Tesi: "Planification de chemin en ligne"

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Zaninotti, Marion. "Planification en ligne de la stratégie de navigation pour un drone autonome en environnement urbain". Electronic Thesis or Diss., Toulouse, ISAE, 2024. http://www.theses.fr/2024ESAE0063.

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Abstract (sommario):

Les drones peuvent aujourd'hui être utilisés pour diverses applications, notamment la robotique de service, l'exploration et la surveillance d'environnements, l'agriculture de précision, ainsi que les missions de recherche et sauvetage. Le besoin de navigation autonome pour les drones devient donc de plus en plus important.Un grand nombre de drones utilisent le GPS (Global Positioning System) pour se localiser.Cependant, en environnement urbain, la position mesurée peut être imprécise, voire indisponible, ce qui peut compromettre la sécurité d'une mission.Dans ce contexte, le problème de navigation efficace et sûre pour un drone autonome, sous une disponibilité du GNSS incertaine, a été modélisé comme un POMDP (Partially Observable Markov Decision Process).Toutefois, la planification dans un modèle aussi complexe souffre d'un coût de calcul élevé et atteint des résultats insuffisants sous des contraintes de temps-réel.Récemment, des recherches se sont concentrées sur l'intégration d'un apprentissage hors ligne afin de guider la planification en ligne.Inspirés par la modélisation de l'état de l'art CAMP (Context-specific Abstract Markov decision Process), nous proposons une méthode consistant à apprendre une contrainte à imposer lors de la planification en ligne de ce problème. Imposer cette contrainte permet de réaliser une abstraction de l'espace d'état, en limitant la navigation du drone à l'intérieur d'un couloir de l'environnement.Nous généralisons ensuite cette méthode à l'ensemble des problèmes de navigation SSP (Stochastic Shortest Path) avec dead ends. Le poids attribué à la sécurité par rapport à l'efficacité du chemin est appris, puis un chemin global est planifié en fonction de ce poids, et la contrainte est déduite de ce chemin global. La résolution repose alors sur une hybridation entre la planification de chemin global et la planification de chemin en ligne.Puis, nous appliquons cette méthode généralisée au problème FrozenLake, dans lequel un agent cherche un chemin à travers un lac gelé menant à un but tout en évitant les trous, et au problème initial de navigation de drone.Les conclusions de l'ensemble des expérimentations démontrent que l'utilisation d'une telle méthode peut améliorer la qualité des solutions obtenues par une planification en ligne, en particulier pour des environnements et missions de navigation complexes
UAVs can now be used for various applications, including service robotics, exploration and monitoring of environments, precision agriculture, as well as search and rescue missions. The need for autonomous navigation for UAVs is therefore becoming increasingly important. Many UAVs use GPS (Global Positioning System) for localization. However, in urban environments, the measured position can be inaccurate or even unavailable, which can compromise mission safety.In this context, the problem of efficient and safe navigation for an autonomous UAV, under uncertain GNSS availability, has been modeled as a POMDP (Partially Observable Markov Decision Process). Nevertheless, planning in such a complex model suffers from high computational cost and yields insufficient results under real-time constraints.Recently, research has focused on integrating offline learning to guide online planning. Inspired by the state-of-the-art CAMP (Context-specific Abstract Markov Decision Process) modeling, we propose a method that involves learning a constraint to be imposed during online planning for this problem. Imposing this constraint allows for an abstraction of the state space by restricting the UAV's navigation to a corridor within the environment.We then generalize this method to all SSP (Stochastic Shortest Path) problems with dead ends. The weight assigned to safety versus path efficiency is learned, a global path is planned based on this weight, and the constraint is derived from this global path. The resolution thus relies on a hybrid approach combining global path planning and online path planning.Afterward, we apply this generalized method to the FrozenLake problem, where an agent seeks a path across a frozen lake to reach a goal while avoiding holes, and to the initial UAV navigation problem. The results of all the experiments demonstrate that using such a method can improve the quality of solutions obtained through online planning, particularly for complex navigation environments and missions

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Lopez, Thomas. "Planification de Chemin et adaptation de posture en environnement dynamique". Phd thesis, INSA de Rennes, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00767784.

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Abstract (sommario):

Les mondes virtuels sont aujourd'hui utilisés dans de nombreux domaines applicatifs. Ces mondes virtuels sont généralement peuplés à l'aide d'agents autonomes qui rendent ces environnements plus vivants. L'autonomie de ces agents va reposer en grande partie sur leur capacité à naviguer au sein de l'environnement virtuel. Cette capacité de navigation est cruciale puisqu'elle va permettre à un agent d'aller à la découverte de son environnement, et d'augmenter ses possibilités d'action au sein du monde. La navigation des agents virtuels est donc un centre d'intérêt commun à de nombreux domaines utilisant des environnements virtuels. Dans le cadre d'applications interactives, telles que le jeu vidéo, l'accent est mis sur les performances de calcul de la méthode. À l'inverse, dans le cadre de méthodes de production, telles que le cinéma d'animation, le résultat final sera en général produit hors-ligne mais des méthodes de prévisualisation rapides sont utilisées afin d'obtenir à l'avance une idée du résultat final. Dans le cadre de cette thèse, nous avons proposé une nouvelle solution de planification en environnements dynamiques. Ceux-ci possèdent une configuration qui va évoluer au cours du temps de manière non-connue a priori. Afin de répondre à cette problématique de planification de chemin, nous avons tout d'abord introduit une nouvelle représentation des objets définissant explicitement les interactions existantes entre un objet et un agent virtuel, au regard des capacités de celui-ci. Nous avons ainsi proposé une solution innovante en considérant ces objets dynamiques, à la fois comme des obstacles, mais également comme des éléments navigables qu'un agent pourra utiliser au cours de sa navigation. Nous avons également défini une structure de représentation et de suivi dynamique de la topologie. Cette structure permet de déterminer, sans connaissance a priori, les propriétés temporelles des accessibilités et des obstructions présentes dans l'environnement. Cela permet de construire une vision d'ensemble de la topologie temporelle de l'environnement. Nous proposons enfin un algorithme de planification de chemin, utilisant l'ensemble des informations temporelles issues de l'environnement, afin de proposer une solution de navigation à l'agent au sein de cet environnement virtuel. Notre méthode, à l'issue de cette thèse, permet ainsi à un agent navigant d'identifier de manière autonome un chemin au sein d'un environnement dynamique composé d'éléments navigables déconnectés à la fois dans le temps et dans l'espace. De plus, afin de répondre aux contraintes temporelles de nombreux domaines, nous proposons une solution performante et compatible avec des applications interactives.

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Rusu, Alexandru. "Planification de chemin et navigation autonome pour un rover d’exploration planétaire". Thesis, Toulouse, ISAE, 2014. http://www.theses.fr/2014ESAE0049/document.

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Abstract (sommario):

Dans le cadre du programme ExoMars, l’ESA va déployer un rover sur Mars dont la mission sera de réaliser des prélèvements d’échantillons par forage souterrain et les analyser à l’aide des instruments scientifiques embarqués. Pour atteindre en toute sécurité les différents points d’intérêt où seront effectués ces prélèvements, le rover devra être capable de parcourir plus de 70 mètres par sol (jour martien) tout en respectant les limitations des communications interplanétaires. Les performances des algorithmes de navigation autonome embarqués impacteront directement la réussite scientifique de cette mission. Le premier objectif de cette thèse est d’améliorer les performances de l’architecture de planification de chemin local itératif proposée par le CNES. Tout d’abord, l’utilisation d’un planificateur incrémental de chemin local ”Fringe Retrieving A∗” permettant de réduire la charge de calcul est proposée. Il est complété par l’introduction de tas binaires dans les structures de gestion de la liste de priorité du planificateur de chemin.Ensuite, les manœuvres de rotation sur place pendant l’exécution des trajectoires sont réduites à l’aide d’un planificateur de chemins non-holonomes. Ce planificateur utilise un ensemble de chemins pré-calculés en tenant compte des capacités de braquage du rover. Le second axe de recherche concerne la planification de chemin global d’un rover d’exploration planétaire. Dans un premier temps, la contrainte de mémoire embarquée est détendue et une étude statistique évalue la pertinence d’un planificateur de chemin de type D∗ lite. Dans un deuxième temps, une nouvelle représentation multi-résolution de la carte de navigation est proposée pour stocker de plus grandes zones explorées par le rover sans augmenter l’utilisation de la mémoire embarquée. Cette représentation est utilisée par la suite par un planificateur de chemin global qui réduit automatiquement la charge de calcul en adaptant le sens de recherche en fonction de la forme et de la distribution des obstacles dans l’espace de navigation
ESA’s ExoMars mission will deploy a 300kg class rover on Mars, which will serveas a mobile platform for the onboard scientific instruments to reach safely desired locations where subsurface drilling and scientific measurements are scheduled. Due to the limited inter-planetary communication constraints, full autonomous on board navigation capabilities are crucial as the rover has to drive over 70 meters per sol(Martian day) to reach designated scientific sites. The core of the navigation softwareto be deployed on the ExoMars rover uses as baseline the autonomous navigation architecture developed by CNES during the last 20 years. Such algorithms are designed to meet the mission-specific constraints imposed by the available spatial technology such as energy consumption, memory, computation power and time costs.The first objective of this thesis is to improve the performance of the successive localpath planning architecture proposed by CNES. First, the use of an increment allocal path planner, Fringe Retrieving A∗, is proposed to reduce the path planning computation load. This is complemented by the introduction of binary heaps in the management structures of the path planner. In-place-turn maneuvers during trajectory execution are further reduced by using a state lattice path planner which encodes the steering capabilities of the rover.The second research direction concerns global path planning capabilities for roboticplanetary exploration. First the onboard memory constraints are relaxed and a studyevaluating the use of a global D∗ lite path planner is performed. Second, a novel multi-resolution representation of the navigation map which covers larger areas atno memory cost increase is proposed. It is further used by a global path planner which automatically reduces the computational load by selecting its search direction based on obstacle shapes and distribution in the navigation space

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Souissi, Omar. "Planification de chemin d'hélicoptères sur une architecture hétérogène CPU FPGA haute performance". Thesis, Valenciennes, 2015. http://www.theses.fr/2015VALE0003.

