibles dans chaque face permet de découper la durée de la mission en fenêtres de temps, et d'envisager le problème de couverture de cibles mobiles comme une séquence de problèmes de couverture de cibles immobiles. Les algorithmes proposés pour aborder ces problèmes sont testés sur de nombreuses instances, et leurs résultats sont analysés. De nombreuses perspectives ouvertes par ces travaux sont également présentéesWireless sensor networks have received a particular attention during the last years, involving many applications, such as vehicle tracking or battlefield monitoring. A set of sensors is randomly dispatched in a region in order to monitor moving targets. Each sensor has a limited battery lifetime and two states: active or inactive. An active sensor is able to monitor targets inside its sensing radius, which consumes energy. In this thesis, the studied problems consist in deciding an optimal schedule of sensing activities, in order to cover all the targets at any instant of the mission. First, we study a robust scheduling problem. A target such that the spatial trajectory is exactly known is subject to temporal uncertainties. This context is met for a plane flying in an airline route, a train running on a railway, or any vehicle following a predetermined path. The objective is to compute a schedule of activities able to resist to the largest uncertainties This first problem is solved using an exact pseudo-polynomial algorithm, relying on a dichotomy. Second, we study a problem aiming at preserving enough sensor network capacity in order to perform further missions. For this problem, the targets are subject to spatial uncertainties, i.e. their actual position may be at a distance delta of their expected position. This second problem is solved using an exact algorithm based on column generation, accelerated by a metaheuristic. All the proposed methods have a common phase, called discretization, that leads to reformulate the original problems as activity scheduling problems. The monitored area is split into faces, that are defined as sets of points covered by the same set of sensors. Computing the stay duration of targets inside each face leads to split the mission duration into time windows, so the moving target tracking problem can be seen as a sequence of static target tracking problems. The proposed algorithms are tested on many instances, and the analysis of the results is provided. Numerous open perspectives of this work are also given
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Ben, Said Hela. "Navigation autonome et commande référencée capteurs de robots d'assistance à la personne." Thesis, Limoges, 2018. http://www.theses.fr/2018LIMO0016/document.
Full textAbstract:
L’autonomie d’un agent mobile se définit par sa capacité à naviguer dans un environnement sans intervention humaine. Cette tâche s’avère très demandée pour les robots d’assistance à la personne. C’est pour cela que notre contribution s’est portée en particulier sur l’instrumentation et l’augmentation de l’autonomie d’un fauteuil roulant pour les personnes à mobilité réduite. L’objectif de ce travail est de concevoir des lois de commande qui permettent à un robot de naviguer en temps réel et en toute autonomie dans un environnement inconnu. Un cadre de perception virtuelle unifié est introduit et permet de projeter l’espace navigable obtenu par des observations éventuellement multiples. Une approche de navigation autonome et sûre a été conçue pour se déplacer dans un environnement peu encombré dont la structure peut être assimilée à un couloir (lignes au sol, murs, délimitation herbes, routes...). La problématique a été résolue en utilisant le formalisme de l’asservissement visuel. Les caractéristiques visuelles utilisées dans la loi de commande ont été construites à partir de la représentation virtuelle (à savoir la position du point de fuite et l’orientation de la ligne médiane du couloir). Pour assurer une navigation sûre et lisse, même lorsque ces paramètres ne peuvent pas être extraits, nous avons conçu un observateur d’état pour estimer les caractéristiques visuelles dans le but de maintenir la commande fonctionnelle du robot. Cette approche permet de faire naviguer un robot mobile dans un couloir même en cas de défaillance sensorielle (données non fiables) et/ou de perte de mesure. La première contribution de cette thèse a été étendue en traitant tout type d’environnement encombré statique ou dynamique. Cela a été réalisé en utilisant le diagramme de Voronoï. Le diagramme de Voronoï généralisé, également appelé squelette, est une représentation puissante de l’environnement. Il définit un ensemble de chemins à la distance maximale des obstacles. Dans ce travail, une approche d’asservissement visuel basée sur le squelette extrait en temps réel était proposée pour une navigation autonome et sûre des robots mobiles. La commande est basée sur une approximation du DVG local en utilisant le Delta Medial axis, un algorithme de squelettisation rapide et robuste. Ce dernier produit un squelette filtré de l’espace libre entourant le robot en utilisant un paramètre qui prend en compte la taille du robot. Cette approche peut faire face aux bruits de mesure au niveau de la perception et au niveau de la commande à cause des glissement des roues. C’est pour cela que nous avons conçu une approche d’asservissement visuel sur une prédiction d’une linéarisation du DVG. Une analyse complète a été réalisée pour montrer la stabilité des lois de commandes proposées. Des simulations et des tests expérimentaux valident l’approche proposéeThe autonomy of a mobile agent is defined by its ability to navigate in an environment without human intervention. This task is very required for personal assistance robots. That’s why our contribution has been particularly focused on instrumentation and increasing the autonomy of a wheelchair for reduced mobility peaple. The objective of this work is to design control laws that allow a robot to navigate in real time and independently in an unknown environment. A unified virtual perception framework is introduced and allows to project the navigable space obtained by possibly multiple observations. First we designed an autonomous and safe navigation approach in environment whose structure can be assimilated to a corridor (lines on the ground, walls, delimitation of grasses, roads ...). We have solved this problem by using the formalism of visual servoing. The visual characteristics used in the control law were constructed from the virtual representation (ie the position of the vanishing point and the orientation of the center line of the corridor). To ensure safe and smooth navigation, even when these parameters can not be extracted, we have designed a finite-time state observer to estimate the visual characteristics in order to maintain the robot’s control efficient. This approach let a mobile robot navigate in a corridor even in in the case of sensory failure (unreliable data) and/or loss of measurement. We have extended the first contribution of this work with dealing with any type of static or dynamic environment. This was done using the Voronoi diagram. The Generalized Voronoi Diagram (GVD), also named skeleton, is a powerful environment representation, since, among other reasons, it defines a set of paths at maximal distance from the obstacles. In this work, a real time skeleton based visual servoing approach is proposed for a safe autonomous navigation of mobile robots. The control is based on an approximation of the local GVD using the Delta Medial Axis, a fast and robust skeletonization algorithm. The latter produces a filtered skeleton of the free space surrounding the robot using a pruning parameter that takes into account the robot size. This approach can cope with measurement noises at the perception and control with the wheel slip. This is why we have designed a visual servoing approach on a prediction of a GVD linearization. A complete analysis was performed to show the stability of the proposed control laws. Simulations and experimental tests validate the proposed approach
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Atassi, Adnan. "Planification de trajectoire robuste dans l'espace des informations capteur." Metz, 1999. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1999/Atassi.Adnan.SMZ9902.pdf.
Full textAbstract:
Dans notre mémoire de thèse, nous présentons une nouvelle approche de planification de trajectoire robuste pour un robot mobile, basée entièrement sur les informations provenant des capteurs d'environnement. Les travaux sont effectués dans le cadre du projet VAHM (véhicules autonomes pour handicapés moteurs). Nous avons cherché à limiter l'utilisation de l'odométrie pour laquelle le calcul de la position du robot introduit une accumulation d'erreurs lors de son déplacement. Des régions sont présentées dans le modèle de l'environnement, dans lesquelles le robot perçoit des informations distinctes sur les segments d'obstacles. Un graphe de nœuds est construit, afin de mettre en relation les régions adjacentes dans lesquelles le robot perçoit un changement d'information. A partir de ce graphe, on utilise un algorithme de planification qui choisit le chemin le plus robuste, en terme de minimisation du nombre de régions traversées, entre une configuration initiale et finale du robot. La dernière étape consiste à proposer une loi de commande en vitesse angulaire et linéaire qui permet de mener le robot d'une région vers une autre. Le système est robuste par rapport aux erreurs du modèle de l'environnement et de la commandeThis paper introduces a new approach to robust path planning for mobile robots. This approach is entirely based on ultrasonic sensors information, and avoids the use of odometry, which leads to the accumulation of errors resulting from the calculation of the robot position. We have proceeded as follows : for each segment of obstacle detected by the mobile robot sensors, we create a free space region. A node graph is used to represent the regions with their links. With this graph as a basis, we use a planning algorithm which chooses the required path. The final stage consists in finding for the robot motion a robust control, as regards the environment model errors (uncertainties). This approach could contribute in practise to a control system for indoor robot motion, which offers increased accuracy to an economical ultrasound device
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ATASSI, ADNAN Pruski Alain. "PLANIFICATION DE TRAJECTOIRE ROBUSTE DANS L'ESPACE DES INFORMATIONS CAPTEUR /." [S.l.] : [s.n.], 1999. ftp://ftp.scd.univ-metz.fr/pub/Theses/1999/Atassi.Adnan.SMZ9902.pdf.
Full text
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Akil, Kassem. "Fusion de capteurs ultrasonores : application à la reconstruction de l'environnement d'un robot mobile." Compiègne, 1995. http://www.theses.fr/1995COMPD833.
Full textAbstract:
Ce mémoire intitulé : "Fusion de capteurs ultrasonores : application à la reconstruction de l'environnement d'un robot mobile", comporte 5 chapitres. Lors des deux premiers chapitres, nous présentons le cadre général de notre travail : la robotique mobile en général et la perception en particulier. Nous y décrivons les principes de physique relatifs à la propagation des ondes dans l'air et nous envisageons les facteurs influençant cette dernière. Lors du troisième chapitre, nous abordons les problèmes de la fusion de données provenant de sources différentes. Nous proposons deux nouvelles méthodes de correction des erreurs de mesures. Ces méthodes tiennent compte de la valeur de l'angle d'incidence du faisceau ultrasonore vis à vis de l'obstacle. L'ensemble des informations est alors traité pour reconstituer une modélisation de l'environnement. Cette modélisation, développée dans le quatrième chapitre, est basée sur la reconstruction de segments à partir des points expérimentaux. Nous présentons un algorithme de reconstruction de l'environnement de type segmentation polygonale intégrant une de ces méthodes de correction. Les résultats obtenus lors des expérimentations sont présentés et discutés dans la dernière partie de ce mémoire.
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Ferrand, André. "Conception et mise en oeuvre d'un système de capteurs proprioceptifs destiné à la localisation relative des robots mobiles." Toulouse, INSA, 1991. http://www.theses.fr/1991ISAT0005.
Full textAbstract:
Cette these a pour objet de presenter un systeme de capteurs proprioceptifs adaptes a la localisation d'un robot mobile dont les deplacements s'effectuent a l'interieur des batiments mais non obligatoirement sur sol plat. Le robot peut etre amene a franchir des asperites et/ou des plans inclines. Le systeme de capteurs doit alors fournir les cinq parametres de localisation que sont: les trois angles d'attitude: lacet, roulis, tangage; les deux parametres de position dans le plan horizontal. Pour cela, nous avons integre un odometre a des capteurs inertiels: gyrometre et accelerometre. L'odometre a ete concu et realise de facon a ce qu'il puisse fonctionner de maniere independante du systeme de locomotion du robot. Un gyrometre surveille la validite de la mesure de l'odometre lors du franchissement de l'asperite et si besoin corrige cette mesure. Les composantes de la pesanteur, qui permettent de calculer les angles de roulis et de tangage, sont obtenues en deduisant des mesures accelerometriques, les accelerations propres du robot, calculees a l'aide des mesures odometrique et gyrometrique
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Courcelle, Alain. "Localisation d'un robot mobile : application à l'aide à la mobilité des personnes handicapées moteurs." Metz, 2000. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/2000/Courcelle.Alain.SMZ0004.pdf.