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Abstract (sommario):

Les problématiques de sécurité sont aujourd’hui un facteur différentiateur clé dans le secteur aéronautique. Bien que certains systèmes d’assistance aux hélicoptères existent et qu’une partie de la connaissance associée aux situations d’urgence ait pu être identifiée, reste que les travaux antérieurs se limitent pour la plupart à une autonomie de bas niveau. Ainsi la génération d’un plan de vol sous fortes contraintes de temps représente à ce jour une voie d’exploration nouvelle, et un défi technologique essentiel pour l’hélicoptère de demain. A cet égard, AIRBUS HELICOPTERS accorde un fort intérêt à la conception d’un système décisionnel capable de générer des plans de vols en temps réel. L’enjeu de l’intelligence répartie au travers de systèmes décisionnels distribués constitue un axe de recherche fort, et un des contributeurs clés pour un positionnement leader d’AIRBUS HELICOPTERS sur la thématique sécurité. Aujourd’hui, l’étude des systèmes décisionnels embarqués dans les engins volants constitue un défi majeur pour divers groupes de travail académiques et industriels. En effet, la résolution de ce défi fait appel généralement à différentes compétences afin de maîtriser plusieurs aspects du système recouvrant les domaines d’acquisition, d’analyse et de traitement de données. Et ce dans le but de prendre des décisions en temps-réel en prenant en considération plusieurs paramètres contextuels et environnementaux. Les défis scientifiques à contourner dans la présente thèse s’articulent sur deux axes majeurs. Dans un premier temps, il faut proposer une approche complète pour une planification en temps réel d’un plan de vol d’hélicoptères. Permettant à cette dernière de faire face à d’éventuels événements dynamiques tel que l’apparition de nouveaux obstacles ou un changement de mission. Ensuite, nous nous intéressons à une implantation embarquée de la solution proposée sur une architecture hétérogène haute performance
Security issues are today a key-differentiator in the aviation sector. Indeed, it comes to ensure the safety of expensive equipments but above all to save human lives. In this context, it is necessary to offer an important level of autonomy to helicopters. Although some studies have been carried out in this area, the dynamic generation of a sequence of maneuvers under hard time constraints in an unknown environment still represents a major challenge for many academic and industrial working groups. AIRBUS HELICOPTERS as a leader of helicopters manufacturing, looks forward to integrate an assistance system for mission re-planning in the next generation of aircrafts.The work conducted in this PhD thesis falls within a collaboration between AIRBUS HELICOPTERS and UNIVERSITE DE VALENCIENNES ET DU HAINAUTCAMBRESIS. One of the main purposes of this work is efficient flight plan generation. Indeed, for intelligent assistant systems we need to generate a new path planning inorder to face emergency events such as an equipment failure or adverse weather conditions. The second major objective of this work is the deployment of mission planning tasks onto a high performance architecture CPU/FPGA in order to meet real-time requirements for the dynamic optimization process. In the present work, we first studied efficient flight plan generation. Indeed, we developed efficient and effective algorithms for helicopter path planning. Then, in order to obtain a real-time system, we resolved the problem of scheduling optimization on a heterogeneous architecture CPU / FPGA by proposing several scheduling methods including exact approaches and heuristics

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Amet, Henri. "Méthodes géométriques et algorithmiques pour la planification de trajectoires". Nancy 1, 1990. http://www.theses.fr/1990NAN10492.

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Abstract (sommario):

Cette thèse s'intéresse à la recherche d'une trajectoire sans collision pour un système robotique au sein d'un environnement connu à priori ou inconnu. Ce travail s'inscrit dans le cadre général de l'algorithmique géométrique, nouvelle branche de l'informatique qui traite des problèmes de nature géométrique. Nous présentons au chapitre 1 un rapide aperçu des différents axes de recherche dans le domaine de la planification de trajectoires. Nous présentons ensuite au chapitre 2 un algorithme exact résolvant le déplacement en translation et rotation d'un polygone quelconque au sein d'un environnement composé de polygones quelconques. Le chapitre 3 traite d'un outil très utilisé en planification de trajectoires : le diagramme de voronoï. Nous présentons rapidement les algorithmes existants pour le calcul du diagramme sur des points. Nous nous intéressons ensuite au calcul dynamique du diagramme d'un ensemble de segments. Puis nous présentons des algorithmes concernant le calcul d'un diagramme discret pour différentes configurations : diagramme d'objets quelconques dans le plan et diagramme généralisés au cas d'un polygone au sein d'un ensemble de polygones. Nous proposons au chapitre 4 une application pratique de l'utilisation des diagrammes de voronoi : ils fournissent une trajectoire guide pour des déplacements en translation et rotations. Le chapitre 5 propose une solution pour le même problème qu'au chapitre 2 mais dans un univers discret

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Chandezon, Julien. "Développement d'un interféromètre optique à chemin commun pour l'acoustique picoseconde". Thesis, Bordeaux, 2015. http://www.theses.fr/2015BORD0225/document.

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Abstract (sommario):

L'objectif de ce travail est le développement d'un interféromètre à chemin commun entièrement passif pour détecter des ondes acoustiques hautes fréquences (GHz-THz). Ce travail s'inscrit dans le domaine de l'acoustique picoseconde. La génération et la détection des ultrasons sont réalisées par l'utilisation combinée de lasers impulsionnels et de dispositifs pompe-sonde résolus en temps. L'originalité de la détection interférométrique proposée réside dans l'utilisation d'un unique cristal biréfringent pour créer une paire d'impulsions séparée de quelques picosecondes puis les recombiner et générer les interférences. Nous dressons dans le premier chapitre un état de l'art des différentes méthodes interférométriques actuellement utilisées en acoustique picoseconde. Dans le second chapitre nous détaillons le principe de l'interféromètre développé et nous modélisons son fonctionnement à l'aide du formalisme de Jones. Nous montrons que, suite à l'excitation induite par l'impulsion pompe, il est possible de mesurer indépendamment la dérivée temporelle de l'amplitude ou de la phase du changement relatif de réflectivité de l'échantillon. Enfin, le troisième chapitre est consacré à la caractérisation expérimentale de l'interféromètre puis à l'illustration des potentialités de cet interféromètre en acoustique picoseconde. Les expériences ont été réalisées sur deux échantillons différents : un film mince optiquement absorbant puis un film transparent déposé sur un transducteur métallique
The purpose of this work is to develop a fully passive in-line common-path femtosecond interferometer for the detection of high frequencies acoustic waves (GHz-THz). This work falls within the picosecond acoustic domain. The generation and the detection of ultrasounds are performed through the combined use of pulsed lasers and optical pump-probe time-resolved setups. The originality of the interferometric detection we propose lies in the use of a single birefringent crystal frst to generate a pair of phase-locked pulses and second to recombine them to interfere. We present in the first chapter a state-of-the-art of the interferometric setups currently used in picosecond acoustics. In the second chapter, we describe the principle of operation of the interferometer we have developed. Then we model the sensitivity of the interferometer inthe framework of the Jones formalism. We show that it is possible to measure independently the pump-induced modification of either the real or imaginary parts of the complex reflection coefficient of the sample. Finally, in the third chapter, the experimental characterization of the setup is detailed and we illustrate the performance of the interferometer through picosecond opto-acoustic measurements. Experiments are performed on two different samples : an opticallyabsorbing thin film and a transparent substrate coated with a metallic transducer

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Conforto, nedelmann Déborah. "Vers le passage à l'échelle de l'allocation en ligne multi-agents multi-tâches". Electronic Thesis or Diss., Toulouse, ISAE, 2024. http://www.theses.fr/2024ESAE0049.

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Abstract (sommario):

Cette thèse s'inscrit dans le contexte de l'allocation en ligne multi-agents multi-tâches, dont le but est de coordonner efficacement un ensemble d'agents (ressources) afin de distribuer des tâches entre eux. À titre d'exemple d'application, nous pouvons citer les cas où des clients font des requêtes à un fournisseur de services qui cherchera la meilleure répartition des tâches parmi son ensemble d'agents : des taxis répondant à la demande des clients ou des robots assurant la distribution de colis.Contrairement au cadre hors ligne, qui suppose une connaissance totale du problème d'allocation à résoudre avant le début de l’allocation, dans le cadre en ligne, les tâches arrivent au cours du temps et doivent être allouées de manière dynamique. Ce cadre d'optimisation en ligne présente plusieurs défis. Tout d'abord, l'allocation répétée des tâches aux agents est un problème NP-difficile, dont une solution doit être trouvée en un temps limité, parfois très court. Ensuite, la connaissance sur l'arrivée de futures tâches (par exemple, moment d'arrivée et localisation) est en général modeste, ce qui rend difficile le raisonnement sur le long terme (c’est-à-dire optimiser le positionnement des agents pour la planification à plus long terme). Enfin, la taille du problème à traiter en termes d'agents et de tâches peut être importante, particulièrement dans un cadre réaliste où la recherche d’une solution en temps limité peut être parfois compromise.Dans ce contexte, cette thèse propose différentes contributions. Tout d'abord, cette thèse propose une approche proactive qui permet d'anticiper la disponibilité des agents dans un futur proche afin d'obtenir une coordination efficace (c’est-à-dire minimisant la distance parcourue par les agents et le temps qu'ils restent désœuvrés). Cette approche proactive a été comparée à une approche réactive classique. Les résultats obtenus dans deux problèmes de référence, l'un synthétique et l'autre basé sur des données réelles, montrent que la méthode proactive permet d'obtenir de meilleurs résultats en termes de coûts et de nombre de tâches allouées aux agents par rapport à une approche réactive, tout en diminuant le temps d'inactivité des ressources. Malgré les résultats encourageants obtenus, la méthode proposée présente des limitations de scalabilité dans notre problème de référence basé sur des données réelles. Pour pallier cette limitation, cette thèse propose une deuxième approche qui développe une méta-heuristique d'allocation multi-agent multi-tâche, appelée SKATE - Successive Rank-based Task Assignment for Proactive Online Planning, permettant le passage à l'échelle. SKATE permet de traiter des problèmes avec des milliers d'agents et de tâches en obtenant des solutions efficaces en temps limité. SKATE présente de bons résultats en termes de coût des solutions trouvées pour un tel ordre de grandeur d'agents et de tâches, comparé à des méthodes classiques de la littérature, telles qu'un algorithme génétique ou la programmation linéaire en nombres entiers. Grâce à ces résultats, cette thèse a pu envisager deux extensions à SKATE. La première extension permet d'optimiser non seulement les assignations de tâches, mais aussi le nombre d'agents à considérer. Pour cela, cette thèse développe deux méthodes qui permettent d'optimiser à la fois le nombre d'agents (économie de ressources pour le fournisseur de services) tout en garantissant la satisfaction des utilisateurs (temps d'attente avant réalisation d'une tâche). La deuxième extension couple SKATE avec des outils de calcul vérifiable, permettant d'une part aux agents de vérifier que l'assignation des tâches a été correctement effectuée par le serveur central, et d'autre part de contrer des attaques cyber-physiques qu'un réseau d'agents mobiles pourrait subir dans des environnements hostiles, par exemple
This thesis is set in the context of online multi-agent multi-task allocation, aiming to efficiently coordinate a set of agents (resources) to distribute tasks among them. As an application example, we can cite cases where clients make requests to a service provider who seeks the best distribution of tasks among its set of agents: taxis responding to customer demands or robots ensuring the delivery of parcels.Unlike the offline framework, which assumes full knowledge of the allocation problem to be solved before the start of the allocation, in the online framework, tasks arrive over time and must be allocated dynamically. This online optimization framework presents several challenges. Firstly, the repeated allocation of tasks to agents is an NP-hard problem, whose solution must be found in a limited time, sometimes very short. Secondly, knowledge about the arrival of future tasks (e.g., arrival time and location) is generally modest, making long-term reasoning difficult (i.e., optimizing the positioning of agents for long-term planning). Finally, the size of the problem to be handled in terms of agents and tasks can be substantial, especially in a realistic setting where finding a solution within a limited time can sometimes be compromised.In this context, this thesis proposes various contributions. Firstly, this thesis proposes a proactive approach that anticipates the availability of agents in the near future to achieve efficient coordination (i.e., minimizing the distance traveled by agents and the time they remain idle). This proactive approach has been compared to a classic reactive approach. The results obtained in two benchmark problems, one synthetic and the other based on real data, show that the proactive method achieves better results in terms of costs and the number of tasks allocated to agents compared to a reactive approach, while reducing the idle time of resources. Despite the encouraging results obtained, the proposed method has scalability limitations in our real-data-based benchmark problem. To address this limitation, this thesis proposes a second approach that develops a multi-agent multi-task allocation meta-heuristic called SKATE - Successive Rank-based Task Assignment for Proactive Online Planning, enabling scalability. SKATE allows for handling problems with thousands of agents and tasks, obtaining effective solutions in a limited time. SKATE shows good results in terms of the cost of the solutions found for such a scale of agents and tasks when compared to classical methods in the literature, such as a genetic algorithm or integer linear programming. Thanks to these results, this thesis subsequently considered two extensions to SKATE. The first extension optimizes not only task assignments but also the number of agents to consider. To achieve this, this thesis develops two methods that optimize both the number of agents (resource savings for the service provider) while ensuring user satisfaction (waiting time before task completion). The second extension couples SKATE with verifiable computing tools, allowing agents to verify that task assignment has been correctly performed by the central server and countering cyber-physical attacks that a network of mobile agents could face in hostile environments, for example

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Hamieh, Ahmed. "Planification automatique de chemins à l'intérieur de bâtiments basée sur un modèle BIM". Thesis, Valenciennes, 2018. http://www.theses.fr/2018VALE0037/document.

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Abstract (sommario):

Plus de la moitié de la population mondiale vit aujourd’hui en zone urbaine et passe plus de 90 % de son temps à l’intérieur de bâtiments. Cette thèse propose un système, nommé BiMov, de planification automatique de chemin à l’intérieur de bâtiments, basé sur leur maquette numérique (un BIM au format IFC). Le processus consiste à exploiter les caractéristiques sémantiques, géométriques et topologiques des constituants du BIM afin de générer des graphes de navigation possible, en fonction du profil du navigant et de l’état conjoncturel d’accessibilité des espaces et transitions, dans lesquels le plus court chemin d’un point à un autre puisse être déterminé. BiMov s’appuie sur quatre modèles de données (1) un modèle de bâtiment déduit du BIM, qui représente et structure les caractéristiques essentielles du bâtiment en vue de la mobilité intérieure (2) un modèle de navigant à même de représenter ses caractéristiques d’encombrement, ses aptitudes aux déplacements horizontaux et verticaux ainsi que ses habilitations (3) un modèle de calendrier permettant de connaître l’état d’accessibilité des espaces et des transitions (4) un modèle de graphe sur trois niveaux de détails. Le niveau Macro représente un simple graphe de connectivité entre les espaces intérieurs voisins ; il permet aux architectes de vérifier leur conception architecturale en termes d’accessibilité. Le niveau Externe permet de connecter les espaces accessibles via leurs transitions horizontales ou verticales. Il est destiné aux navigants qui n’exigent pas un chemin détaillé pour se déplacer. Le niveau Interne intègre un maillage des espaces, en 2D pour la navigation au sol, en 3D pour la navigation de drones. Il est conçu pour considérer les obstacles intérieurs comme les meubles, les machines ou les équipements. Ce niveau est destiné aux navigants devant fiabiliser leur déplacement à l’intérieur des espaces, comme les manutentionnaires d’objets encombrants ou les robots mobiles. L’approche proposée a fait l’objet d’un développement informatique qui permet d’illustrer quelques scénarios de planification de chemin dans des modèles BIM d’origine externe à la thèse
More than 50% of humans today live in urban areas and spend more than 90 % of their time indoor. This thesis suggests a system, called BiMov, dedicated to automatic path planning in complex building based on their digital mockup (a BIM in IFC format). The process consists in exploiting the semantic, geometric and topologic features of the constituents of a BIM, so as to generate navigation graphs, taking into account the profile of Navigants as well as the operational state of accessibility of spaces and transitions, for finally determining a shortest path. BiMov is based on 4 data models: (1) a building model deduced from the BIM that represents and structures the building features that are relevant for indoor mobility (2) a Navigant model capable to represent its bulk size, abilities for horizontal and vertical displacements and social habilitations (3) a calendar model representing the conjectural state of accessibility of spaces and transitions (4) a navigation graph model with three levels of detail: the Macro level represents a simple graph of connectivity between neighboring interior spaces. It is intended to help architects verify their architectural design in terms of accessibility. The Extern level is used to connect accessible spaces via their horizontal or vertical transitions. This level is intended for Navigants who do not require a detailed path. The Intern level integrates a meshing of each space: a 2D mesh for planar mobility or a 3D mesh for drones. This level is intended for Navigants like bulky objects handlers of mobile robots, needing to validate a reliable path within spaces containing furniture, machinery or equipment. The proposed approach was implemented in a prototype software that allows to illustrate different path planning scenarios in BIM models that were generated externally

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Desmurget, Michel. "Étude des mécanismes de planification et de contrôle en ligne des mouvements dirigés vers une cible visuelle". Lyon 1, 1997. http://www.theses.fr/1997LYO1T056.

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Niveau, Alexandre. "Compilation de connaissances pour la décision en ligne : application à la conduite de systèmes autonomes". Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00758266.

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Abstract (sommario):

La conduite de systèmes autonomes nécessite de prendre des décisions en fonction des observations et des objectifs courants : cela implique des tâches à effectuer en ligne, avec les moyens de calcul embarqués. Cependant, il s'agit généralement de tâches combinatoires, gourmandes en temps de calcul et en espace mémoire. Réaliser ces tâches intégralement en ligne dégrade la réactivité du système ; les réaliser intégralement hors ligne, en anticipant toutes les situations possibles, nuit à son embarquabilité. Les techniques de compilation de connaissances sont susceptibles d'apporter un compromis, en déportant au maximum l'effort de calcul avant la mise en situation du système. Ces techniques consistent à traduire un problème dans un certain langage, fournissant une forme compilée de ce problème, dont la résolution est facile et la taille aussi compacte que possible. L'étape de traduction peut être très longue, mais elle n'est effectuée qu'une seule fois, hors ligne. Il existe de nombreux langages-cible de compilation, notamment le langage des diagrammes de décision binaires (BDDs), qui ont été utilisés avec succès dans divers domaines de l'intelligence artificielle, tels le model-checking, la configuration ou la planification. L'objectif de la thèse était d'étudier l'application de la compilation de connaissances à la conduite de systèmes autonomes. Nous nous sommes intéressés à des problèmes réels de planification, qui impliquent souvent des variables continues ou à grand domaine énuméré (temps ou mémoire par exemple). Nous avons orienté notre travail vers la recherche et l'étude de langages-cible de compilation assez expressifs pour permettre de représenter de tels problèmes. Dans la première partie de la thèse, nous présentons divers aspects de la compilation de connaissances ainsi qu'un état de l'art de l'utilisation de la compilation dans le domaine de la planification. Dans une seconde partie, nous étendons le cadre des BDDs aux variables réelles et énumérées, définissant le langage-cible des " interval automata " (IAs). Nous établissons la carte de compilation des IAs et de certaines restrictions des IAs, c'est-à-dire leurs propriétés de compacité et leur efficacité vis-à-vis d'opérations élémentaires. Nous décrivons des méthodes de compilation en IAs pour des problèmes exprimés sous forme de réseaux de contraintes continues. Dans une troisième partie, nous définissons le langage-cible des " set-labeled diagrams " (SDs), une autre généralisation des BDDs, permettant de représenter des IAs discrétisés. Nous établissons la carte de compilation des SDs et de certaines restrictions des SDs, et décrivons une méthode de compilation de réseaux de contraintes discrets en SDs. Nous montrons expérimentalement que l'utilisation de IAs et de SDs pour la conduite de systèmes autonomes est prometteuse.

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Schemeleva, Kseniya. "Optimisation de la politique de lotissement et de séquencement pour une ligne de production soumise aux aléas". Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00667950.

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Abstract (sommario):

Les travaux de recherche effectués dans le cadre de cette thèse concernent un problème delotissement et de séquencement pour une ligne de production imparfaite. Deux types d'aléas sont prisen compte : le rendement aléatoire (à cause des rebuts) et le temps d'exécution aléatoire (à cause despannes machines). Les temps de changement de série dépendant de la séquence des produits sontégalement pris en compte.Le problème est issu de d'une fabrication automatisée (usine-automate) des circuits impriméset il a été posé lors de la conception du système de gestion de production de l'atelier fabriquant lespartons conducteurs de plusieurs types. Étant donné que l'usine était complètement automatisée,l'atelier (comme le reste de l'usine) travaillait la plupart de la journée sans personnel autre que celui demaintenance, alors il fallait construire un planning de production pour les 24 heures suivantes. Ceplanning devait être répété chaque jour. Le problème consistait à définir les quantités optimales deproduits à traiter (tailles de lots) et l'ordre de passage des lots dans une ligne de production afind'optimiser un critère.Le problème traité appartient à trois domaines de recherche: 1) lotissement optimale pour lessystèmes de production imparfaits (ou lotissement sous incertitudes); 2) ordonnancement etlotissement déterministe; 3) ordonnancement avec des temps ou (et) coût de changement de série (setup).Dans la littérature scientifique nous trouvons beaucoup d'exemples de problèmes appartenant auun ou à l'intersection de deux de ces domaines. Par contre, nous n'avons pas trouvé les travaux quitraites de problèmes identiques au notre.Etant donné que le problème est trop compliqué tel qu'il est, nous avons cherché des façonsde son modélisation qui nous permettrons le résoudre. Nous avons trouvé trois cas où le problèmeinitial peut être décomposé en plusieurs parties, chacune entre lesquelles peut être transformé dans unproblème connu de la Recherche Opérationnelle. Ensuite nous avons travaillé que sur la partielotissement du problème décomposé tout en montrant comment les autres partis peuvent être résolus.Les problèmes de ce type sont très importants pour l'optimisation d'une chaine logistique.Ces résolutions aident d'organiser la production à la manière efficace, que permet aux entreprises defaire des gains financiers importants.

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Nizard, Ange. "Planification et commande pour véhicules à deux trains directeurs en milieu encombré". Thesis, Université Clermont Auvergne‎ (2017-2020), 2017. http://www.theses.fr/2017CLFAC061/document.

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Abstract (sommario):