Full textAbstract:
Notre étude se situe dans l'aide à la mobilité des personnes handicapées moteur, dans le cadre du projet vahm (véhicule autonome pour handicapés moteur), consistant au développement d'un fauteuil roulant intelligent capable de réaliser des déplacements autonomes. Comme pour toute application de robotique mobile, le fauteuil doit être capable de déterminer automatiquement sa position et son orientation dans son environnement avant notamment d'entamer un déplacement. Notre contribution dans le projet consiste à établir le mode de localisation statique du fauteuil à l'aide de 14 capteurs à ultrasons répartis en ceinture en partant d'une information approximative sur sa position. Pour ce faire, nous établissons un modèle du capteur à ultrasons, basé sur le principe des grilles d'occupation, permettant d'avoir pour chacun d'eux, une contribution équivalente pour la localisation quelle que soit la distance détectée. Ce modèle est ensuite adapté à l'utilisation d'une ceinture de 14 capteurs en tenant compte des superpositions de plusieurs mesures et des différentes orientations de chaque capteur. La grille ainsi constituée représente l'espace perceptible par le fauteuil depuis sa position. L'environnement d'évolution quant à lui est représente par une grille décrivant les contours de l'espace libre. Les deux grilles sont mises en correspondance afin de déterminer la position exacte du fauteuil et son orientation. La recherche de la meilleure correspondance entre les deux grilles est très coûteuse en temps de calcul. C'est pourquoi, un module d'optimisation par recherche hiérarchisée est mis au point ; ce qui permet de réduire le temps de calcul d'un tiers. La méthode développee est testée en conditions réelles dans un appartement reconstitué et les résultats obtenus sont conformes aux attentes du projet.
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Courcelle, Alain Pruski Alain. "Localisation d'un robot mobile Application à l'aide à la mobilité des personnes handicapées moteurs /." [S.l.] : [s.n.], 2000. ftp://ftp.scd.univ-metz.fr/pub/Theses/2000/Courcelle.Alain.SMZ0004.pdf.
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Tran, Thanh phong. "Stratégies de commande pour déplacer une meute de capteurs dédiés à l'identification de sources chauffantes mobiles." Thesis, Angers, 2017. http://www.theses.fr/2017ANGE0015/document.
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De nombreux systèmes physiques complexes sont modélisés à l’aide de systèmes d’équations aux dérivées partielles comprenant éventuellement des couplages et des non linéarités. Dans ce cadre, les problématiques de commande qui cherchent à définir quels sont les moyens d’actions (éventuellement en dimension infinie) permettant d’atteindre un état désiré ne sont pas triviales.Il en est de même pour l’identification en ligne de caractéristiques du système physique à partir d’informations fournies par des observations pertinentes. Cet aspect est souvent considéré comme un problème inverse dont la résolution pose de nombreuses questions spécifiques et ardues.Afin d’illustrer la problématique du déplacement judicieux d’un ensemble de capteurs mobiles pour reconstruire un terme source dans une équation aux dérivées partielles paraboliques, un dispositif est décrit dans cette étude. Il décrit des phénomènes de convection et diffusion éventuellement non linéaires.Le travail décrit dans ce document est destiné à développer une méthodologie complète en vue de réaliser une conception optimale d'expériences dans le cadre de problèmes mal posés non linéaires associés à l'évaluation de paramètres inconnus dans des systèmes décrits par des équations aux dérivées partielles. Le prototype expérimental a pour objet de tester les performances des stratégies de déploiement optimal d'un ensemble de capteurs mobile afin d’identifier des paramètres de plusieurs sources chauffantes en mouvementMany complex physical systems are modeled using systems of partial differential equations including possibly coupling and non-linearity. In this context, the determination of control strategies (in infinite dimension) in order to achieve a desired state is not trivial. It is obvious that quasi on-line identification of characteristics of the physical system from information provided by relevant sensors is quite complex. This optimization problem is often formulated as an inverse problem, whose resolution raises many specific questions. To illustrate the problem of the moving of a set of mobile sensors to identify a term source in parabolic partial differential equations, an experimental device is proposed in this study. Both phenomena of convection and diffusion (possibly non-linear) are taken into account. The work described in this document is intended to develop a comprehensive methodology to achieve an optimal design of experiments for nonlinear ill-posed problems associated with the evaluation of unknown parameters in systems described by partial differential equations. The experimental prototype is intended to test the performance of strategies for optimal deployment of a mobile set of sensors to identify parameters of multiple heating sources in movement
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Sghaier, Nouha. "Techniques de conservation de l'énergie dans les réseaux de capteurs mobiles : découverte de voisinage et routage." Thesis, Paris Est, 2013. http://www.theses.fr/2013PEST1194/document.
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Le challenge de la consommation d'énergie dans les réseaux de capteurs sans fil constitue un verrou technologique qui reste un problème ouvert encore aujourd'hui. Ces travaux de thèse s'inscrivent dans la problématique de la conservation de l'énergie dans les réseaux de capteurs et s'articulent autour de deux axes. Dans la première partie, nous abordons le dimensionnement des protocoles de découverte de voisinage. Nous proposons deux techniques de dimensionnement de ces protocoles qui visent à optimiser la consommation d'énergie des nœuds capteurs. La première technique, PPM-BM, consiste à dimensionner le protocole de découverte de voisins en fonction du niveau de batterie du nœud. La deuxième approche, ECoND, vise à ajuster la fréquence de découverte de voisins en fonction de la connectivité estimée à chaque instant. Cette technique tire profit des cycles temporels des modèles de mouvement des nœuds. La connectivité est estimée en se basant sur l'historique des rencontres. La découverte de voisins est ajustée en fonction du taux de connectivité estimé. Les résultats enregistrés mettent en évidence l'efficacité de ces deux techniques dans l'optimisation de la consommation d'énergie des nœuds sans affecter les performances de taux de livraison de messages et d'overhead. La deuxième partie de la thèse concerne l'optimisation des performances des réseaux de capteurs en termes de durée de vie. Nous reconsidérons dans cette partie certains protocoles de routage relevant du domaine des réseaux à connectivité intermittente et nous proposons le protocole EXLIOSE qui se base sur la capacité d'énergie résiduelle au niveau des nœuds pour assurer un équilibre énergétique, partager la charge et étendre à la fois la durée de vie des nœuds ainsi que celle du réseauThe challenge of energy consumption in wireless sensor networks is a key issue that remains an open problem. This thesis relates to the problem of energy conservation in sensor networks and is divided into two parts. In the first part, we discuss the design of neighbor discovery protocols. We propose two techniques for modulating these protocols in order to optimize the energy consumption of sensor nodes. The first technique, PPM-BM aims to modulate the neighbor discovery protocol based on the battery level of the node. The second approach ECoND aims to set up the frequency of neighbor discovery based on estimated connectivity. This technique takes advantage of the temporal cycles of nodes' movement patterns. Connectivity is estimated based on encounters' history. A neighbor discovery is set up based on the estimated rate of connectivity. The achieved results demonstrate the effectiveness of these techniques in optimizing the energy consumption of nodes while maintaining acceptable message delivery and overhead rates. In the second part of the thesis, we contribute to the optimization of the performance of sensor networks in terms of network lifetime. We review in this section some routing protocols for networks with intermittent connectivity and we propose EXLIOSE protocol which is based on residual energy to ensure energy-balancing, load sharing and network lifetime extending
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Collin, Ivan. "Planification de tâches-robots pour robots mobiles en environnement structuré." Compiègne, 1995. http://www.theses.fr/1995COMPD778.
Full textAbstract:
Cette thèse, qui porte sur la planification de tâche-robot pour robots mobiles en environnements structurés, débute par une étude bibliographique approfondie de la planification. Il y est démontré que dans la grande majorité des cas, les résultats de la planification ne sont pas produits pour sécuriser et faciliter le contrôle d'exécution qui pourtant est classiquement l'interlocuteur direct du planificateur. Ces deux lacunes s'imposent des lors naturellement comme deux objectifs majeurs de cette étude. La sécurisation du contrôle d'exécution consiste tout d'abord à construire un modèle du capteur télémétrique ultrasonore, dont le véhicule est doté, basé sur celui développé par J. Crowley. Il est ensuite possible, en s'appuyant sur un modèle simple de l'environnement, de construire un principe de localisation géométrique de type erreur bornée. On dispose alors d'une quantification de l'incertitude sur la localisation du robot par une valeur numérique appelée PIC pour potentiel d'incertitude en configuration. La sécurisation proprement dite consiste alors à discrétiser l'environnement puis à appliquer l'algorithme A* de manière à produire un chemin de coût minimal au sens du PIC. Cette sécurisation réside dans le fait que lorsque le véhicule se localise bien, les risques de collision ou plus généralement d'échec de la mission sont moindres. La simplification du contrôle d'exécution s'effectue en plusieurs étapes. Dans un premier temps, une trajectoire à courbure continue (courbe de Bézier) est construite à partir d'un chemin PIC engendré par l'algorithme A*. Cette trajectoire est ensuite, dans un second temps, découpée en une séquence de sous-trajectoires, définie grâce à une méthode d'analyse de données appelée méthode des nuées dynamiques, de sorte que le véhicule, pendant son déplacement, se localise par rapport aux mêmes éléments de référence de l'environnement qui constituent ce qu'on appelle une carte locale. Une fois les cartes locales définies, chaque tâche-robot consiste en un suivi de trajectoire assurée par régulation à zéro d'une fonction de tâche. La simplification du contrôle d'exécution réside dans le fait que le véhicule n'utilise que les éléments de référence capable de lui fournir la meilleure information de localisation c'est-à-dire ceux de la carte locale. Cette étude montre également que le concept de carte locale, qui représente l'originalité et la contribution majeure de cette thèse, confère une meilleure robustesse du suivi de trajectoire par rapport aux erreurs de modélisation de l'environnement.
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Cordewener, Laurent. "Contrôle d'exécution de missions de robots mobiles à partir de tâches robot." Compiègne, 1995. http://www.theses.fr/1995COMPD780.
Full textAbstract:
Ce travail s'associe à deux autres thèses, la première concernant la planification de missions de robots mobiles et la seconde l'évitement d'obstacle. L'étude proposée consiste à définir un niveau de contrôle d'exécution qui interprète et exécute des tâches fournies par le planificateur de façon à réaliser une mission avec succès. L'approche présentée prend en compte les erreurs de suivi de chemin, les incertitudes de localisation ainsi que d'éventuelles erreurs de modélisation de l'environnement. Une tâche est constituée ici d'une suite de configurations de passage référencées par rapport à une carte locale, partie du modèle de l'environnement supposé connu a priori. L'exécution d'une tâche intègre donc la définition d'un chemin qui relie toutes les configurations de passage ainsi que des modules de localisation et de suivi de chemin. Un principe d'adaptation de la vitesse est de plus proposé. Il tient compte de la difficulté de la tâche à réaliser, c'est-à-dire de la proximité des obstacles et de l'incertitude de localisation du robot. Cette étude a fait l'objet d'une simulation ainsi que de plusieurs réalisations pratiques.
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Gouvy, Nicolas. "Routage géographique dans les réseaux de capteurs et d’actionneurs." Thesis, Lille 1, 2013. http://www.theses.fr/2013LIL10185/document.