Le prochain secteur à être fortement automatisé est sans doute celui du transport routier. D’abord en environnement peu complexe comme c’est déjà le cas sur autoroute, puis à terme dans les scénarios les plus difficiles, comme ceux rencontrés au coeur du trafic urbain. Une étape intermédiaire consiste à introduire des véhicules autonomes en milieu urbain, mais hors du trafic, comme sur des sites fermés. Ces environnements présentent des caractéristiques particulières, comme un encombrement important. Alors, pour être en mesure de naviguer en toute autonomie, les véhicules doivent être à la fois agiles, précis et sûrs, mais aussi efficaces, donc rapides. Ce travail de thèse adresse deux problématiques clés de la navigation autonome en milieu encombré : la planification et le suivi de chemin pour les véhicules à deux trains directeurs (4WS). En effet, la cinématique 4WS est la réponse des constructeurs au besoin d’agilité et nécessite le développement de techniques de commande adaptées. La planification de chemin en temps-réel permet l’évitement d’obstacles, de façon à rendre le service robuste aux aléas de l’environnement. Le contrôle automatique de la direction permet ensuite de suivre ces chemins avec précision. La principale difficulté concernant la planification de chemin est le contraste entre la faible puissance de calcul embarquée sur le véhicule et la forte contrainte temporelle qu’impose le besoin de réactivité. Il s’agit donc de choisir l’approche adéquate et de mettre en place les simplifications algorithmiques les plus efficaces, c’est-à-dire qui réduisent la quantité de calculs nécessaires sans réduire la qualité des chemins générés. De plus, la planification de chemin en milieu encombré pose le problème des impasses dans lesquelles les méthodes les plus réactives restent coincées. De fait, l’approche retenue consiste à construire une fonction de navigation en deux dimensions dont est extrait le chemin. Au sens des critères choisis, il est optimal pour un véhicule circulaire. Des stratégies sont alors mises en place pour adapter cet algorithme aux véhicules 4WS de forme rectangulaire, comme la notion centrale de double-chemin qui permet de représenter la trajectoire d’un mobile à trois degrés de liberté dans un espace en deux dimensions. Enfin, d’autres stratégies et heuristiques sont introduites pour optimiser les performances de l’algorithme de planification et lui permettre de générer des manoeuvres efficaces. Concernant le développement du contrôleur de direction, il s’agit de choisir le modèle d’évolution qui retranscrit au mieux le comportement du véhicule vis-à-vis du double chemin qu’il doit suivre, puis d’en déduire les lois de commande des trains avant et arrière. Ayant été éprouvé par de nombreux travaux, le modèle bicyclette 4WS a été choisi. Ce modèle cinématique permet d’introduire facilement des angles de dérive utiles à la compensation des glissements des pneus sur le sol, qu’ils soient dus à un manque d’adhérence ou à une géométrie imparfaite des trains. Des lois de commande par retour d’état sont ensuite synthétisées et une stratégie de gestion de la saturation des actionneurs est proposée. Enfin, ce premier contrôleur est décliné en une version prédictive qui apporte un suivi de chemin d’une grande stabilité sur les véhicules réels. Les contributions ont toutes été évaluées en simulation et lors d’expérimentations en vraie grandeur sur l’EZ10, une navette électrique 4WS industrielle. Enfin, il se trouve que les performances obtenues dépassent les attentes initiales
The next sector to be highly automated is probably road transport. First in an uncomplicated environment as is already the case on highway, then eventually in the most difficult scenarios, such as those encountered at the heart of the urban traffic. An intermediate step is to introduce autonomous vehicles in urban areas, but outside traffic, as on closed sites. These environments have particular characteristics, they can be very cluttered. So to be able to navigate autonomously, the vehicles have to be agile, precise and safe, but also efficient, i.e. fast. This thesis addresses two key issues of autonomous navigation in cluttered environments: path planning and tracking for bi-steerable (4WS) vehicles. Indeed, the 4WS kinematics is the response of the manufacturers to the need for agility and requires the development of adapted control techniques. Real-time path planning allows the avoidance of obstacles in order to make the service robust to the vagaries of the environment. The automatic control of the direction then makes it possible to follow these paths with precision. The main difficulty about path planning is the contrast between the low onboard computing power and the high temporal constraints imposed by the need for reactivity. It is thus necessary to choose the appropriate approach and to implement the most efficient algorithmic simplifications, i.e. reducing the amount of calculations without reducing the quality of the generated paths. In addition, path planning in cluttered environment raises the problem of dead-ends in which the most reactive methods remain stuck. Then, the adopted approach consists in constructing a navigation function in two dimensions from which the path is extracted. In the sense of the chosen criteria, it is optimal for a circular vehicle. Strategies are then put in place to adapt this algorithm to 4WS vehicles of rectangular shape, such as the central dual-path concept which allows to represent the trajectory of a mobile with three degrees of freedom in a two-dimensional space. Finally, other strategies and heuristics are introduced to optimize the performance of the planning algorithm and allow it to generate efficient maneuvers. Concerning the development of the controller, it is about choosing the evolution model which best reflects the behavior of the vehicle with respect to the dual-path that it must follow and then deducing the front and rear control laws. The 4WS bicycle model has shown itself to be very effective. This kinematic model makes it possible to easily introduce useful side-slip angles allowing to compensate the slippage of the tires on the ground, whether due to a lack of grip or an imperfect geometry of the axles. State feedback control laws are then synthesized and a strategy for managing the saturation of the actuators is proposed. Finally, this first controller is declined in a predictive version that provides a very stable tracking on real vehicles.The contributions were all evaluated in simulation and in full-scale experiments on the EZ10, an industrial 4WS electric shuttle. Finally, it turns out that the performances exceed initial expectations

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Comby, Georges. "Aide au séquencement des produits sur une ligne de fabrication multi-modèles : respect des règles de séquencement et lissage de la charge de travail". Lyon, INSA, 1996. http://www.theses.fr/1996ISAL0144.

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Abstract (sommario):

Pour gérer la diversité sur les lignes d'assemblage multi-modèles (Mixed-Model Assembly Lines), le séquencement - choix de l'ordre dans lequel les produits seront fabriqués - est important : il conditionne non seulement la faisabilité de la production, par des règles de séquencement (contraintes de succession), mais aussi le coût de cette production, en particulier le lissage de la charge de travail des ressources sur la ligne. Pour prendre en compte simultanément différents objectifs, nous proposons une architecture d'aide au séquencement modulaire, basée sur un couplage entre optimisation et simulation. Une maquette réalisée autour de cette architecture a montré sa faisabilité. De plus, pour assurer la pérennité de cette architecture et sa portabilité, un modèle conceptuel des données utilisées par le séquencement est proposé, ce qui permet l'intégration de l'aide au séquencement dans le système d'information de l'entreprise. L'optimisation choisit une séquence partielle (construction progressive) ou globale (affinements successifs par voisinages), et les différentes séquences sont évaluées par la simulation, au moyen d'une fonction coût. Pour calculer ce coût, une typologie des règles de séquencement est proposée : répartition des produits, ratios de production, position imposée ou souhaitée, placer au plus tôt ou au plus tard, ratio orienté et rafale; chaque type de règle étant modélisé par deux métriques: constructive et évaluative. En ce qui concerne le lissage de la charge de travail, la ligne d'assemblage à fonctionnement synchronisée (typiquement : ligne tractée) est modélisée dans le cas de ressources mono- et multipostes. Dans le cas général des ressources multipostes, ce modèle permet de calculer pour chaque tâche ses instants de début au plus tôt et fin au plus tard, qui sont ensuite utilisés par un algorithme pour calculer la courbe de charge qui lisse le taux d'occupation de la ressource (robustesse) en garantissant la faisabilité d'un ordonnancement préemptif
Sequencing products (arranging products in chronological assembling order) on Mixed-Model Assembly Lines (M. M. A. L. ) enables to face with products diversity: production can be feasible or not, due to sequencing rules (succession constraints), and production cost depends on the sequence, particularly the cost due to smoothing flow of work for each resource. To take into account simultaneously different objectives, a modular architecture based on simulation and optimization is proposed for sequencing. A prototype has enabled to prove its feasibility: succession constraints and work flow smoothing can be done simultaneously by sequencing. Moreover, a data conceptual model integrating all data needed by sequencing is proposed and favors the integration of our system in the enterprise information system. Optimization must chose a partial (goal chasing methods) or global (random access changes of the sequence: neighborhood) sequence of products valued by simulation, thanks to a cost function. To compute this cost function, sequencing rules are gathered into different types of rules: keep a constant speed in assembling some products; respect production ratios or directional production ratios for other products; sequence some products in a given position, as near as possible to this position, in the beginning or at the end of the sequence; minimize set-up costs by grouping some products. Each type of rule is modelled by two measures: constructive measure for goal chasing methods, and valuing measure for optimization by neighborhood. To smooth resource flow of work, paced assembly lines are modelled in the case of mono- and multi-stations resources. For multi-station resources, the proposed model enables to compute release and due dates for jobs: these dates are then used by an algorithm to infer for each resource the workload curve which smoothes its working rate (robustness) and assures that pre-emptive jobs scheduling will exists

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Arkhipov, Dmitrii. "Planification socio-responsable du travail dans les chaînes de montage d'aéronefs : comment satisfaire à la fois objectifs ergonomiques et économiques". Thesis, Toulouse 3, 2019. http://www.theses.fr/2019TOU30107.

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Abstract (sommario):

Dans cette thèse, le problème de planification des tâches dans les chaînes de montage des aéronefs est étudié. Ces lignes de production sont principalement manuelles et tactées. L'échec de la livraison dans les délais pouvant entraîner des pénalités importantes pour le fabricant, il est essentiel de respecter le calendrier de chaque poste de travail en tenant compte à la fois de critères économiques et ergonomiques. Ce problème de planification peut être considéré comme un problème généralisé de planification de projets avec contraintes de ressources (RCPSP). Dans un premier temps, nous passons en revue les méthodes ergonomiques existantes qui peuvent être utilisées pour évaluer la charge de travail physique dans les lignes de production et examinons leur applicabilité au contexte des chaînes de montage d'aéronefs avec des temps de cycle longs. Sur la base de cette évaluation, nous développons des modèles mathématiques à introduire dans les problèmes considérés du RCPSP afin de prendre en compte l'impact ergonomique sur les opérateurs. Tenant compte de ces contraintes ergonomiques, le problème industriel initial est modélisé comme un RCPSP avec des contraintes et des objectifs spéciaux intégrant à la fois des aspects économiques et ergonomiques. Plusieurs formulations avec des opérateurs polyvalents, des ressources avec des capacités dépendantes du temps, des contraintes sur les facteurs ergonomiques et des tâches multimodales ordonnées par des relations de précédence complexes sont considérées. Des modèles de programmation par contraintes et de programmation linéaire en nombres entiers ont été développés pour ces formulations. Afin d'améliorer les procédures de solution, de nouvelles techniques de propagation de contraintes sont proposées et mises en œuvre. Un nouvel algorithme pour le calcul de la borne inférieure est également développé. L'efficacité des modèles et méthodes présentés est validée par des expériences numériques
In this thesis, the scheduling problem of tasks in aircraft assembly lines is studied. These production lines are mainly manual and paced. Since the failure of delivery on time may result in significant penalties for the manufacturer, it is crucial to meet the schedule at each workstation taking into account both economic and ergonomic criteria. This scheduling problem can be considered as a generalized Resource-Constraints Project Scheduling Problem (RCPSP). Firstly, we review the existing ergonomic methods that can be used to evaluate the physical workload in production lines and examine their applicability to the context of aircraft assembly lines with long takt times. On the basis of this evaluation, we develop mathematical models to be introduced in considered RCPSP problems in order to take into account the ergonomic impact on the operators. Taking into consideration these ergonomic constraints, the original industrial problem is modeled as a RCPSP with special constraints and objectives integrating both economic and ergonomic aspects. Several formulations with multi-skilled operators, resources with time-dependent capacities, constraints on ergonomic factors and multi-mode tasks ordered by precedence relations with time lags are considered. Constraint Programming and Integer Linear Programming models are developed for these formulations. In order to enhance the solution procedures, novel constraint propagation techniques are proposed and implemented. A new algorithm for lower bound calculation is developed as well. The efficiency of presented models and methods are validated through numerical experiments

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Beaucorps, Pierre de. "Planification de trajectoire dans un environnement peu contraint et fortement dynamique". Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2019. http://www.theses.fr/2019SORUS082.

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Abstract (sommario):

Cette thèse a pour objet la planification de trajectoire d’un véhicule robotisé en présence d’obstacles très dynamiques dans un environnement sans contraintes fortes (marquage au sol, voies de circulation…). Le problème est envisagé avec deux stratégies différentes : calculer le profil de vitesse du véhicule sur un chemin prédéfini, ou bien rechercher un chemin admissible à partir d’une hypothèse sur la vitesse du véhicule. Premièrement, nous proposons une approche permettant d’adapter la vitesse d’un véhicule robotisé circulant dans un environnement « semi-contraint » en présence d’autres véhicules. L’approche utilise un ensemble de profils de vitesse de référence compatibles avec les capacités du véhicule et le confort de ses passagers. Des validations quantitatives en simulation ainsi que qualitatives sur un véhicule automatisé ont été menées, démontrant l’intérêt de l’approche. En second lieu, nous introduisons les « Reachable Interaction Sets » (RIS) comme nouveau cadre de travail permettant d’effectuer la planification de chemin parmi des obstacles se déplaçant plus rapidement que le robot. L'approche supprime l’aspect temporel du problème en émettant une hypothèse a priori sur la vitesse du robot, ramenant la planification à une recherche de chemin duale. Des évaluations quantitatives comparent cette approche à l'état de l'art existant, et démontrent l’intérêt des RIS
This thesis studies the trajectory planning of an automated vehicle surrounded by fast moving obstacles in an unconstrained environment (i.e. with no clear lane markings). Two main approaches are proposed: compute a speed profile on a given path, or find a valid path starting from a hypothesis on the speed of the vehicle. The first approach consists of a dynamic adaptation of the speed of an automated vehicle driving in a semi-constrained environment and in the presence of other vehicles. A set of speed profile references is used. They must be compatible with the dynamics of the vehicle and also comfortable for the passengers. Quantitative validations have been conducted in simulation together with qualitative validations on an automated vehicle, which demonstrate the benefits of this planning strategy. In the second approach, the « Reachable Interaction Sets » (RIS) are introduced as a new framework that allows to plan the trajectory of a vehicle surrounded by dynamic obstacles which move faster. The approach removes the temporal aspect of the problem by using a hypothesis about the speed of the vehicle. The remaining problem can be solved out by a static path finding algorithm. Quantitative validations show the advantage of planning approachs based on this framework compared to other state-of-the-art planning strategies

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Devaurs, Didier. "Extensions of sampling-based approaches to path planning in complex cost spaces : applications to robotics and structural biology". Phd thesis, Toulouse, INPT, 2014. http://oatao.univ-toulouse.fr/12252/1/devaurs.pdf.

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Abstract (sommario):

Planning a path for a robot in a complex environment is a crucial issue in robotics. So-called probabilistic algorithms for path planning are very successful at solving difficult problems and are applied in various domains, such as aerospace, computer animation, and structural biology. However, these methods have traditionally focused on finding paths avoiding collisions, without considering the quality of these paths. In recent years, new approaches have been developed to generate high-quality paths: in robotics, this can mean finding paths maximizing safety or control; in biology, this means finding motions minimizing the energy variation of a molecule. In this thesis, we propose several extensions of these methods to improve their performance and allow them to solve ever more difficult problems. The applications we present stem from robotics (industrial inspection and aerial manipulation) and structural biology (simulation of molecular motions and exploration of energy landscapes).

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Baklouti, Zeineb. "Système de planification de chemins aériens en 3D : préparation de missions et replanification en cas d'urgence". Thesis, Valenciennes, 2018. http://www.theses.fr/2018VALE0033.

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Abstract (sommario):

L’enjeu de planification de vol à bord d’un hélicoptère en tenant compte des différents paramètres environnementaux constitue un facteur clé dans le secteur aéronautique afin d’assurer une mission en toute sécurité avec un coût réduit. Ce défi concerne à la fois la phase de préparation de la mission sur une station au sol mais aussi en cours de vol pour faire face à un évènement imprévu. Nous citons un premier exemple de mission de type recherche et sauvetage qui dispose d’un temps limité pour localiser et rechercher des personnes en danger. Pour ce faire, le plan de vol généré doit suivre le relief du terrain à des altitudes relativement basses entre des points de passage désignés. L’objectif est de permettre au pilote de localiser une victime dans une durée bornée. Un deuxième type de mission comme l’assistance médicale a la particularité d’assurer un vol qui favorise le confort du passager ainsi qu’une route qui minimise le temps de vol selon la criticité de la situation. Pendant la phase dynamique, lorsqu’il s’agit d’un événement complexe telle qu’une panne moteur, une replanification de la mission devient nécessaire afin de trouver un chemin aérien qui permet d’atterrir en toute sécurité dans les plus brefs délais. Dans un autre exemple comme l’évitement d’obstacle dynamique ou de zone dangereuse, il s’agit de calculer un autre plan de vol pour atteindre la destination. Cependant à ce jour, les pilotes ne bénéficient pas de système d’autoroutage 3D permettant la replanification dynamique de mission face à une situation d’urgence. Face au défi de génération d’un plan de vol optimal, nos réflexions profondes ont abouti à la proposition d’un nouveau système de planification de chemin, pour des aéronefs, dédié à la préparation de mission avant le vol ainsi qu’à la replanification dynamique en cours de vol face à une situation d’urgence. Le système de planification peut être déployé sur une station au sol ou bien intégré comme fonction avionique au sein de l’aéronef. Les résultats obtenus ont abouti à un brevet déposé devant l’INPI et à plusieurs actions de transfert technologique au sein d’Airbus Hélicoptères. Le système s’appuie sur des techniques de discrétisation de l’espace et de calcul du plus court chemin afin de générer automatiquement des solutions flexibles en terme de profil de chemin en respectant plusieurs contraintes liées à l’appareil, le terrain et l’environnement. La solution proposée est générique et capable de s’adapter selon le type de l’aéronef, le type de la mission et la fonction objectif à minimiser. Le système de planification peut offrir des solutions avec différents compromis entre le temps d’exécution et la qualité du chemin selon le temps disponible qui peut être corrélé avec la criticité de la situation. Le fonctionnement du système de planification de chemin se compose principalement de deux phases : le prétraitement et le routage. La phase de prétraitement permet une discrétisation multi-altitude de l’espace 3D selon une précision donnée et la génération automatique d’un graphe de navigation avec une connexité paramétrable. La phase de routage 3D calcule le chemin en prenant en considération un ensemble de contraintes telles que les limitations angulaires en horizontal et en vertical et une fonction objectif à minimiser tels que la distance, le carburant, le temps, etc. Lors de la phase d’exploration du graphe, le système de planification peut communiquer avec le modèle de performance de l’appareil afin de minimiser une fonction coût liée à la performance et de s’assurer au fur et à mesure de la faisabilité de la mission. La génération automatique des plans de vol et la replanification dynamique représentent une brique essentielle pour concevoir des systèmes d’assistance au pilote ainsi que des aéronefs autonomes
Helicopter flight planning is a key factor in the aeronautics domain in order to ensure a safe mission at a reduced cost taking into consideration different environmental parameters like terrain, weather, emergency situations, etc. This challenge concerns both the mission preparation phase using a ground station and also during the flight to cope with a complex event (mechanical failure, dynamic obstacle, bad weather conditions, etc.). We quote as a first example a Search and Rescue mission that should be performed in limited time to locate persons in danger. To achieve that, the generated flight path must follow the terrain profile at relatively low altitudes crossing the predefined waypoints. The objective is to allow the pilot to locate a victim in a short time. Another example for a mission of medical assistance where the helicopter should ensure the comfort of patients as well as minimizing the flight time to respect critical situations. During the flight, when a complex event occurs such as engine failure, re-planning the mission becomes necessary in order to find a new path that could guarantee safe landing. Unfortunately, pilots do not benefit from an embedded 3D path planning system that enables dynamic mission re-planning in case of emergency. To tackle the challenge of generating an optimal flight plan, we proposed new path planning system dedicated to mission preparation and dynamic path re-planning during critical situations. The planning system can be deployed on a ground station or embedded as an avionic function in the aircraft. The achieved results are registered as a patent at National Institute of Intellectual Property and deployed inside Airbus Helicopters through several technology transfers. The system relies on 3D space discretization and shortest path planning techniques to generate automatically flexible path profiles that respect several. The proposed solution is generic and is able to adapt to the aircraft model, mission and the objective function to be minimized. The path planning system can offer solutions with different tradeoffs between timing and path quality within the available runtime depending on the criticality of the situation. The functioning of the path planning system consists mainly of two phases : preprocessing and routing phase. The preprocessing allows a multi-altitude discretization of the 3D space according to a given precision and generate automatically a navigation graph with a configurable density. The 3D routing phase calculates the path by considering a set of constraints such as horizontal and vertical angular limitations and the objective function such as distance, fuel, time, etc. During the graph exploration phase, the path planning system can communicate with the aircraft performance model to evaluate a given criterion. Automatic flight path generation is an essential building block for designing pilot assistance systems and autonomous aircraft. In summary, we succeeded to reach the industrial expectations namely : the evaluation of mission feasibility, performances improvement, navigation workload reduction, as well as improving the flight safety. In order to realize the proposed solution, we designed a new tool for automatic 3D flight path planning. We named our tool DTANAV : Demonstration Tool for Aircraft NAVigation. It allows to apply the proposed planning process on real scenarios. Through the tool interface, the user has the possibility to set the parameters related to the mission (starting point, end point, aircraft model, navigation ceiling, etc.). Other algorithmic parameters are defined in order to control the quality and the profile of the generated solution

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Mericskay, Boris. "Cartographie en ligne et planification participative : analyse des usages du géoweb et d'Internet dans le débat public à travers le cas de la Ville de Québec". Thesis, Université Laval, 2013. http://www.theses.ulaval.ca/2013/29535/29535.pdf.

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Abstract (sommario):

Cette thèse se veut une première approche du rôle des technologies de cartographie en ligne à l’ère du Web social (géoweb) dans le domaine de la planification urbaine participative. Son ambition est de proposer, par la prise en compte des dimensions humaines et sociales des technologies, un angle de lecture et un cadre d’analyse innovant pour appréhender une thématique souvent victime de lectures trop rapides. Plus spécifiquement, l’objectif est d’appliquer une approche sociogéographique du géoweb à la problématique de l’aménagement urbain participatif avec la volonté de renouveler l’analyse de la participation publique en analysant le rôle de l’information géographique et des technologies en ligne (sites Web, réseaux sociaux, blogues, etc.). La question fondamentale posée est celle de l’utilisation du géoweb et d’Internet par les acteurs de la participation et de ses impacts sur les dynamiques participatives. Basée sur une étude de cas monographique fine et détaillée mobilisant une panoplie variée de méthodes (analyse documentaire, entrevues, observations directes et participantes), la démarche méthodologique basée sur l’observation de pratiques concrètes, le dialogue et les interactions avec les acteurs de la participation vise à la fois à rassembler des éléments empiriques et à en proposer une interprétation. Ce travail confronte ainsi des questionnements théoriques sur les nouveaux usages de l’iconographie territoriale numérique et du géoweb avec un corpus d’éléments empiriques issus du cas des procédures et des pratiques de participation publique de la ville de Québec. L’organisation de la thèse s’articule autour de 3 parties et 8 chapitres. Les 3 premiers chapitres, qui correspondent à la partie d’exploration de la thèse, proposent une vue d'ensemble de l’univers d’étude tant dans sa dimension sociopolitique (débat public, iconographie territoriale, etc.) que technologique (cartographie en ligne, SIG participatifs, géoweb). Les trois chapitres suivants sont consacrés à l’exposé des observations réalisées dans l’étude de cas consacrée à la Ville de Québec (présentation du terrain d’étude, iconographie territoriale mise en œuvre, usage des technologies par les acteurs). Enfin, la dernière partie, consacrée à l’interprétation, propose en premier lieu une synthèse sur le géoweb comme levier de participation puis propose de nouvelles perspectives de recherche.

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Trotta-Brambilla, Gabriella. "Infrastructure, territoires et projets : l'exemple de la ligne ferroviaire à grande vitesse Lyon-Turin-Milan". Phd thesis, Université de Grenoble, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00996169.