Full textAbstract:
Cette thèse se positionne dans le contexte des réseaux sans fil multi-sauts (réseaux de capteurs/actionneurs/robots mobiles). Ces réseaux sont composés d’entités indépendantes à la puissance limitée et fonctionnant sur batteries qui communiquent exclusivement par voie radio. Pour pouvoir relayer les messages d’un robot à une station de base, on utilise des protocoles dits « de routage» qui ont en charge de déterminer quel robot doit relayer le message. Nous nous sommes basés sur le protocole CoMNet, qui adapte la topologie du réseau à son trafic lors du routage afin d’économiser de l’énergie en déplaçant les robots. Mais modifier la topologie c'est aussi modifier les possibilités de routage. Nous proposons donc MobileR (Mobile Recursivity) qui choisit le prochain noeud en ayant anticipé par le calcul les conséquences de tous les changements de topologie possibles. Un autre problème vient du fait qu’il y a souvent plusieurs nœuds qui détectent un même événement et vont émettre des messages à router vers la station de base. Ces messages vont finir par se croiser, et le nœud de croisement va sans cesse être relocalisé sur chacun des chemins. Le protocole PAMAL (PAth Merging ALgorithm) détecte ces intersections : il va provoquer une fusion des chemins de routage en amont du nœud de croisement et une agrégation de paquets en aval. Enfin, le protocole GRR (Greedy Routing Recovery) propose un mécanisme de récupération pour augmenter le taux de délivrance des messages dans les réseaux de capteurs/actionneurs avec obstacle(s). En effet, les protocoles de routage actuels échouent face à un obstacle. GRR va permettre de contourner l’obstacle en relocalisant des nœuds tout autourThis thesis is about wireless multi-hop networks such as sensor/actuator networks and actuator networks. Those networks are composed of independent entities which have limited computing and memory capabilities and are battery powered. They communicate through the radio medium and do not require any static infrastructure. In order to relay messages between actuators up to the base station, we use what is called "routing protocols". My works rely on CoMNet, the first geographic routing protocol which aims to adapt the network topology to the routed traffic in order to save energy. Nevertheless, CoMNet does not consider the consequences of those relocations more than in a one-hop way. We proposed MobileR (Mobile Recursivity), which anticipates the routing in a multi-hop manner through computations over its one-hop neighbors. Hence it can select the “best” next forwarding node according to its knowledge. Another important topic is that events are likely to be detected by multiple sensors and all of them transmit message toward the destination. But those messages are likely to cross over an intersection node. This crossing provokes useless oscillation for it and premature node death. The PAMAL (PAth Merging ALgorithm) routing algorithm detects those routing path crossing and provokes a path merging upstream and uses a packet aggregation downstream. Finally, the Greedy Routing Recovery (GRR) protocol takes controlled mobility into account in order to increase delivery rate on topology with holes or obstacles. GRR includes a dedicated relocation pattern which will make it circumvent routing holes and create a routing path
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Preciado-Ruiz, Arturo. "Sur la modélisation, la localisation et le contrôle d'un robot mobile." Compiègne, 1991. http://www.theses.fr/1991COMPD383.
Full textAbstract:
Ce travail aborde trois sujets différents mais complémentaires sur la robotique mobile. Premièrement, nous abordons la modélisation de la dynamique d'un véhicule qui constitue un archétype de robot mobile. Deux équations non linéaires couplées du deuxième ordre modélisent le comportement de la vitesse tangentielle et de la vitesse angulaire du véhicule. Une troisième équation, elle aussi non linéaire, exprime une contrainte sur le déplacement et les forces qui empêchent le dérapage du véhicule. Ensuite, nous étudions le problème de la localisation du véhicule dans un environnement polygonal connu, à partir de l'information fournie par des capteurs à ultrasons. A cette fin, nous utilisons une technique d'estimation ou la seule hypothèse sur la perturbation affectant les mesures est d'être bornée avec borne connue. Outre son interprétation géométrique, cette technique a l'avantage de pouvoir rejeter les informations redondantes, accélérant ainsi la procédure d'estimation. D'autre part, et afin de mettre en correspondance les observations réalisées par les capteurs et les obstacles composant l'environnement, nous représentons ceux-ci par des classes d'appartenance plutôt que des segments de droite. Cette représentation s'avère très utile lorsqu'on souhaite propager une incertitude d'un repère à l'autre et affecter une observation quand elle est susceptible d'appartenir à plusieurs classes. La dernière partie de ce travail expose un schéma de commande pour l'asservissement du véhicule autour d'une trajectoire de référence. Nous proposons une loi de commande inspirée d'une loi de commande de suivi de parois qui découple le problème de l'asservissement latéral du véhicule et celui de l'asservissement longitudinal par rapport à la trajectoire désirée. Ceci permet d'avoir deux boucles de commande indépendantes pour corriger chacune de ces erreurs.
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Bonzom, Pierre. "Etude, simulation et réalisation de capteurs d'inspiration animale." Montpellier 2, 1998. http://www.theses.fr/1998MON20105.
Full textAbstract:
Cette these traite de l'acquisition de cartes de profondeur a l'aide de capteurs visuels permettant a un robot mobile de planifier localement son itineraire. La demarche adoptee consiste a s'inspirer des modeles de perception etudies chez l'animal pour elaborer des processus artificiels de reconstruction tridimensionnelle. Deux principes ont retenu notre attention : la parallaxe de mouvement, mise en evidence chez la mouche, et l'accommodation, etudiee chez le cameleon. La parallaxe de mouvement est basee sur l'information de profondeur contenue dans la vitesse dans l'image retinienne, tandis que le principe d'accommodation est base sur la mise au point de l'image. Nous proposons une modelisation mathematique de ces principes et une etude en simulation, dont les conclusions nous ont amenes a l'elaboration d'un prototype experimental. Enfin, nous proposons un processus de fusion d'information, entre les deux principes de reconstruction 3d, elabore dans le but de reduire l'erreur sur l'estimation de la profondeur.
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Sonnerat, Florence. "Développement d'antennes innovantes pour les terminaux mobiles 4G tenant compte de l'interaction avec l'utilisateur : solutions circuits et antennes envisageables." Télécom Bretagne, 2013. http://www.telecom-bretagne.eu/publications/publication.php?idpublication=13919.
Full textAbstract:
L'interaction entre l'antenne d'un téléphone mobile et son environnement proche (notamment la tête et la main de l'utilisateur) désadapte l'impédance de l'élément rayonnant, qui présente alors une impédance différente de celle de l'amplificateur de puissance. De plus, le contexte de la 4G introduit de nouvelles contraintes sur l'antenne pour garantir une bande de fonctionnement élargie et des débits accrus. Afin de résoudre les difficultés liées à l'interaction avec l'utilisateur, tout en considérant le contexte 4G, deux axes de recherches ont été étudiés dans ces travaux. La première solution évaluée consiste à insérer un réseau d'adaptation variable (ou tuner), entre l'élément rayonnant et le module front-end, afin de compenser la désadaptation de l'antenne et ainsi ramener une impédance proche de 50 Ohms à l'amplificateur de puissance. Des démonstrateurs ont été réalisés en utilisant la technologie CMOS SOI 130nm de STMicroelectronics. Les performances obtenues sont à l'état de l'art, mais le comportement bande étroite en phase du tuner a montré la nécessité de travailler sur son co-design avec l'antenne, afin de pouvoir démontrer l'intérêt du tuner. Le deuxième axe développé consiste à réaliser une antenne large bande, en conjuguant de manière intelligente les techniques de conception d'antennes et de circuits. Des démonstrateurs ont été fabriqués par procédé LDS-LPKF. Des prototypes de Smartphones ont été également proposés pour implémenter les antennes de manière réaliste afin de caractériser leur comportement en impédance et en rayonnement. Les mesures démontrent une bonne robustesse à l'effet de l'utilisateur (en termes d'adaptation), des efficacités du même ordre de grandeur que celles des téléphones commerciaux, tout en garantissant un fonctionnement dans les bandes de fréquences 4G et leur agrégation. L'aspect modulaire de la méthode et la possibilité d'avoir recours à l'intégration plastronique (composants intégrés sur plastique) des prototypes ouvrent de nombreuses perspectives, afin de traiter des applications diverses, dans les domaines du médical, des réseaux de capteurs ou de l'automobileThe interaction between a mobile phone antenna and its environment (for example the user hand and head) modifies the radiating elements impedance. The antenna then presents an impedance which is different from the power amplifier one. Besides, the 4G context introduces new constraints on the antenna to guarantee higher data rates on more frequency bands. In order to decrease the user interaction, while considering the 4G challenges, two area of research have been studied in this work. The first solution that we have evaluated consists in inserting a tuner between the radiating element and the front end module, in order to counteract the antenna mismatch and to present an impedance close to 50 Ohms to the power amplifier. Prototypes have been realized using CMOS SOI 130 nm technology from STMicroelectronics. Obtained performances are at the state of the art, but the behavior of the tuner which is narrowband in phase showed that the co-design with the antenna is mandatory in order to demonstrate the tuner interest. The second developed line of research consists in realizing a wideband antenna, combining antenna and circuit design techniques. Demonstrators have been manufactured using the LDS-LPKF process. Smartphones prototypes have been proposed to implement the antenna in a realistic way to characterize their impedance and radiating behavior. Measurement shows a good robustness to the user interaction (in terms of matching) and efficiencies with similar values to commercial phones ones, while guaranteeing an operation in 4G bands and enabling carrier aggregation. As this method is scalable and compatible with the plastronics integration (components are integrated on the plastic), these prototypes paves the way for numerous perspectives, to cover different applications in the medical, wireless sensors network or the automotive areas
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Abo, Robert. "Approches formelles pour l'analyse de la performabilité des systèmes communicants mobiles : Applications aux réseaux de capteurs sans fil." Electronic Thesis or Diss., Paris, CNAM, 2011. http://www.theses.fr/2011CNAM0822.
Full textAbstract:
Nous nous intéressons à l'analyse des exigences de performabilité des systèmes communicants mobiles par model checking. Nous modélisons ces systèmes à l'aide d'un formalisme de haut niveau issu du π-calcul, permettant de considérer des comportements stochastiques, temporels, déterministes, ou indéterministes. Cependant, dans le π-calcul, la primitive de communication de base des systèmes est la communication en point-à-point synchrone. Or, les systèmes mobiles, qui utilisent des réseaux sans fil, communiquent essentiellement par diffusion locale. C'est pourquoi, dans un premier temps, nous définissons la communication par diffusion dans le π-calcul, afin de mieux modéliser les systèmes que nous étudions. Nous proposons d'utiliser des versions probabilistes et stochastiques de l'algèbre que nous avons défini, pour permettre des études de performance. Nous en définissons une version temporelle permettant de considérer le temps dans les modèles. Mais l'absence d'outils d'analyse des propriétés sur des modèles spécifiés en une algèbre issue du π-calcul est un obstacle majeur à notre travail. La définition de règles de traduction en langage PRISM, nous permet de traduire nos modèles, en modèles de bas niveau supports du model checking, à savoir des chaînes de Markov à temps discret, à temps continu, des automates temporisés, ou des automates temporisés probabilistes. Nous avons choisi l'outil PRISM car, à notre connaissance, dans sa dernière version, il est le seul outil à supporter les formalismes de bas niveau que nous venons de citer, et ainsi il permet de réaliser des études de performabilité complètes. Cette façon de procéder nous permet de pallier à l'absence d'outils d'analyse pour nos modèles. Par la suite, nous appliquons ces concepts théoriques aux réseaux de capteurs sans fil mobilesWe are interested in analyzing the performability requirements of mobile communication systems by using model checking techniques. We model these systems using a high-level formalism derived from the π-calculus, for considering stochastic, timed, deterministic or indeterministic behaviors. However, in the π-calculus, the basic communication primitive of systems is the synchronous point-to-point communication. However, mobile systems that use wireless networks, mostly communicate by local broadcast. Therefore, we first define the broadcast communication into the π-calculus, to better model the systems we study. We propose to use probabilistic and stochastic versions of the algebra we have defined to allow performance studies. We define a temporal version to consider time in the models. But the lack of tools for analyzing properties of models specified with π-calculus is a major obstacle to our work and its objectives. The definition of translation rules into the PRISM language allows us to translate our models in low-level models which can support model checking, namely discrete time, or continuous time Markov chains, timed automata, or probabilistic timed automata. We chose the PRISM model checker because, in our best knowledge, in its latest version, it is the only tool that supports the low-level formalisms that we have previously cited, and thus, makes it possible to realize complete performability studies. This approach allows us to overcome the lack of model checkers for our models. Subsequently, we apply these theoretical concepts to analyse performability of mobile wireless sensor networks
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Abo, Robert. "Approches formelles pour l'analyse de la performabilité des systèmes communicants mobiles : Applications aux réseaux de capteurs sans fil." Phd thesis, Conservatoire national des arts et metiers - CNAM, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00816392.