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Abstract (sommario):

La construction d'une grande infrastructure ferroviaire peut-elle devenir une occasion pour (re)structurer le territoire traversé ? Cette question est à la base de la réflexion menée dans ce travail. Plus précisément, la thèse défendue peut être ainsi formulée : une grande infrastructure (dans ce cas le projet et la construction de la ligne ferroviaire à grande vitesse entre Lyon, Turin et Milan), sous certaines conditions (analysées dans la thèse), peut représenter une occasion pour redonner une structure plus cohérente à un territoire par le biais de l'articulation interscalaire et interdisciplinaire des réflexions sur la planification et des actions de projet sur le territoire même. L'état des lieux autour de la thématique de la grande vitesse ferroviaire et de son possible contexte territorial met en avant les domaines principaux de la littérature scientifique qui se sont occupés de cet argument (économie, géographie, sciences sociales et humaines). Cette thèse essaye de croiser plusieurs disciplines, mais en abordant la question d'un point de vue différent, celui de la planification territoriale et urbaine, puisque les thématiques traitées par la géographie des transports (accessibilité, rugosité, vitesse, nodalité, reticularité, etc.) ne semblent pas expliquer suffisamment les interactions à différentes échelles entre infrastructure et territoire. En interrogeant plans et projets, ainsi que des " expérimentations projectuelles " élaborées dans une démarche de research by design, cette thèse analyse les points de convergence entre le domaine des transports ferroviaires et celui de la planification durable du territoire et de la ville.

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Ponzoni, Carvalho Chanel Caroline. "Planification de perception et de mission en environnement incertain : Application à la détection et à la reconnaissance de cibles par un hélicoptère autonome". Thesis, Toulouse, ISAE, 2013. http://www.theses.fr/2013ESAE0011/document.

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Abstract (sommario):

Les agents robotiques mobiles ou aériens sont confrontés au besoin de planifier des actions avec information incomplètesur l'état du monde. Dans ce contexte, cette thèse propose un cadre de modélisation et de résolution de problèmes deplanification de perception et de mission pour un drone hélicoptère qui évolue dans un environnement incertain etpartiellement observé afin de détecter et de reconnaître des cibles. Nous avons fondé notre travail sur les ProcessusDécisionnels Markoviens Partiellement Observables (POMDP), car ils proposent un schéma d'optimisation général pour lestâches de perception et de décision à long terme. Une attention particulière est donnée à la modélisation des sortiesincertaines de l'algorithme de traitement d'image en tant que fonction d'observation. Une analyse critique de la mise enoeuvre en pratique du modèle POMDP et du critère d'optimisation associé est proposée. Afin de respecter les contraintes desécurité et de sûreté de nos robots aériens, nous proposons ensuite une approche pour tenir compte des propriétés defaisabilité d'actions dans des domaines partiellement observables : le modèle AC-POMDP, qui sépare l'informationconcernant la vérification des propriétés du modèle, de celle qui renseigne sur la nature des cibles. Enfin, nous proposonsun cadre d'optimisation et d'exécution en parallèle de politiques POMDP en temps contraint. Ce cadre est basé sur uneoptimisation anticipée et probabilisée des états d'exécution futurs du système. Nous avons embarqué ce cadrealgorithmique sur les hélicoptères autonomes de l'Onera, et l'avons testé en vol et en environnement réel sur une missionde détection et reconnaissance de cibles
Mobile and aerial robots are faced to the need of planning actions with incomplete information about the state of theworld. In this context, this thesis proposes a modeling and resolution framework for perception and mission planningproblems where an autonomous helicopter must detect and recognize targets in an uncertain and partially observableenvironment. We founded our work on Partially Observable Markov Decision Processes (POMDPs), because it proposes ageneral optimization framework for perception and decision tasks under long-term horizon. A special attention is given tothe outputs of the image processing algorithm in order to model its uncertain behavior as a probabilistic observationfunction. A critical study on the POMDP model and its optimization criterion is also conducted. In order to respect safetyconstraints of aerial robots, we then propose an approach to properly handle action feasibility constraints in partiallyobservable domains: the AC-POMDP model, which distinguishes between the verification of environmental properties andthe information about targets' nature. Furthermore, we propose a framework to optimize and execute POMDP policies inparallel under time constraints. This framework is based on anticipated and probabilistic optimization of future executionstates of the system. Finally, we embedded this algorithmic framework on-board Onera's autonomous helicopters, andperformed real flight experiments for multi-target detection and recognition missions

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Lamarche, Fabrice. "Humanoïdes virtuels, réaction et cognition : une architecture pour leur autonomie". Phd thesis, Université Rennes 1, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00432175.

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Abstract (sommario):

Les êtres vivants sont caractérisés par leur rapport avec l'environnement dans lequel ils évoluent. Ils sont dotés de capacités de perception, d'action et de décision. L'animation comportementale s'inspire de cette architecture pour peupler des environnements virtuels avec des entités autonomes à l'image des organismes vivants. Dans ce domaine, il est un être vivant qui retient particulièrement l'attention : l'être humain. Dans cette thèse, nous proposons une architecture pour la description du comportement des humanoïdes virtuels. Dans un premier temps, nous étudions la relation entre l'humanoïde et son environnement dans le cadre de la navigation. Nous proposons un système de subdivision spatiale permettant d'extraire des propriétés topologiques à partir d'un environnement géométrique. Ces informations sont ensuite utilisées pour créer un algorithme de planification de chemin hiérarchique. Nous proposons, dans la continuité, un algorithme de navigation s'inspirant d'études sur le comportement piétonnier et permettant de simuler, en temps réel, des foules composées de plusieurs centaines de piétons. Dans un second temps, nous étudions les composantes réactives et cognitives du comportement. Nous proposons un modèle réactif dont la propriété est de synchroniser et d'adapter automatiquement le déroulement simultané de plusieurs comportements. Le modèle cognitif peut alors exploiter cette propriété pour choisir des actions permettant à l'humanoïde de réaliser un but. Ce modèle se base sur un langage orienté objet permettant de décrire le monde sous la forme des interactions qu'il offre aux humanoïdes. Différentes applications ont validé les travaux réalisés dans cette thèse : simulation de foule, fiction interactive et cinématographie virtuelle.

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Campana, Mylène. "Motion planning for digital actors". Thesis, Toulouse 3, 2017. http://www.theses.fr/2017TOU30097/document.

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Abstract (sommario):

Les algorithmes probabilistes offrent de puissantes possibilités quant à la résolution de problèmes de planification de mouvements pour des robots complexes dans des environnements quelconques. Cependant, la qualité des chemins solutions obtenus est discutable. Cette thèse propose un outil pour optimiser ces chemins et en améliorer la qualité. La méthode se base sur l'optimisation numérique contrainte et la détection de collision pour réduire la longueur du chemin tout en évitant les collisions. La modularité des méthodes probabilistes nous a aussi inspirés pour réaliser un algorithme de génération de sauts pour des personnages. Cet algorithme est décrit par trois étapes de planifications, de la trajectoire du centre du personnage jusqu'à son mouvement corps-complet. Chaque étape bénéficie de la rigueur de la planification pour éviter les collisions et pour contraindre le chemin. Nous avons proposé des contraintes inspirées de la physique pour améliorer la plausibilité des mouvements, telles que du non-glissement, de la limitation de vitesse et du maintien de contacts. Les travaux de cette thèse ont été intégrés dans le logiciel "Humanoid Path Planner" et les rendus visuels effectués avec Blender
Probabilistic algorithms offer powerful possibilities as for solving motion planning problems for complex robots in arbitrary environments. However, the quality of obtained solution paths is questionable. This thesis presents a tool to optimize these paths and improve their quality. The method is based on constrained numerical optimization and on collision checking to reduce the path length while avoiding collisions. The modularity of probabilistic methods also inspired us to design a motion generation algorithm for jumping characters. This algorithm is described by three steps of motion planning, from the trajectory of the character's center to the wholebody motion. Each step benefits from the rigor of motion planning to avoid collisions and to constraint the path. We proposed physics-inspired constraints to increase the plausibility of motions, such as slipping avoidance, velocity limitation and contact maintaining. The thesis works have been implemented in the software `Humanoid Path Planner' and the graphical renderings have been done with Blender

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Jaiman, Vikas. "Amélioration de la prédictibilité des performances pour les environnements de stockage de données dans les nuages". Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019GREAM016/document.

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Abstract (sommario):

De nos jours, les utilisateurs de services interactifs comme le e-commerce, ou les moteurs de recherche, ont de grandes attentes sur la performance et la réactivité de ces services. En effet, les études ont montré que des lenteurs (même pendant une courte durée) impacte directement le chiffre d'affaire. Avoir des performances prédictives est donc devenu une priorité pour ces fournisseurs de services depuis une dizaine d'années.Mais empêcher la variabilité dans les systèmes de stockage distribué est un challenge car les requêtes des utilisateurs finaux transitent par des centaines de servers et les problèmes de performances engendrés par chacun de ces serveurs peuvent influencer sur la latence observée. Même dans les environnements correctement dimensionnés, des problèmes comme de la contention sur les ressources partagés ou un déséquilibre de charge entre les serveurs influent sur les latences des requêtes et en particulier sur la queue de leur distribution (95ème et 99ème centile).L’objectif de cette thèse est de développer des mécanises permettant de réduire les latences et d’obtenir des performances prédictives dans les environnements de stockage de données dans les nuages. Une contre-mesure efficace pour réduire la latence de queue dans les environnements de stockage de données dans les nuages est de fournir des algorithmes efficaces pour la sélection de réplique. Dans la sélection de réplique, une requête tentant d’accéder à une information donnée (aussi appelé valeur) identifiée par une clé unique est dirigée vers la meilleure réplique présumée. Cependant, sous des charges de travail hétérogènes, ces algorithmes entraînent des latences accrues pour les requêtes ayant un court temps d'exécution et qui sont planifiées à la suite de requêtes ayant des long temps d’exécution. Nous proposons Héron, un algorithme de sélection de répliques qui gère des charges de travail avec des requêtes ayant un temps d’exécution hétérogène. Nous évaluons Héron dans un cluster de machines en utilisant un jeu de données synthétique inspiré du jeu de données de Facebook ainsi que deux jeux de données réels provenant de Flickr et WikiMedia. Nos résultats montrent que Héron surpasse les algorithmes de l’état de l’art en réduisant jusqu’à 41% la latence médiane et la latence de queue.Dans la deuxième contribution de cette thèse, nous nous sommes concentrés sur les charges de travail multi-GET afin de réduire la latence dans les environnements de stockage de données dans les nuages Le défi consiste à estimer les opérations limitantes et à les planifier sur des serveurs non-coordonnés avec un minimum de surcoût. Pour atteindre cet objectif, nous présentons TailX, un algorithme d’ordonnancement de tâches multi-GET qui réduit les temps de latence de queue sous des charges de travail hétérogènes. Nous implémentons TailX dans Cassandra, une base de données clé-valeur largement utilisée. Il en résulte une amélioration des performances globales des environnements de stockage de données dans les nuages pour une grande variété de charges de travail hétérogènes
Today, users of interactive services such as e-commerce, web search have increasingly high expectations on the performance and responsiveness of these services. Indeed, studies have shown that a slow service (even for short periods of time) directly impacts the revenue. Enforcing predictable performance has thus been a priority of major service providers in the last decade. But avoiding latency variability in distributed storage systems is challenging since end user requests go through hundreds of servers and performance hiccups at any of these servers may inflate the observed latency. Even in well-provisioned systems, factors such as the contention on shared resources or the unbalanced load between servers affect the latencies of requests and in particular the tail (95th and 99th percentile) of their distribution.The goal of this thesis to develop mechanisms for reducing latencies and achieve performance predictability in cloud data stores. One effective countermeasure for reducing tail latency in cloud data stores is to provide efficient replica selection algorithms. In replica selection, a request attempting to access a given piece of data (also called value) identified by a unique key is directed to the presumably best replica. However, under heterogeneous workloads, these algorithms lead to increased latencies for requests with a short execution time that get scheduled behind requests with large execution times. We propose Héron, a replica selection algorithm that supports workloads of heterogeneous request execution times. We evaluate Héron in a cluster of machines using a synthetic dataset inspired from the Facebook dataset as well as two real datasets from Flickr and WikiMedia. Our results show that Héron outperforms state-of-the-art algorithms by reducing both median and tail latency by up to 41%.In the second contribution of the thesis, we focus on multiget workloads to reduce the latency in cloud data stores. The challenge is to estimate the bottleneck operations and schedule them on uncoordinated backend servers with minimal overhead. To reach this objective, we present TailX, a task aware multiget scheduling algorithm that reduces tail latencies under heterogeneous workloads. We implement TailX in Cassandra, a widely used key-value store. The result is an improved overall performance of the cloud data stores for a wide variety of heterogeneous workloads

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Garcia, Marie-Paule. "Caractérisation du réseau veineux en imagerie scanner 4D : contribution à la planification de thérapie par resynchronisation cardiaque". Phd thesis, Université Rennes 1, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00590975.