Full textAbstract:
Nous nous intéressons à l'analyse des exigences de performabilité des systèmes communicants mobiles par model checking. Nous modélisons ces systèmes à l'aide d'un formalisme de haut niveau issu du π-calcul, permettant de considérer des comportements stochastiques, temporels, déterministes, ou indéterministes. Cependant, dans le π-calcul, la primitive de communication de base des systèmes est la communication en point-à-point synchrone. Or, les systèmes mobiles, qui utilisent des réseaux sans fil, communiquent essentiellement par diffusion locale. C'est pourquoi, dans un premier temps, nous définissons la communication par diffusion dans le π-calcul, afin de mieux modéliser les systèmes que nous étudions. Nous proposons d'utiliser des versions probabilistes et stochastiques de l'algèbre que nous avons défini, pour permettre des études de performance. Nous en définissons une version temporelle permettant de considérer le temps dans les modèles. Mais l'absence d'outils d'analyse des propriétés sur des modèles spécifiés en une algèbre issue du π-calcul est un obstacle majeur à notre travail. La définition de règles de traduction en langage PRISM, nous permet de traduire nos modèles, en modèles de bas niveau supports du model checking, à savoir des chaînes de Markov à temps discret, à temps continu, des automates temporisés, ou des automates temporisés probabilistes. Nous avons choisi l'outil PRISM car, à notre connaissance, dans sa dernière version, il est le seul outil à supporter les formalismes de bas niveau que nous venons de citer, et ainsi il permet de réaliser des études de performabilité complètes. Cette façon de procéder nous permet de pallier à l'absence d'outils d'analyse pour nos modèles. Par la suite, nous appliquons ces concepts théoriques aux réseaux de capteurs sans fil mobiles.
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Perret, Jérôme. "Téléprogrammation au niveau tâche pour un robot mobile autonome d'intervention sur site distant." Toulouse 3, 1995. http://www.theses.fr/1995TOU30264.
Full textAbstract:
La robotique d'intervention sur site distant pose de nombreux problemes lies a la meconnaissance de l'environnement, aux delais de communication et a la faible bande passante des transmissions entre le robot et la station d'operation, qui mettent en echec les modes de controle traditionnels. Le concept de teleprogrammation au niveau tache instaure un dialogue entre un operateur, charge de la specification de la mission sous forme d'un programme, et un robot autonome, c'est-a-dire capable de realiser les taches qui le composent sans intervention de l'homme. Cependant, si elle est mure sur le plan conceptuel, cette approche se heurte a de nombreuses difficultes de realisation, ce qui explique qu'elle n'ait pas encore franchi le seuil des laboratoires. Cette these s'attache a approfondir trois de ces points clefs. Le premier est la planification de mission: le probleme de la recherche d'un plan permettant d'atteindre les objectifs de facon sure, c'est-a-dire sans mettre en danger l'integrite du systeme, en presence d'incertitudes sur l'etat du monde et le resultat des actions, n'est pas encore bien cerne dans la litterature. Nous proposons un formalisme base sur des operateurs non-deterministes types (actions et evenements) permettant la specification de conditions de securite qui doivent etre garanties a tout moment. Le second point est le choix du langage pour l'expression du programme de la mission. Apres un bref panorama des systemes existants, nous decidons d'investir dans la definition d'un nouveau langage et d'un principe d'integration qui conserve les proprietes de determinisme. Enfin, nous etudions le probleme de la definition de l'architecture pour la structure de controle du robot. Nous developpons les points forts des principales approches et identifions celle qui nous semble la mieux adaptee au concept de la teleprogrammation au niveau tache pour un robot mobile d'intervention
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Ouattara, Yacouba. "Gestion de l'énergie et de la connectivité dans les réseaux de capteurs sans fil statiques et mobiles." Thesis, Besançon, 2015. http://www.theses.fr/2015BESA2046/document.
Full textAbstract:
Un certain nombre de travaux basés sur les réseaux de capteurs sans fil s'intéressent à la gestion de l'énergie de ces capteurs. Cette énergie est, de fait, un facteur critique dans le fonctionnement de ces réseaux. Une construction adéquate des clusters de capteurs est un très bon moyen pour minimiser la consommation de cette énergie. La problématique liée à ces réseaux réside ainsi souvent dans leur durée de vie mais aussi dans le nécessaire maintien de la connectivité entre tous les capteurs. Ces deux aspects sont étroitement liés. Dans cette thèse, nous nous sommes focalisés sur ces deux volets, dans le contexte de réseaux de capteurs statiques mais aussi celui de capteurs mobiles.Nous proposons, dans un premier temps, un algorithme hybride pour la mise en place des clusters et la gestions de ces clusters. L'originalité de cette solution réside dans la mise en place de zones géographiques de désignation des cluster heads mais aussi dans la transmission, dans les messages échangés, de la quantité d'énergie restante sur les capteurs. Ainsi, les données sur les capteurs permettront de désigner les cluster heads et leurs successeurs qui détermineront les seuils pour les autres capteurs et pour leur fonctionnement. L'algorithme est testé à travers de nombreuses simulations. La seconde partie du travail consiste à adapter notre premier algorithme pour les réseaux de capteurs mobiles. Nous in_uons sur la trajectoire des capteurs pour maintenir la connectivité et limiter la consommation d'énergie. Pour cela, nous nous inspirons de l'écho-localisation pratiquée par les chauvessouris. Nous nous sommes donc intéressés à la topologie changeante et dynamique dans les réseaux de capteurs. Nous avons analysé la perte d'énergie en fonction de la distance et de la puissance de transmission entre les n÷uds et le cluster head. Nous évaluons également notre algorithme sur des capteurs qui ont un déplacement aléatoire. Nous appliquons ces algorithmes à une simulation de _otte de drones de surveillanceA number of works based on wireless sensor networks are interested in the energy management of these sensors. This energy is in fact a critical factor in the operation of these networks. Proper construction of sensor clusters is a great way to minimize the consumption of this energy. The problems related to these networks and often lies in their lifetime but also in the need to maintain connectivity between all transducers. These two aspects are closely linked. In this thesis, we focused on these two aspects in the context of static sensor networks but also of mobile sensors.We propose, as a _rst step, a hybrid algorithm for setting up clusters and the management of theseclusters. The uniqueness of this solution lies in the establishment of geographic areas for designation fcluster heads but also in transmission, in the exchanged messages, the amount of remaining energy on the sensors. Thus, the sensor data will designate the cluster heads and their successors will determine the thresholds for other sensors and for their operation. The algorithm is tested through many simulations. The second part of the work is to adapt our _rst algorithm for mobile sensor networks. We a_ect the trajectory of sensors to maintain connectivity and reduce energy consumption. For this, we are guided echo-location practiced by bats. We're interested in changing and dynamic topology in sensor networks. We analyzed the loss of energy as a function of the distance and the power transmission between the nodes and the head cluster. We also evaluate our algorithm on sensors that have a random move. We apply these algorithms to a _eet of surveillance drones simulation
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Kammoun, Soufien. "Géolocalisation à l'intérieur d'un bâtiment pour terminaux mobiles." Electronic Thesis or Diss., Paris, ENST, 2016. http://www.theses.fr/2016ENST0041.
Full textAbstract:
Force est de constater aujourd’hui que la localisation d’un bien ou d’une personne est devenue une nécessité. Plusieurs solutions existent en extérieur, largement dominées par le système GPS. Pour la localisation en intérieur, la précision se dégrade en raison des trajets multiples et de l’atténuation des signaux traversant les murs. Cette thèse se focalise sur la problématique de localisation à l’intérieur d’un bâtiment en utilisant les technologies présentes dans des smartphones et des tablettes fonctionnant sous le système d’exploitation Android disponible dans divers marques. Les systèmes de localisation en intérieur exploitent différents supports tels que les ondes radio-fréquence (RF) ou les capteurs inertiels embarqués dans un terminal. Dans le cas RF, ils utilisent des points références dont la répartition sur la zone couverte influe sur la performance en localisation. Une première contribution est un développement d’algorithme d’optimisation d’emplacement des balises basé sur le recuit simulé. Les signaux extraits des capteurs inertiels sont utilisés par la navigation pédestre à l’estime (NPE) pour déterminer le trajet effectué depuis une position connue. Ils dépendent de la sensibilité des paramètres intrinsèques de ces capteurs et ils sont corrompus par des bruits. Dans le cas NPE, une calibration permet d’obtenir des données exploitables pour l’estimation de l’orientation de déplacement et pour la détection des pas. Cette orientation est supposée identique à celle du terminal mais il y a un intérêt à prendre en compte le biais d’orientation entre les deux. Une autre contribution est une proposition d’algorithme de détection des pas exploitant la logique floueNowadays, the localization of a device or person has become mandatory. If many solutions exist for outdoor environment, as the GPS one, any fails to provide an expected accuracy for indoor environment because of the multipath phenomena and the attenuation of signals crossing walls. This thesis focuses on the localization problem in buildings by using existed technologies in smartphones and tablets managed by Android OS - which is available in several brands. The indoor localization systems are using different technologies like radio-frequency (RF) waves or inertial sensors embedded in handsets. In the RF case, they use anchors or beacons, whose position impacts the localization performance for the covered zone. Our first contribution was the placement optimization of beacons using simulated annealing algorithm. Next to improve the localization performance, the inertial sensors, embedded in smartphones, have been used. The pedestrian dead reckoning (PDR) algorithm employs the extracted signals from the inertial sensors and determines the path done since a known position. These extracted signals are affected by the intrinsic parameters of sensors and they are corrupted by noises. The calibration of the sensors is compulsory to obtain data that could be used to estimate the walking orientation and the number of done steps by the user. It is often supposed that the walking orientation is the same as the smartphone orientation; however it might be interesting to consider the bias between these two orientations. A last contribution, in this thesis, consists on a proposed algorithm for step detection using fuzzy logic
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Castagliola, Philippe. "Un système incrémental pour la fusion multi-capteurs pour un robot mobile." Compiègne, 1991. http://www.theses.fr/1991COMPD391.
Full textAbstract:
Pour réussir une tâche précise, un robot mobile doit obtenir des informations sur son environnement. Pour cette raison, il utilise des capteurs spécifiques. Malheureusement, la plupart d'entre eux donnent individuellement des informations insuffisantes, imprécises et éventuellement erronées. Nous avons choisi de développer certaines méthodes permettant de combiner les informations provenant de capteurs différents, et ainsi d'augmenter leur précision. Cette classe de méthodes est appelée fusion multi-capteurs. Le formalisme adopté est fondé sur le filtre de Kalman étendu. Il permet de prendre en compte les incertitudes qui sont associées aux mesures. Afin de réduire le coût informatique, il est nécessaire de rechercher des représentations minimales, à la fois pour l'environnement du robot (formé de segments verticaux, horizontaux et obliques) et pour la position/orientation de celui-ci (représentation exponentielle des rotations 3D). Le résultat de cette étude est la mise au point d'un mécanisme incrémental, utilisant un système de vision trinoculaire et une ceinture de 24 capteurs ultrasonores, permettant d'une part d'améliorer l'environnement du robot, et d'autre part de maintenir celui-ci aussi proche que possible de sa position/orientation réelle. Ce dernier point est rendu possible par l'utilisation d'algorithmes non itératifs d'estimation du mouvement (utilisant la représentation des rotations sous la forme de quaternion unitaire) et par une formulation explicite de la relation entre le mouvement réel du robot et le mouvement imaginaire de la scène.