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Abstract (sommario):

Ce travail de thèse se place dans le contexte clinique de la Thérapie par Resynchronisation Cardiaque (CRT), approche thérapeutique efficace pour les patients souffrant d'insuffisance cardiaque et d'asynchronie ventriculaire. Dans le cadre de la stimulation biventriculaire, la stimulation de la paroi latérale du ventricule gauche via le réseau veineux coronaire, pose en particulier problème. La planification de ce geste interventionnel à partir de données pré-opératoires permettrait d'optimiser la procédure. Afin d'atteindre cet objectif, ce travail a pour finalité l'extraction et la caractérisation 3D du réseau veineux en imagerie scanner multibarrette acquise en phase pré-opératoire. Une approche hybride a été développée spécifiquement pour la détection de vaisseaux présentant des inhomogénéités de contraste. Cette méthode est composée d'un algorithme de suivi de vaisseau 3D basé sur les chemins minimaux, permettant l'extraction d'un vaisseau sur toute sa longueur avec une première estimation de sa ligne centrale. Cette extraction est ensuite complétée par une estimation précise des paramètres locaux du vaisseau à l'aide des moments géométriques. La méthode a été évaluée sur les veines coronaires d'intérêt pour la CRT à partir de bases scanner acquises en phase pré-opératoire. Enfin, une analyse prospective des problèmes liés à la planification de la pose du stimulateur ventriculaire gauche via le réseau veineux a été effectuée.

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Jørgensen, Carl-Johan. "Scheduling activities under spatial and temporal constraints to populate virtual urban environments". Thesis, Rennes 1, 2015. http://www.theses.fr/2015REN1S033/document.

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Abstract (sommario):

Les modèles de simulation de foules visent généralement à produire des foules visuellement crédibles avec l'intention d'insuffler de la vie à des environnements virtuels. Notre travail se concentre sur la génération de comportements statistiquement cohérents qui peuvent être utilisés pour piloter des modèles de simulation de foules sur de longues périodes de temps, jusqu'à plusieurs jours. Dans les foules réelles, les comportements des individus dépendent principalement de l'activité qu'ils ont l'intention d'effectuer. La façon d’ordonnancer cette activité repose sur l'interaction étroite qui existe entre l'environnement, les contraintes spatiales et temporelles associées à l'activité et les caractéristiques personnelles des individus. Par rapport à l'état de l'art, notre modèle gérer mieux cette interaction. Nos principales contributions se situent dans le domaine de l'ordonnancement d'activités et de la planification de chemin. Dans un premier temps, nous proposons un processus d'ordonnancement d'activités individuelles et son extension aux activités coopératives. Basé sur les descriptions de l'environnement, des activités désirées et des caractéristiques des agents, ces processus génèrent une séquence de la tâche pour chaque agent. Des lieux où ces tâches doivent être effectuées sont sélectionnés et un timing relâché est produit. Cet ordonnancement est compatible avec les contraintes spatiales et temporelles liées à l'environnement et à l'activité prévue par l'agent et par d'autres agents en coopération. Il prend également en compte les caractéristiques personnelles des agents, induisant de la diversité dans les ordonnancements produits. Nous montrons que notre modèle produit des comportements statistiquement cohérents avec ceux produits par des personnes dans les mêmes situations. Dans un second temps, nous proposons un processus de planification de chemins hiérarchique. Il repose sur un processus d'analyse de l'environnement automatique qui produit une représentation hiérarchique sémantiquement cohérente des villes virtuelles. La nature hiérarchique de cette représentation est utilisée pour modéliser différents niveaux de prise de décisions. Un chemin grossier est d'abord calculé, puis raffiné pendant la navigation lorsque de l'information pertinente est disponible, permettant ainsi à l'agent d'adapter son chemin à des événements inattendus. Le modèle proposé gère des décisions rationnelles à long terme guidant la navigation des agents dans les villes virtuelles. Il prend en compte la forte relation entre le temps, l'espace et l'activité pour produire les comportements des agents plus crédibles de. Il peut être utilisé pour peupler facilement des villes virtuelles avec des foules au sein desquelles des phénomènes observables émergent de l'activité individuelle
Crowd simulation models usually aim at producing visually credible crowds with the intent of giving life to virtual environments. Our work focusses on generating statistically consistent behaviours that can be used to pilot crowd simulation models over long periods of time, up to multiple days. In real crowds, people's behaviours mainly depend on the activities they intend to perform. The way this activity is scheduled rely on the close interaction between the environment, space and time constraints associated with the activity and personal characteristics of individuals. Compared to the state of the art, our model better handle this interaction. Our main contributions lie in the domain of activity scheduling and path planning. First, we propose an individual activity scheduling process and its extension to cooperative activity scheduling. Based on descriptions of the environment, of intended activities and of agents' characteristics, these processes generate a task schedule for each agent. Locations where the tasks should be performed are selected and a relaxed agenda is produced. This task schedule is compatible with spatial and temporal constraints associated with the environment and with the intended activity of the agent and of other cooperating agents. It also takes into account the agents personal characteristics, inducing diversity in produced schedules. We show that our model produces schedules statistically coherent with the ones produced by humans in the same situations. Second, we propose a hierarchical path-planning process. It relies on an automatic environment analysis process that produces a semantically coherent hierarchical representation of virtual cities. The hierarchical nature of this representation is used to model different levels of decision making related to path planning. A coarse path is first computed, then refined during navigation when relevant information is available. It enable the agent to seamlessly adapt its path to unexpected events. The proposed model handles long term rational decisions driving the navigation of agents in virtual cities. It considers the strong relationship between time, space and activity to produce more credible agents' behaviours. It can be used to easily populate virtual cities in which observable crowd phenomena emerge from individual activities

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Cardin, Olivier. "Apport de la simulation en ligne dans l'aide à la décision pour le pilotage des systèmes de production : application à un système flexible de production". Phd thesis, Nantes, 2007. https://archive.bu.univ-nantes.fr/pollux/show/show?id=1ca9e40c-cebb-4410-a538-775be6fca606.

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Abstract (sommario):

Cette thèse porte sur l’apport de la simulation en ligne dans le pilotage des systèmes de production. Au fil des ans, ces systèmes deviennent de plus en plus compliqués et requièrent une capacité d’analyse toujours plus grande de la part de son pilote. Plusieurs études ont démontré que l’aide la plus précieuse qu’une entité décisionnelle pouvait obtenir pour optimiser ses décisions était un outil lui permettant de prévoir la conséquence de ses décisions. En effet, c’est cet aspect de la prise de décision qui est rendu particulièrement hasardeux par l’augmentation de la complexité des systèmes. L’objet de cette thèse est d’étudier comment la simulation de flux, après avoir été un outil d’aide à la conception d’unité de production, peut devenir un outil d’aide à la décision dans le cadre du pilotage de cette unité. La première partie présente le contexte de nos travaux. Après avoir resitué le pilotage des systèmes de production, nous présentons les principes et les outils de la simulation du flux. Enfin, nous présentons un état de l’art concernant la simulation en ligne, en remarquant qu’il s’agit d’un domaine encore relativement peu exploré par la communauté de la recherche sur les systèmes de production. La seconde partie de nos travaux portent sur l’intégration des outils de simulation dans l’architecture de commande. Dans un premier temps, nous étudions la place relative de l’humain et de la machine au niveau de la prise de décision. Les outils de simulation classique permettent depuis longtemps déjà de prévoir la conséquence de décisions portant sur un terme long relativement à la dynamique du système. Lorsque l’horizon se restreint, l’état initial des simulations est problématique : de par son influence grandissante sur les résultats, il est nécessaire d’assurer une équivalence de plus en plus stricte avec l’état du système de production au moment du début des simulations. C’est pourquoi, dans la deuxième partie de ce chapitre, nous montrons sur un exemple l’importance de l’initialisation dans une simulation en ligne pour la prise de décision. La troisième partie de nos travaux porte sur la résolution de ce problème par l’introduction dans l’architecture de commande d’un observateur, également réalisé par simulation, en communication constante avec les organes de commande du système. Au moment où la simulation se lance, elle s’initialise sur l’état de l’observateur, qui est considéré comme étant une bonne approximation de l’état actuel réel du système. La dernière partie présente une validation sous la forme d’une application complète des concepts et de l’architecture proposés sur un système de production flexible, actuellement en production dans le cadre de l’Institut Universitaire de Technologie de Nantes
This thesis deals with the contribution of online simulation to production activity control. Along the years; manufacturing systems get more and more complex and require more and more analysis skills from the pilot. Several studies showed that the most precious help that a decisional entity could get to optimise its decisions was a tool enabling to foresee the consequences of these decisions. Indeed, the rise of systems complexity makes this aspect of decision making particularly tricky. The subject of this thesis is to study how discrete-event simulation, after being used as a support for production units design, may become a decision support tool for production activity control of these units. First section presents the context of this work. After positioning the manufacturing systems production activity control, we present the discrete-event simulation tools and principles. Finally, we present a state of the art about online simulation, noticing it is a subject relatively poorly explored by the manufacturing systems research community. Second section of our work deals with the integration of simulation tools in the control architecture. Our first step is to study the relative position of human and machine in the decision making process. For a long time, classical simulation tools have enabled to foresee the consequences of decisions acting on a term considered long relatively to the system dynamic. When the horizon shortens, the initial state of simulations becomes a problem: because of its growing influence on the results, it is necessary to insure a more and more strict equivalence with the state of the system at the simulations starting date. This is why, in the second part of this section, we show on an example the importance of initialisation in an online simulation for decision making. Third section of this work is about the resolution of this last problem with the insertion of a simulation-made state estimator in the control architecture, constantly communicating with the system control. At the simulation start date, it is initialised on the present state of the observer, which is considered as a good approximation of the real present state of the system. Last section presents how we validated what we proposed with a complete application of the concepts and architecture on a flexible manufacturing system, currently running at the Technology University Institute (IUT) of Nantes, France

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Cardin, Olivier. "Apport de la simulation en ligne dans l'aide à la décision pour le pilotage des systèmes de production – Application à un système flexible de production". Phd thesis, Université de Nantes, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00338761.