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Giraud, Claude. "Contribution aux problèmes de sélection et de placement de capteurs." Montpellier 2, 1995. http://www.theses.fr/1995MON20138.
Full textAbstract:
Ce memoire de these traite du probleme de selection et de placement de capteurs par rapport a une tache dans un contexte de robotique mobile. L'introduction generale presente une reflexion de base sur ce theme et permet de definir trois grands axes de recherche qui sont repris dans les chapitres suivants. Le premier chapitre decrit une approche multi-criteres permettant de modeliser les specifications de la tache par rapport a un ensemble de criteres et deduire un classement des divers capteurs en fonction de leur adequation avec la tache. Cette approche est basee sur la logique floue et les relations de preference. Le deuxieme concerne un critere particulier, le critere de precision, qui permet d'introduire des variables de selection et de placement. Celui-ci est base sur une approche bayesienne de fusion des informations issues des capteurs. Le troisieme chapitre concerne l'etude et la mise en uvre d'un algorithme d'optimisation adapte au type de fonction que nous obtenons. A cause des problemes de mixite des variables (entieres et reelles), nous avons opte pour une approche de type algorithme genetique. Enfin, un dernier chapitre decrit l'algorithme complet et quelques exemples de mise en uvre
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Sow, Idrissa. "Partitionnement et Geocasting dans les Réseaux Mobiles Ad hoc et Collecte des Données dans les Réseaux de Capteurs." Phd thesis, Université de Picardie Jules Verne, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00440004.
Full textAbstract:
L'essor des technologies sans fil, offre aujourd'hui de nouvelles perspectives dans le domaine des télécommunications. L'évolution récente de moyens de communications sans fill permet la manipulation de l'information à travers des unités de calculs portables qui ont des caractéristiques particulières (une faible capacité de stockage, une source d'énergie autonome...) et accèdent au réseau à travers une interface de communication sans fill. Un réseau mobile ad hoc consiste en une grande population relativement dense d'unités mobiles qui se déplacent dans un environnement quelconque et dont le seul moyen de communication est l'utilisation des interfaces sans fil. Du coté des réseaux ad hoc on trouve également les réseaux des capteurs avec des propriétés particulières. Les capteurs sont des dispositifs ayant les particularités suivantes : (1) capacité de capturer des données relatives à l'environnement où ils sont physiquement placés et les convertir en signaux électriques. Les données récupérées peuvent être de nature différente et la manière d'obtenir ces données est susceptible de varier. (2) capacité d'effectuer un traitement sur ces données récupérées (3) capacité d'échanger ces données avec d'autres dispositifs ou unités mobiles. Contrairement aux réseaux basés sur la communication cellulaire : aucune administration centralisée n'est disponible ; ce sont les hôtes mobiles elles-mêmes qui, forment d'une manière ad hoc une interface du réseau. Aucune supposition ou limitation n'est faite sur la taille du réseau ; le réseau peut contenir des centaines ou des milliers d'unités mobiles. Étant donné les propriétés de ces réseaux le routage devient alors un dé et nécessite une restructuration de ses différentes composantes qui sont le routage (ou adressage), le positionnement, l'acheminement des messages entre noeuds communicants. Durant cette thèse nous nous sommes intéressés implicitement au routage en proposant une structure hiérarchique ou structure en clusters de façon à simuler une sorte de dorsale constituée de noeuds ou terminaux plus adaptés que d'autres. La mise en place de cette structure se base sur les paramètres du réseau en question. La dorsale ainsi constituée permet un routage hiérarchique qui allège considérablement les tables de routage des noeuds. Nous avons proposé une approche de localisation sans GPS, L-Libre qui vise à procurer une information de position à l'ensemble des noeuds du réseau. Cette information de position est vitale pour les protocoles de routage géographiques mais aussi pour les réseaux de capteurs où l'on a souvent bien besoin de connaître la source (les capteurs origines) des informations reçues, ce qui est d'ailleurs le cas de notre algorithme de poursuite de cible tracking) proposé dans cette thèse. Nous nous sommes également intéressé à un mode de transmission d'information appelé geocasting (ou diffusion géographique) qui consiste à transmettre des informations avec garantie de livraison non pas à l'ensemble des unités du réseau mais à un groupe particulier de noeuds situés dans une région d'intérêt communément appelé région multicast. Un autre point important est la connectivité des noeuds. La mobilité des noeuds est souvent source de déconnexion du réseau en des ensembles disjoints connexes. Notre algorithme de maintenance de connectivité vise à déterminer les noeuds qui peuvent être à l'origine de ce problème afin d'adapter leurs comportements. Et finalement, nous avons considéré une architecture virtuelle de réseau de capteurs anonymes dans laquelle certains clusters peuvent être vides. Les capteurs étant des dispositifs de capacités très limitées il devient alors indispensable de trouver une approche permettant d'organiser ou de faire collaborer à moindre coût ces capteurs dans un but bien précis. Le noeud sink (ou noeud puits) est le seul équipement qui dispose d'assez d'énergie et de puissance de transmission pour atteindre l'ensemble des capteurs répartis dans la région d'intérêt. Une stratégie de gestion de ou des antennes du noeud sink nous a permis de proposer une méthode de localisation sans inonder le réseau par échange de messages d'informations de position. Il nous a également permis d'esquisser une structure en grappes offrant un support de routage simple et efficace. Les données ainsi recueillies par les capteurs peuvent être acheminées selon un modèle de communication centralisé ou distribué défini à l'avance par le sink.
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Baig, Qadeer. "Fusion de données multi capteurs pour la détection et le suivi d'objets mobiles à partir d'un véhicule autonome." Phd thesis, Université de Grenoble, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00858441.
Full textAbstract:
La perception est un point clé pour le fonctionnement d'un véhicule autonome ou même pour un véhicule fournissant des fonctions d'assistance. Un véhicule observe le monde externe à l'aide de capteurs et construit un modèle interne de l'environnement extérieur. Il met à jour en continu ce modèle de l'environnement en utilisant les dernières données des capteurs. Dans ce cadre, la perception peut être divisée en deux étapes : la première partie, appelée SLAM (Simultaneous Localization And Mapping) s'intéresse à la construction d'une carte de l'environnement extérieur et à la localisation du véhicule hôte dans cette carte, et deuxième partie traite de la détection et du suivi des objets mobiles dans l'environnement (DATMO pour Detection And Tracking of Moving Objects). En utilisant des capteurs laser de grande précision, des résultats importants ont été obtenus par les chercheurs. Cependant, avec des capteurs laser de faible résolution et des données bruitées, le problème est toujours ouvert, en particulier le problème du DATMO. Dans cette thèse nous proposons d'utiliser la vision (mono ou stéréo) couplée à un capteur laser pour résoudre ce problème. La première contribution de cette thèse porte sur l'identification et le développement de trois niveaux de fusion. En fonction du niveau de traitement de l'information capteur avant le processus de fusion, nous les appelons "fusion bas niveau", "fusion au niveau de la détection" et "fusion au niveau du suivi". Pour la fusion bas niveau, nous avons utilisé les grilles d'occupations. Pour la fusion au niveau de la détection, les objets détectés par chaque capteur sont fusionnés pour avoir une liste d'objets fusionnés. La fusion au niveau du suivi requiert le suivi des objets pour chaque capteur et ensuite on réalise la fusion entre les listes d'objets suivis. La deuxième contribution de cette thèse est le développement d'une technique rapide pour trouver les bords de route à partir des données du laser et en utilisant cette information nous supprimons de nombreuses fausses alarmes. Nous avons en effet observé que beaucoup de fausses alarmes apparaissent sur le bord de la route. La troisième contribution de cette thèse est le développement d'une solution complète pour la perception avec un capteur laser et des caméras stéréo-vision et son intégration sur un démonstrateur du projet européen Intersafe-2. Ce projet s'intéresse à la sécurité aux intersections et vise à y réduire les blessures et les accidents mortels. Dans ce projet, nous avons travaillé en collaboration avec Volkswagen, l'Université Technique de Cluj-Napoca, en Roumanie et l'INRIA Paris pour fournir une solution complète de perception et d'évaluation des risques pour le démonstrateur de Volkswagen.
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Kammoun, Soufien. "Géolocalisation à l'intérieur d'un bâtiment pour terminaux mobiles." Thesis, Paris, ENST, 2016. http://www.theses.fr/2016ENST0041/document.
Full textAbstract:
Force est de constater aujourd’hui que la localisation d’un bien ou d’une personne est devenue une nécessité. Plusieurs solutions existent en extérieur, largement dominées par le système GPS. Pour la localisation en intérieur, la précision se dégrade en raison des trajets multiples et de l’atténuation des signaux traversant les murs. Cette thèse se focalise sur la problématique de localisation à l’intérieur d’un bâtiment en utilisant les technologies présentes dans des smartphones et des tablettes fonctionnant sous le système d’exploitation Android disponible dans divers marques. Les systèmes de localisation en intérieur exploitent différents supports tels que les ondes radio-fréquence (RF) ou les capteurs inertiels embarqués dans un terminal. Dans le cas RF, ils utilisent des points références dont la répartition sur la zone couverte influe sur la performance en localisation. Une première contribution est un développement d’algorithme d’optimisation d’emplacement des balises basé sur le recuit simulé. Les signaux extraits des capteurs inertiels sont utilisés par la navigation pédestre à l’estime (NPE) pour déterminer le trajet effectué depuis une position connue. Ils dépendent de la sensibilité des paramètres intrinsèques de ces capteurs et ils sont corrompus par des bruits. Dans le cas NPE, une calibration permet d’obtenir des données exploitables pour l’estimation de l’orientation de déplacement et pour la détection des pas. Cette orientation est supposée identique à celle du terminal mais il y a un intérêt à prendre en compte le biais d’orientation entre les deux. Une autre contribution est une proposition d’algorithme de détection des pas exploitant la logique floueNowadays, the localization of a device or person has become mandatory. If many solutions exist for outdoor environment, as the GPS one, any fails to provide an expected accuracy for indoor environment because of the multipath phenomena and the attenuation of signals crossing walls. This thesis focuses on the localization problem in buildings by using existed technologies in smartphones and tablets managed by Android OS - which is available in several brands. The indoor localization systems are using different technologies like radio-frequency (RF) waves or inertial sensors embedded in handsets. In the RF case, they use anchors or beacons, whose position impacts the localization performance for the covered zone. Our first contribution was the placement optimization of beacons using simulated annealing algorithm. Next to improve the localization performance, the inertial sensors, embedded in smartphones, have been used. The pedestrian dead reckoning (PDR) algorithm employs the extracted signals from the inertial sensors and determines the path done since a known position. These extracted signals are affected by the intrinsic parameters of sensors and they are corrupted by noises. The calibration of the sensors is compulsory to obtain data that could be used to estimate the walking orientation and the number of done steps by the user. It is often supposed that the walking orientation is the same as the smartphone orientation; however it might be interesting to consider the bias between these two orientations. A last contribution, in this thesis, consists on a proposed algorithm for step detection using fuzzy logic
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Drocourt, Cyril. "Localisation et modélisation de l'environnement d'un robot mobile par coopération de deux capteurs omnidirectionnels." Compiègne, 2002. http://www.theses.fr/2002COMP1385.
Full textAbstract:
Les travaux présentés dans cette thèse portent sur un paradigme de localisation et de modélisation simultanée de l’environnement (SLAM). Dans ce cadre, le système de perception utilisé est un système de vision omnidirectionnelle stéréoscopique basé sur la translation rigide du capteur SYCLOP développé dans notre laboratoire. La première problématique abordée est celle de la construction d’un modèle sensoriel robuste et cohérent de l’environnement à partir de deux images omnidirectionnelles. Une méthode originale d’association des secteurs issus de chaque image panoramique est proposée et utilise la « théorie des croyances » de Dempster-Shafer. Cette approche associative multi-critères permet par triangulation d’obtenir un modèle sensoriel où les amers verticaux sont représentés par des primitives de types points. La deuxième problématique traitée est celle de la mise en correspondance du modèle sensoriel avec un modèle cartographié de l’environnement. Cette étape est prépondérante puisqu’elle permet au robot de se localiser par rapport à une carte pouvant être à priori connue ou construite de manière incrémentale. Les critères de robustesse et de précision nous ont conduits à valider et à utiliser un algorithme basé sur le calcul de la distance cartésienne. La troisième problématique abordée dans ces travaux, et la plus importante, est celle permettant au robot de construire incrémentalement la carte de son environnement. Cette phase est indissociable de celle qui consiste à localiser le robot. On parle alors de paradigme de localisation et de modélisation simultanée de l’environnement. La phase de génération incrémentale de carte nécessite de s’intéresser aux problèmes que sont (1) le choix d’une représentation, (2) la distinction du cas où l’intégration d’une nouvelle primitive est nécessaire ; (3) la prise en compte de l’interaction entre erreur de localisation et erreur sur l’estimation des paramètres des primitives cartographiques. Nous avons proposé une première approche basée sur une estimation des paramètres des primitives cartographiques au sens des moindres carrés. Le critère décisionnel est géré avec la théorie des croyances de Dempster-Shafer. Nous montons les limites de cette première approche qui engendre des phénomènes de dérives cumulative. Une des raisons expliquant cette dérive est l’absence de prise en compte de la troisième contrainte. Son intégration nous a conduit à proposer un deuxième approche du paradigme SLAM basée sur le formalisme de l’inversion ensembliste (analyse par intervalle). Après avoir reformulé le problème de la localisation au sens ensembliste, nous présentons un module de génération incrémentale de carte basé sur une représentation sous forme de sous-pavages. Les résultats obtenus sur des trajets importants montrent la minimisation des dérives ainsi qu’une précision importante.
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Durand, Petiteville Adrien. "Navigation référencée multi-capteurs d'un robot mobile en environnement encombré." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00694329.
Full textAbstract:
Dans ce travail, nous nous intéressons à la navigation référencée vision d'un robot mobile équipé d'une caméra dans un environnement encombré d'obstacles possiblement occultants. Pour réaliser cette tâche, nous nous sommes appuyés sur l'asservissement visuel 2D. Cette technique consiste à synthétiser une loi de commande basée sur les informations visuelles renvoyées par la caméra embarquée. Le robot atteint la situation désirée lorsque les projections dans l'image de l'amer d'intérêt, appelés indices visuels, atteignent des valeurs de consigne prédéfinies. La navigation par asservissement visuel 2D nécessite de s'intéresser à trois problèmes : garantir l'intégrité du robot vis-à-vis des obstacles, gérer les occultations des amers d'intérêts et réaliser de longs déplacements. Nos contributions portent sur les deux derniers problèmes mentionnés. Dans un premier temps nous nous sommes intéressés à l'estimation des indices visuels lorsque ceux-ci ne sont plus disponibles à cause d'une occultation. La profondeur étant un paramètre déterminant dans ce processus, nous avons développé une méthode permettant de l'estimer. Celle-ci est basée sur une paire prédicteur/correcteur et permet d'obtenir des résultats exploitables malgré la présence de bruits dans les mesures. Dans un second temps, nous nous sommes attachés à la réalisation de longs déplacements par asservissement visuel. Cette technique nécessitant de percevoir l'amer d'intérêt dès le début de la tâche, la zone de navigation est limitée par la portée de la caméra. Afin de relaxer cette contrainte, nous avons élaboré un superviseur que nous avons ensuite couplé à une carte topologique intégrant un ensemble d'amers caractéristiques de l'environnement. La tâche de navigation globale peut alors être décomposée sous la forme d'une séquence d'amers à atteindre successivement, la sélection et l'enchainement des mouvements nécessaires étant effectués au sein du superviseur. Les travaux ont été validés par le biais de simula tions et d'expérimentations, démontrant la pertinence et l'efficacité de l'approche retenue.
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Ould, Amar Ahcène. "Évitement local d'obstacles pour un robot mobile." Compiègne, 1994. http://www.theses.fr/1994COMPD769.
Full textAbstract:
Cette thèse porte sur l'étude, la réalisation, et l'expérimentation d'un module d'évitement d'obstacles pour un robot mobile. Les obstacles considérés sont a priori inconnus et imprévus, ils sont détectés par un ensemble de capteurs de proximité dont le véhicule est doté. On définit l'évitement d'obstacles comme un filtre des actions nominales générées par un module de contrôle visant à satisfaire une mission planifiée. La définition de la mission et sa réussite sont ainsi spécifiées indépendamment des comportements locaux de sauvegarde du robot mobile. Ce travail s'intègre dans une architecture globale de planification et de contrôle d'exécution des tâches de déplacements du robot mobile. Il a été conçu à l'origine pour être installé sur tout véhicule monocorps équipé de capteurs télémétriques et a été testé en vrai sur un ROBUTER. L'originalité du travail effectué consiste d'abord en l'utilisation de la méthode des contraintes à des fins de navigation et non dans le contexte de planification de chemins dans lequel elle a vu le jour. Cette utilisation correspond à définir, à tout moment, des contraintes de rapprochement entre les proximètres et les portions d'obstacles détectés. Ceci a deux avantages manifestes. D'une part, l'expression de la contrainte est plus explicite que la définition d'un potentiel de répulsion à partir des obstacles détectés. D'autre part, les contraintes de rapprochement ajoutées aux contraintes inhérentes au véhicule (limitations de vitesse, de courbure, et d'accélération), engendrent un ensemble de commandes possibles plutôt qu'une seule commande dans le cas de la méthode de potentiel. Cette liberté de choix permet d'utiliser plusieurs stratégies de sélection d'une commande particulière dans le domaine admissible. Toute méthode locale étant sujette à des blocages, la présence de plusieurs stratégies de mouvement, permet en cas de blocage consécutif à l'application d'une stratégie, d'en utiliser une autre. On développe deux classes de stratégies : les stratégies de projection et de contournement. Pour la stratégie de contournement, on utilise une technique d'exploitation des espaces libres, similaire à celle de Koren et Borenstein. Par ailleurs, on compare la méthode proposée avec celles basées sur des techniques de potentiel artificiel présentées par Holenstein et Baddredin et par Koren et Borenstein à partir de leur évaluation en simulation. Ces approches récemment publiées constituent des représentants typiques d'algorithmes d'évitement réflexe d'obstacles. Enfin, on a construit des logiciels permettant de simuler des missions et de visualiser l'exécution d'un module installe sur un ROBUTER.
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Sandu, Popa Iulian. "Modélisation, interrogation et indexation de données de capteurs à localisation mobile dans un réseau routier." Versailles-St Quentin en Yvelines, 2009. http://www.theses.fr/2009VERS0015.
Full textAbstract:
Les nouvelles technologies comme le GPS, les capteurs et les systèmes informatiques embarqués sont omniprésent dans notre société. Les mouvements des personnes et des véhicules peuvent être captés et enregistrés, produisant ainsi des volumes importants de données sur la mobilité. Les systèmes existants de gestion de bases de données ne parviennent pas à gérer ce type complexe de données. Cette thèse aborde le problème de la gestion de données des capteurs mobiles. Nous analysons les limites des travaux existants dans la modélisation, l'interrogation et l'indexation des objets mobiles munis des capteurs. Ensuite, nous proposons de nouvelles solutions pour surmonter ces limitations. Les principales contributions de la thèse sont un modèle de données et un langage pour des données de capteurs à localisation mobile, et une méthode d'accès pour des trajectoires d’objets mobiles dans un réseau routier. Nous avons validé nos propositions par un prototype offrant une extension spatio-temporelle d’un système de gestion de bases de données, ainsi que par des évaluationsNew technologies such as GPS, sensors and ubiquitous computing are pervading our society. The movement of people and vehicles may be sensed and recorded, thus producing large volumes of mobility data. The state-of-the-art database management systems fail to handle such complex data and their processing. This thesis addresses the problem of managing mobile location sensor data. We analyze the limitations of existing work in modeling, querying and indexing moving objects with sensors on road networks. Then, we propose new solutions to deal with these limitations. The main contributions of the thesis are a data model and a query language for moving sensor data, and an access method for in-network trajectories of moving objects. We have implemented these proposals as a spatio-temporal database management system extension and evaluated them
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Diop, El hadji Serigne Mamour. "Optimisation de la transmission d'images dans les réseaux de capteurs pour des applications critiques de surveillance." Thesis, Pau, 2014. http://www.theses.fr/2014PAUU3011/document.
Full textAbstract:
L’émergence de petites caméras CMOS et de microphones MEMS, à coût et puissance réduits, a contribué au développement d’une technologie permettant la transmission de flux multimédia (audio, image, vidéo) : les réseaux de capteurs multimédia. Cette technologie, offrant de nouvelles perspectives d’applications potentielles où la collecte d’informations visuelles et/ou acoustiques apporte une plus- value certaine, suscite un intérêt manifeste. Avec des données multimédia, la qualité de service devient désormais une exigence fondamentale pour la transmission dans un environnement contraint en ressources. Dans le contexte spécifique de cette thèse, nous considérons un déploiement par voie aérienne d’une grande quantité de capteurs image pour des applications critiques de surveillance telles que la détection d’intrusion ou des opérations de recherche et sauvetage. La prise en compte de la criticité des applications constitue un aspect important de cette thèse, novateur par rapport aux contributions déjà effectuées dans le domaine. Nos travaux se fondent sur une méthode d’ordonnancement adaptatif de l’activité des capteurs image qui fournit, pour chacun d’entre eux, son ensemble de cover-sets. La détection d’un événement dans le réseau déclenche la transmission d’une large quantité d’informations visuelles, émanant de plusieurs sources pour résoudre les ambiguïtés. L’objectif de cette thèse est d’optimiser cette transmission simultanée d’images causant des désagréments sur le réseau. Nous avons tout d’abord proposé une stratégie de sélection des cover-sets pertinents à activer pour une transmission efficace des images capturées. Cette stratégie, basée sur des critères d’état et de voisinage, assure un compromis entre autonomie et criticité. Une extension multi-chemin de GPSR assure la remontée des images émises des sources sélectionnées au puits. Une seconde contribution, également une approche de sélection, se fonde sur les informations de chemins à 2 sauts pour la sélection des cover-sets. Contrairement à la précédente, elle accorde une priorité à la criticité par rapport à la préservation de l’énergie, même si cette préservation est faite de manière indirecte. Un protocole de routage multi-chemin T-GPSR essentiellement basé sur les informations à 2 sauts est associé à la seconde approche de sélection. Une étude de performances de la mobilité du puits sur les propositions basées sur les informations à 2 sauts constitue notre troisième contributionRecent advances of inexpensive and low-power CMOS cameras and MEMS mi- crophones have led to the emergence of Wireless Multimedia Sensor Networks (WMSNs). WMSNs promise a wide spectrum of potential applications which require to ubiquitously capture multimedia content (visual and audio information). To support the transmission of multimedia content in a resource constrained environment, WMSNs may require a certain level of quality of service (QoS) in terms of delay, bandwidth, jitter, reliability, quality level etc. In this thesis, we consider Wireless Image Sensor Networks (WISNs) where sensor nodes equipped with miniaturized visual cameras to provide accurate information in various geographical parts of an area of interest can be thrown in mass for mission-critical applications such as intrusion detection or search & rescue. An innovative and important aspect of this thesis is to take into account the criticality of applications. The network adopts an adaptive scheduling of image sensor node’s activity based on the application criticality level, where each node computes its cover-sets. So, event detection triggers the simulataneous transmission of a large volume of visual data from multiples sources to the Sink. The main objective of this thesis is to optimize this simultaneous transmission of images that can degrade network performance. With this goal in mind, we first proposed a multi-criteria approach to select the suitable cover-sets to be activated for reliable transmission of images in mission-critical applications. The proposed approach takes into account various parameters that affect the image quality at the Sink in a multi-hop transmission network and guarantees a compromise between autonomy and criticality. A modified version of GPSR routing protocol supporting the transmission of multimedia streams ensures the transfer of images from selected sources to the Sink. The second contribution consists in an optimized selection strategy based on 2-hop neighborhood information to determine the most relevant cover-sets to be activated to increase reliability for image transmission. This selection approach prioritizes the application’s criticality. A multipath extension of GPSR, called T-GPSR, wherein routing decisions are based 2-hop neighborhood information is also proposed. A performance study of the sink mobility on proposals based on 2-hop information is our third contribution
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Dorffer, Clément. "Méthodes informées de factorisaton matricielle pour l'étalonnage de réseaux de capteurs mobiles et la cartographie de champs de pollution." Thesis, Littoral, 2017. http://www.theses.fr/2017DUNK0507/document.
Full textAbstract:
Le mobile crowdsensing consiste à acquérir des données géolocalisées et datées d'une foule de capteurs mobiles (issus de ou connectés à des smartphones). Dans cette thèse, nous nous intéressons au traitement des données issues du mobile crowdsensing environnemental. En particulier, nous proposons de revisiter le problème d'étalonnage aveugle de capteurs comme un problème informé de factorisation matricielle à données manquantes, où les facteurs contiennent respectivement le modèle d'étalonnage fonction du phénomène physique observé (nous proposons des approches pour des modèles affines et non linéaires) et les paramètres d'étalonnage de chaque capteur. Par ailleurs, dans l'application de surveillance de la qualité de l'air que nous considérons, nous supposons avoir à notre disposition des mesures très précises mais distribuées de manière très parcimonieuse dans le temps et l'espace, que nous couplons aux multiples mesures issues de capteurs mobiles. Nos approches sont dites informées car (i) les facteurs matriciels sont structurés par la nature du problème, (ii) le phénomène observé peut être décomposé sous forme parcimonieuse dans un dictionnaire connu ou approché par un modèle physique/géostatistique, et (iii) nous connaissons la fonction d'étalonnage moyenne des capteurs à étalonner. Les approches proposées sont plus performantes que des méthodes basées sur la complétion de la matrice de données observées ou les techniques multi-sauts de la littérature, basées sur des régressions robustes. Enfin, le formalisme informé de factorisation matricielle nous permet aussi de reconstruire une carte fine du phénomène physique observéMobile crowdsensing aims to acquire geolocated and timestamped data from a crowd of sensors (from or connected to smartphones). In this thesis, we focus on processing data from environmental mobile crowdsensing. In particular, we propose to revisit blind sensor calibration as an informed matrix factorization problem with missing entries, where factor matrices respectively contain the calibration model which is a function of the observed physical phenomenon (we focus on approaches for affine or nonlinear sensor responses) and the calibration parameters of each sensor. Moreover, in the considered air quality monitoring application, we assume to pocee- some precise measurements- which are sparsely distributed in space and time - that we melt with the multiple measurements from the mobile sensors. Our approaches are "informed" because (i) factor matrices are structured by the problem nature, (ii) the physical phenomenon can be decomposed using sparse decomposition with a known dictionary or can be approximated by a physical or a geostatistical model, and (iii) we know the mean calibration function of the sensors to be calibrated. The proposed approaches demonstrate better performances than the one based on the completion of the observed data matrix or the multi-hop calibration method from the literature, based on robust regression. Finally, the informed matrix factorization formalism also provides an accurate reconstruction of the observed physical field
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Idir, Mohamed Yacine. "Analyse et développement de modèles statistiques pour l'estimation et la prédiction spatiale et temporelle de la pollution atmosphérique à partir de données issues de capteurs mobiles." Electronic Thesis or Diss., université Paris-Saclay, 2023. http://www.theses.fr/2023UPASG107.
Full textAbstract:
La pollution atmosphérique urbaine, fléau mondial causant des millions de décès par an, rend les cartographies précises de ce phénomène non seulement pertinente mais vitale pour la santé publique.Actuellement, la surveillance de la qualité de l'air est assurée par des stations fixes de surveillance de la qualité de l'air. Ces stations de référence fournissent une mesure très précise de la qualité de l'air au prix d'une couverture spatiale limitée.L'idée d'utiliser de nouveaux capteurs à faible coût développés à partir de récentes avancées technologiques, plus petits, intégrant un système de positionnement global (GPS) a rapidement émergée. Les scientifiques disposent ainsi d'outils supplémentaires pour affiner les cartes spatio-temporelles de la pollution atmosphérique et créer de nouveaux ensembles de données fournissant des informations sur la qualité de l'air qui n'étaient pas disponibles auparavant.La génération de cartographies précises de la qualité de l'air à l'aide de ces capteurs bas coût présente plusieurs défis majeurs. Ces défis sont principalement liés à la nature du phénomène étudié, à la précision et au volume des données.Compte tenu de ces difficultés, il est essentiel de savoir comment combiner toutes ces sources de données floues pour obtenir une image claire de la pollution urbaine.C'est dans ce contexte que s'inscrit cette thèse dont le but est l'analyse et le développement de modèles statistiques qui exploitent les données acquises par des capteurs mobiles bas coût. Elle contribue à l'objectif de fournir des estimations et des prévisions spatiales et temporelles plus précises de la pollution de l'air urbain, en combinant modèles mathématiques et avancées technologiquesUrban air pollution, a global health crisis causing millions of deaths every year, makes accurate mapping of this phenomenon not only relevant, but vital to public health.Currently, air quality is measured by fixed air quality monitoring stations. These reference stations provide a highly accurate measure of air quality, at the cost of limited spatial coverage.The idea of using new low-cost sensors developed from recent technological advances, smaller in size and incorporating a global positioning system (GPS), quickly emerged. This gives scientists additional tools to refine spatio-temporal maps of air pollution and create new datasets providing information on air quality that was previously unavailable.Generating precise air quality maps using these low-cost sensors presents several major challenges. These challenges are mainly related to the nature of the phenomenon being studied, and to the accuracy and volume of the data.Given these difficulties, it is important to know how to combine all these fuzzy data sources to obtain a clear picture of urban pollution.The aim of this thesis is to analyze and develop statistical models that exploit data acquired by low-cost mobile sensors. It contributes to the objective of providing more accurate spatial and temporal estimates and forecasts of urban air pollution, by combining mathematical models and technological advances
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Chafik, Abdellatif. "Architectures de réseau de capteurs pour la surveillance de grands systèmes physiques à mobilité cyclique." Thesis, Université de Lorraine, 2014. http://www.theses.fr/2014LORR0063/document.
Full textAbstract:
La surveillance étroite d’un grand équipement physique mobile sur une trajectoire unique connue est susceptible d’avoir des applications concrètes importantes pour la sécurité des utilisateurs et de l’équipement lui-même, pour sa maintenance et pour l’optimisation du service rendu. Cette surveillance nécessite d’instrumenter l’équipement. Cette instrumentation à l’aide d’un réseau de capteurs pris sur étagère constitue l’application de l’étude menée dans cette thèse. Les problématiques de recherche concernent trois domaines : la topologie des réseaux de capteurs mobiles, le routage et la localisation. Elles sont situées par rapport à l’état de l’art. Puis une étude approfondie de l’architecture du réseau pour sur un système physique parcourant une trajectoire circulaire a été menée. La grande roue de Singapour (Singapore Flyer) est utilisée comme système type. Deux sortes de topologie ont été étudiées : une dans laquelle la liaison système mobile – partie fixe au sol est située au niveau du ou des capteurs, l’autre pour laquelle la liaison système mobile - partie fixe au sol est située au niveau du puits. Les meilleurs placements des relais ont été proposés ainsi que des algorithmes de routage géographique adaptés à chaque cas. Les performances du réseau sont mesurées par simulation. Elles montrent un bon fonctionnement pour des phénomènes dynamiques assez rapides et permettent de comparer les architectures entre-elles. Enfin une expérimentation de localisation des nœuds à base de RSSI a été menée sur un site industrielThe close supervision of a large physical equipment moving on a single known trajectory is likely to have important practical applications for the safety of users and the equipment itself, for maintenance and optimization of the provided service. This requires deploying monitoring instruments on equipment. This instrumentation using a sensor network taken off the shelf is the application of the study conducted in this thesis. The research problems address three areas: the topology of mobile sensor networks, routing and localization. They are situated in relation to the state of the art. Then a detailed study of the network architecture for a physical system moving on a circular path was conducted. Giant observation wheel of Singapore (Singapore Flyer) is used as a type system. Two kinds of topology were considered: one in which the connection mobile system - fixed part at the ground is located at sensor interface, one for which the link mobile system - fixed part at the ground is located at sink interface. The best placements of the relays have been proposed as well as geographic routing algorithms adapted to each case. The network performance is measured by simulation. The results show a correct working for fairly rapid dynamic phenomena and allow to compare architectures with each other. Finally an experiment of node localization based on RSSI was conducted on an industrial site
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Lherbier, Régis. "Étude d'une méthode de coopération entre capteurs pour la localisation dynamique d'un robot mobile." Compiègne, 1994. http://www.theses.fr/1994COMPD763.
Full textAbstract:
Dans le cadre de la fusion multi sensorielle, afin d'accélérer la vitesse de traitement des informations issues des différents capteurs du robot, nous combinons les données visuelles avec les données de profondeur (télémètre infrarouge) pour retrouver le mouvement du robot qui se déplace dans un environnement inconnu contenant un certain nombre d'objets rigides et mobiles a priori. Cette méthode a pour point de départ des travaux sur l'estimation itérative du mouvement à partir de la vision 3D et des capteurs ultrasons sans toutefois tenir compte de l'aspect temporel ainsi que des travaux sur la reconstruction 3D trinoculaire. L'originalité de ce travail est de n'utiliser la vision que de temps en temps afin de créer une carte locale de l'environnement. Cette carte est formée de surfaces 3D. Le mouvement est retrouvé de manière itérative (filtre de Kalman étendu) à partir de très peu de données de profondeur. La direction des tirs télémétriques est obtenue en combinant l'estimation courante du mouvement et la prédiction sur la position des plans. Un recalage est nécessaire, en utilisant à nouveau la vision, au bout d'un certain déplacement. La gestion de la fréquence de recalage est faite à partir de deux méthodes proposées : l'une basée sur le calcul d'une erreur de position à chaque instant de recalage et l'autre basée sur l'observation des paramètres d'une surface de référence à chaque instant d'estimation. Les tests de cet algorithme ont été effectués sur des données de synthèse (nous avons réalisé un logiciel permettant de simuler les mouvements du robot dans un environnement polyédrique et d'obtenir des informations synthétiques des différents capteurs). Malheureusement les tests en environnement réel n'ont pu être inclus dans le mémoire puisqu'ils n'ont pu être achevés en temps voulu en raison de problèmes matériels liés à l'utilisation d'un robot mobile.
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Vergnaud, Alban. "Déploiement adaptatif d’un réseau de capteurs mobiles pour le suivi d’un phénomène évolutif décrit par des équations aux dérivées partielles." Thesis, Angers, 2015. http://www.theses.fr/2015ANGE0014/document.
Full textAbstract:
De nos jours la protection de l’environnement et des personnes nécessite le recours à des capteurs permettant de suivre le déplacement de phénomènes mobiles pour prédire et agir sur leur évolution (ex : nuages polluants, incendies,nappe d’hydrocarbures). Ces phénomènes physiques sont souvent modélisables par des équations aux dérivées partielles (EDP) éventuellement non linéaires. La mise au point d'un outil prédictif pour l'aide à la décision nécessite l'évaluation de certains paramètres d'entrée. Dans ces domaines, les capteurs sont en général coûteux et en nombre limité. Toutefois, avec les récentes avancées technologiques il devient envisageable de concevoir des systèmes mobiles peu coûteux et de déployer un groupe de véhicules en réseau dans un certain nombre d'environnements à risque.Le sujet de recherche étudié et présenté dans ce rapport concerne le développement et la validation de stratégies optimales de déplacement d'un ensemble de capteurs pour l'identification paramétrique en ligne des systèmes d' EDP caractérisés par une ou plusieurs sources mobiles. Le travail présenté est destiné à développer une méthodologie complète(théorie, méthodes numériques, plate-forme expérimentale)en vue de réaliser une conception optimale d'expériences dans le cadre de problèmes mal posés non-linéaires associés à l'évaluation de paramètres dans des systèmes décrits par des EDP en génie thermiqueNowadays the environment and people protection requires the use of sensors in order to monitor the movement of mobile phenomena and to predict and act on their evolution (ex: polluting cloud, fires, oil spill). These physical phenomena are often modelled by nonlinear partial differential equations (PDE). Development of a predictive tool for the decision support requires the assessment of some input parameters. In such a context, sensors were generally expensive. However, recent technological advances have reduced manufacturing costs and it becomes possible to develop low-cost mobile systems and to deploy a group of networked vehicles in potentially risky environments.Research topic studied and presented in this thesis concerns the development and validation of optimal strategies for moving a set of sensors for the parametric identification of PDE systems characterized by one or more mobile heating sources. This work is intended to develop a comprehensive methodology (theory, numerical methods, and experimentation) in order to achieve an optimal design of experiments in the context of nonlinear ill-posed problems related to the evaluation of parameters in systems described by PDE in thermal engineering
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Amessinou, Kossi. "Technologies mobiles en milieu agricole au Sud Bénin : cas des producteurs d'ananas." Thesis, Bordeaux 3, 2018. http://www.theses.fr/2018BOR30031/document.
Full textAbstract:
A la quête de meilleures conditions de vie, les citadins se sont souvent approprié les technologies de l'information et de la communication (TIC). Ces TIC ont atteint aujourd’hui le milieu rural et il est utile de s’intéresser aux transformations structurelles qu’elles apportent en milieu agricole. Cette quête d’information est au centre de la curiosité qui fonde la conduite de cette recherche. L'imaginaire collectif semble considérer le milieu rural comme l'espace du chaos où la pénibilité déconstruit l'ambition du progrès. A l'ère de l'expansion technologique, nous nous interrogeons sur les transformations organisationnelles induites par l'intégration et l'usage des technologies par le citoyen vivant en milieu agricole. Le travail de la terre est certes sa première activité, mais en quoi est-ce que l'exploitation des technologies mobiles manipulables à distance lui facilite l’activité agricole et la relation avec la clientèle ? Les facilités de transformations structurelles attribuées à l'implémentation des technologies en milieu agricole sont-elles effectives ? Si Oui, induisent-elles des améliorations de conditions de vie ? Pour dissiper nos doutes, nous avons revisité les travaux réalisés en sciences de l'information et de la communication, en sciences agronomiques, en télécommunications et en sciences de l’ingénierie. Les constats sont inéluctables et confirment la disparité de vie entre le milieu agricole et celui citadin. Nous n’avons pas pensé le contraire mais nous nous sommes dit que les fossés ne sont pas aussi profonds aujourd’hui que par le passé. L'usage du téléphone mobile est basique au sein des enquêtés de notre milieu d'étude. Nous nous sommes spécifiquement intéressé aux acteurs en charge de la production et de la vente de l'ananas frais. Deux tiers des producteurs d'ananas interrogés par l'enquête de terrain utilisent le téléphone pour annoncer la disponibilité du produit, mais le bouche à oreille reste le moyen le plus utilisé pour la publicité. Lesdits téléphones et autres équipements mobiles n'interviennent donc presque ni pour collecter les informations culturales ni pour le transfert financier. Les technologies de maîtrise d'eau dans les espaces cultivés et les machines agricoles sont encore très peu accessibles. La main-d'œuvre locale est de ce fait fortement sollicitée. Les conditions de travail se révèlent alors assez difficiles en général. L'internet et les réseaux sociaux sont encore un luxe. Malgré la moyenne de cinq personnes à charge, ils s’assurent les trois repas quotidiens. La production d'ananas est faite par la plupart des enquêtés, en complément d'autres activitésIn search of better living conditions, city dwellers almost use information and communication technologies. What about the situation in rural areas? It is an interrogation that has nourished the curiosity that underlies the conduct of this research. The collective imagination most of the time considers the rural environment like a space of chaos, where the penury destroys progress ambitions. In this age of technological expansion, we wonder about the changes brought by the integration and use of technologies in the life of the citizens living in agricultural areas. Farming is indeed their first occupation, but does the use of the mobile handling technologies makes the labour conditions easier? Are the structural transformation facilities attributed to the implementation of agricultural technologies effective? If so, do they induce improvements in living conditions and limit the mass exodus to urban areas, seeking betterment? To alleviate our doubts, we revisited studies existing in information and communication sciences, agronomics and telecommunications. The results are inescapable and confirmed the disparity of lifestyle between agricultural and urban environment. The use of the mobile phone is basic within the surveys of our study environment. We are particularly interested in the actors in charge of the production and sale of fresh pineapples. Two third of pineapple producers interviewed while conducting our field investigations, use the phone to announce the availability of the product, but mouth to mouth remains the most used medium for advertising. Television, telephones and other mobile equipments do not intervene neither in the collection of the agricultutal related informations nor for the financial transfer. The technologies to control water in the fields and agricultural machinery are still very inaccessible. As a result, the local labor force is heavily involved. Working conditions are generally rather difficult. Internet and social networks are still a luxury. Despite the average of five dependents, they make three daily meals. Pineapple production is made by most of the concerned, in addition to other activities
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Bouilly, Bertrand. "Planification de stratégies de déplacement robuste pour robot mobile." Toulouse, INPT, 1997. http://www.theses.fr/1997INPT011H.
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Cette these traite du probleme de la planification de trajectoires robustes pour un robot mobile en presence d'incertitudes. Jusqu'a present, les techniques classiques de planification de mouvements s'averaient peu robustes car conceptuellement independantes des contraintes d'execution. Notre approche prend en compte ces contraintes en integrant la presence d'incertitudes tant sur les mesures que sur le controle du mouvement du robot des la phase de planification. Notre approche met a profit les capacites de localisation exteroceptive du robot, de maniere a compenser l'accumulation d'incertitude occasionnee par l'utilisation de capteurs de position odometrique. Une premiere methode est presentee pour planifier les deplacements d'un robot dans un environnement parfaitement connu. L'algorithme produit automatiquement un plan en terme de primitives referencees capteurs. Le plan permet d'atteindre un but fixe avec une incertitude bornee a partir d'une position initiale incertaine. Un capteur de proximetrie peut etre utilise pour localiser le robot par rapport aux obstacles de l'environnement. Le robot peut egalement se deplacer a l'interieur de zones de localisation absolue pour reduire l'incertitude sur sa position. Nous presentons des resultats de simulation obtenus pour de nombreux problemes de planification. Nous presentons ensuite une validation experimentale de ces travaux realisee avec le robot hilare2 dans l'enceinte du laboratoire. La seconde approche traite le probleme d'une planification basee sur le deplacement asservi du robot dans des regions de validite des mesures capteurs a partir d'un modele incertain de l'environnement. Les plans sont generes sous la forme de listes de fonctions d'execution prenant en compte les contraintes de non-holonomie du robot. Ces fonctions caracterisent les mesures capteurs le long de la trajectoire guidant le robot vers son but. Une decomposition topologique de l'environnement en cartes locales est ensuite proposee afin de s'affranchir des problemes poses par la gestion d'une incertitude globale de position.
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Benferhat, Djamel. "Conception d'un système de communication tolérant la connectivité intermittente pour capteurs mobiles biométriques - Application à la supervision médicale de l'activité cardiaque de marathoniens." Phd thesis, Université de Bretagne Sud, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00904627.
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La technologie des objets mobiles communicants (capteurs, smartphones, PDA, netbooks, etc.) est en plein essor. On peut exploiter l'utilisation de ces objets mobiles communicants dans plusieurs domaines, en particulier dans le domaine médical, pour collecter des informations de santé. Actuellement, la plupart des applications médicales basent leur collecte d'information sur deux approches. La première approche s'appuie sur l'hypothèse d'une connectivité permanente. La collecte de données physiologiques au niveau du centre d'analyse s'effectue en continu et elle permet un traitement en temps réel des informations. Dans la deuxième approche, les données sont stockées sur un dispositif porté par le patient et le traitement des données est donc différé. Dans le cas où les patients sont mobiles, l'hypothèse de connectivité permanente est difficile à réaliser, compte tenu de la portée des dispositifs radio et de leur consommation en énergie. Pour faire face à d'éventuelles ruptures de connectivité, on peut utiliser un mécanisme de communications opportunistes avec des réseaux tolérants les ruptures (DTN). Nous défendons dans cette thèse l'idée qu'il n'est pas indispensable de disposer de moyens de transmission en continu pour assurer le suivi médical d'individus mobiles dans le domaine de la télé-santé, mais qu'au contraire, une approche opportuniste est possible et intéressante : elle peut offrir de bons résultats à faible coût. À l'appui de cette idée, nous avons choisi un scénario de référence, la supervision médicale de l'activité cardiaque de marathoniens, comportant des contraintes de réalisation difficiles. Il s'agissait de réaliser le suivi des électrocardiogrammes des coureurs à partir de capteurs ECG et en faisant appel à plusieurs stations de collecte par transmission sans fil déployées sur le chemin de la course. La première variante de ce système proposait une solution à moindres coûts basée sur le protocole de communication ZigBee. Une deuxième variante, faisait appel à la technologie Wi-Fi ou à des réseaux cellulaires très répandus de nos jours. Un système de collecte et de supervision a été développé, déployé et testé lors d'épreuves sportives. Les résultats de ces expérimentations confirment l'intérêt que peut apporter ce schéma de communication dans la supervision médicale d'individus mobiles, en s'appuyant sur les technologies disponibles. À partir du premier scénario réalisé, plusieurs variantes peuvent être déclinées pour réaliser des applications médicales moins contraignants et plus générales. Ainsi, nous avons pu montrer qu'en exploitant des infrastructures Wi-Fi communautaires il est possible d'effectuer une supervision quotidienne des paramètres cardiaques de patients mobiles. Les différents scénarios explorés ont permis de mieux cerner l'intérêt des communications opportunistes pour des applications liées au suivi médical.