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Abstract (sommario):

Cette thèse porte sur l'apport de la simulation en ligne dans le pilotage des systèmes de production. Au fil des ans, ces systèmes deviennent de plus en plus compliqués et requièrent une capacité d'analyse toujours plus grande de la part de son pilote. Plusieurs études ont démontré que l'aide la plus précieuse qu'une entité décisionnelle pouvait obtenir pour optimiser ses décisions était un outil lui permettant de prévoir la conséquence de ses décisions. En effet, c'est cet aspect de la prise de décision qui est rendu particulièrement hasardeux par l'augmentation de la complexité des systèmes. L'objet de cette thèse est d'étudier comment la simulation de flux, après avoir été un outil d'aide à la conception d'unité de production, peut devenir un outil d'aide à la décision dans le cadre du pilotage de cette unité.
La première partie présente le contexte de nos travaux. Après avoir resitué le pilotage des systèmes de production, nous présentons les principes et les outils de la simulation du flux. Enfin, nous présentons un état de l'art concernant la simulation en ligne, en remarquant qu'il s'agit d'un domaine encore relativement peu exploré par la communauté de la recherche sur les systèmes de production. La seconde partie de nos travaux portent sur l'intégration des outils de simulation dans l'architecture de commande. Dans un premier temps, nous étudions la place relative de l'humain et de la machine au niveau de la prise de décision. Les outils de simulation classique permettent depuis longtemps déjà de prévoir la conséquence de décisions portant sur un terme long relativement à la dynamique du système. Lorsque l'horizon se restreint, l'état initial des simulations est problématique : de par son influence grandissante sur les résultats, il est nécessaire d'assurer une équivalence de plus en plus stricte avec l'état du système de production au moment du début des simulations. C'est pourquoi, dans la deuxième partie de ce chapitre, nous montrons sur un exemple l'importance de l'initialisation dans une simulation en ligne pour la prise de décision.
La troisième partie de nos travaux porte sur la résolution de ce problème par l'introduction dans l'architecture de commande d'un observateur, également réalisé par simulation, en communication constante avec les organes de commande du système. Au moment où la simulation se lance, elle s'initialise sur l'état de l'observateur, qui est considéré comme étant une bonne approximation de l'état actuel réel du système. La dernière partie présente une validation sous la forme d'une application complète des concepts et de l'architecture proposés sur un système de production flexible, actuellement en production dans le cadre de l'Institut Universitaire de Technologie de Nantes.

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Tiassou, Kossi Blewoussi. "Aircraft operational reliability : A model-based approach and case studies". Thesis, Toulouse, INSA, 2013. http://www.theses.fr/2013ISAT0012/document.

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Abstract (sommario):

Lors de la conception des avions, il est courant que les constructeurs évaluent la sûreté de fonctionnement en utilisant des modèles stochastiques, mais l'évaluation de la fiabilité opérationnelle à l’aide de modèles en ligne, pendant la réalisation des missions, reste rarement effectuée. Souvent, l'évaluation stochastique concerne la sécurité des avions. Cette thèse porte sur la modélisation de la fiabilité opérationnelle des avions, pour aider à la planification des activités de maintenance et des missions, ainsi qu’à la bonne réalisation de ces dernières. Nous avons développé une approche de modélisation, basée sur un méta-modèle qui sert de base i) de structuration des informations nécessaires à l’évaluation de la fiabilité opérationnelle d’un avion et ii) pour la construction de modèles stochastiques pouvant être mis à jour dynamiquement. La mise à jour concerne l'état courant des systèmes avion, un profil de mission et les moyens de maintenance disponibles dans les diverses escales incluses dans le profil de la mission. L'objectif est de permettre l'évaluation de la fiabilité opérationnelle en ligne. Deux cas d’études, basés sur des sous-systèmes avion, sont considérés à titre d'illustration. Nous présentons des exemples de résultats qui montrent le rôle important de l’évaluation de la fiabilité opérationnelle pendant une mission d’avion
Dependability assessment, by system manufacturer, during aircraft design, based on stochastic modeling, is of common practice, but model based operational dependability assessment online, during missions' achievement, is seldom done. Usually, the stochastic assessment addresses aircraft safety.This thesis addresses aircraft operational dependability modeling to support mission and maintenance planning, as well as the achievement of the missions. We develop a modeling approach, based on a meta-model that is used as a basis i) to structure the information needed to assess aircraft operational reliability and ii) to build a stochastic model that can be updated dynamically. The update concerns the current state of the aircraft system, a mission profile and the maintenance facilities available at the flight stop locations involved in the mission. The aim is to enable operational reliability assessment online. Two case studies, based on aircraft subsystems, are considered for illustration. We present examples of evaluation results that show the valuable role of operational dependability assessment during aircraft mission

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Dhoiffir, Loutfi. "Une histoire comptable et financière de la ligne ferroviaire dite de la « petite ceinture » Paris (1853-2014) : Approche par les théories de la décision". Thesis, Sorbonne Paris Cité, 2015. http://www.theses.fr/2015PA131003/document.

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Abstract (sommario):

La ligne de Petite Ceinture de Paris est un ancien chemin de fer à double voie de 32 kilomètres de longueur (hors raccordements) qui faisait le tour de Paris à l’intérieur des boulevards des Maréchaux. Ouverte par tronçons de 1852 à 1869, elle est d’abord exclusivement consacrée au trafic de marchandises avant d’être ouverte au trafic de voyageurs, à l’exception de la ligne d’Auteuil, à l’inverse directement ouverte aux voyageurs en 1854 et seulement en 1867 pour les marchandises. Désertée par les Parisiens en raison de la concurrence croissante du métropolitain à partir de 1900, la ligne est, pour l’essentiel de son parcours, fermée au trafic de voyageurs le dimanche 22 juillet 1934, hormis la ligne d’Auteuil, restée ouverte jusqu’en 1985. Le trafic de marchandises a également disparu depuis le début des années 1990, et la ligne est aujourd’hui en grande partie abandonnée et amputée d’une partie de sa longueur. Une portion de la ligne d’Auteuil a toutefois été intégrée en 1988 à la ligne C du RER. De nombreuses gares ont été détruites dont Montsouris. La gare de Passy a été conservée en étant transformée en restaurant. Des gares ont été converties comme la gare de Charonne. Restée à l’abandon depuis 1993, la Petite Ceinture a fait l’objet d’une première phase de concertation en 2013 afin d’en esquisser l’avenir. Notre travail de recherche s’inscrit au coeur de ce débat du devenir de la Petite Ceinture de Paris. Il vise à démontrer l’importance de cette emprise ferroviaire depuis sa création en 1852 jusqu’à sa fermeture en 1934 pour le service de voyageurs. Nous proposons une analyse comparative de la situation de la gestion comptable et financière depuis 1854 à 1934 pour déterminer les différents résultats d’exploitation réalisés afin d’évaluer la performance financière de la ligne. Notre démarche consiste à comprendre pourquoi des hommes intelligents, en possession de tous leurs moyens, ont-ils pu prendre la décision d’interrompre volontairement l’activité de la ligne Petite Ceinture. Quels sont les conséquences de la mise en jachère de très long terme de cette plate-forme ferroviaire ? Quels sont les manques à gagner de cette mise en sommeil ? Peu de recherches se sont basées sur cette démarche, et notre travail de recherche était d’étudier les différentes approches de la décision fondées sur les théories de la décision rationnelle de Simon, de Cyert et de March et sur les théories de la décision absurde de Christian Morel. Après confrontation de ces différentes approches, nous avons tiré comme résultat pour échapper à la non décision, l’application de la théorie de la métarègle de la fiabilité
The Line Little Belt is a former Paris railway line double track 32 kilometers in length (excluding connections) who went around Paris within the boulevards of the Marshals. Opened by sections 1852 to 1869, it is first devoted exclusively to freight traffic before being opened for passenger traffic, with the exception of the Auteuil line, unlike directly open to travelers in 1854 and only in 1867 for goods. Deserted by Parisians because of growing competition from the Metropolitan in 1900, the line is, for most of his career, closed to passenger traffic Sunday, July 22, 1934, except the Auteuil line remained open until in 1985. Freight traffic has disappeared since the early 1990s, and the line is now largely abandoned and missing a portion of its length. A portion of the Auteuil line, however, was built in 1988 to the RER C line. Many stations were destroyed including Montsouris. Passy Station has been preserved by being converted into a restaurant. Stations were converted as station Charonne. Remained abandoned since 1993, the Little Belt has been the subject of a first phase of consultation in 2013 in order to sketch the future. Our research is at the heart of the debate about the future of the Little Belt Paris. It aims to demonstrate the importance of the railway line since its inception in 1852 until it closed in 1934 for passenger service. We provide a comparative analysis of the situation of the accounting and financial management from 1854 to 1934 to determine the different results of operations conducted to evaluate the financial performance of the line. Our approach is to understand why intelligent men, in possession of all their resources, they have taken the decision to voluntarily stop the activity of theLittle Belt line. What are the consequences of setting aside of the very long term of this railway platform? What are theshortfalls of this Sleep? Little research has been based on this approach, and our research was to study the differentapproaches to the decision based on the theories of rational decision of Simon of Cyert and March and the absurd theories of decision Christian More l . After comparison of these different approaches, we have learned as a result to escape the non-decision, applying the theory of meta-rule of the reliability

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Tiassou, Kossi. "Aircraft operational reliability - A Model-based approach and case studies". Phd thesis, INSA de Toulouse, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00807442.

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Abstract (sommario):

Lors de la conception des avions, il est courant que les constructeurs évaluent la sûreté de fonctionnement en utilisant des modèles stochastiques, mais l'évaluation de la fiabilité opérationnelle à l'aide de modèles en ligne, pendant la réalisation des missions, reste rarement effectuée. Souvent, l'évaluation stochastique concerne la sécurité des avions. Cette thèse porte sur la modélisation de la fiabilité opérationnelle des avions, pour aider à la planification des activités de maintenance et des missions, ainsi qu'à la bonne réalisation de ces dernières. Nous avons développé une approche de modélisation, basée sur un méta-modèle qui sert de base i) de structuration des informations nécessaires à l'évaluation de la fiabilité opérationnelle d'un avion et ii) pour la construction de modèles stochastiques pouvant être mis à jour dynamiquement. La mise à jour concerne l'état courant des systèmes avion, un profil de mission et les moyens de maintenance disponibles dans les diverses escales incluses dans le profil de la mission. L'objectif est de permettre l'évaluation de la fiabilité opérationnelle en ligne. Deux cas d'études, basés sur des sous-systèmes avion, sont considérés à titre d'illustration. Nous présentons des exemples de résultats qui montrent le rôle important de l'évaluation de la fiabilité opérationnelle pendant une mission d'avion.

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Renault, Benoît. "NAvigation en milieu MOdifiable (NAMO) étendue à des contraintes sociales et multi-robots". Electronic Thesis or Diss., Lyon, INSA, 2023. http://www.theses.fr/2023ISAL0105.

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Abstract (sommario):

Alors que les robots deviennent toujours plus présents dans les environnements humains, endossant toujours plus de tâches telles que le nettoyage, la surveillance ou encore le service en salle, leurs limites actuelles n’en deviennent que plus évidentes. Une de ces limites concerne leur capacité à naviguer en présence d’obstacles: ils chercheront systématiquement à les éviter, et resteront bloqués à défaut. Ce constat a mené à la création d’algorithmes de NAvigation en milieu MOdifiable (NAMO), devant permettre aux robots de manipuler les obstacles pour faciliter leurs déplacements. Néanmoins, ces algorithmes ont été conçus sous l’hypothèse qu’un seul robot agîsse dans l’environnement, biaisant les algorithmes à n’optimiser que son seul coût de déplacement – sans considération pour les humains ou d’autres robots. S’il est souhaitable que les robots puissent bénéficier de la capacité humaine à déplacer des obstacles, ils doivent néamoins le faire dans le respect des normes et règles sociales humaines. Nous avons donc étendu le problème de NAMO pour prendre en compte ces nouveaux aspects sociaux et multi-robots. En nous basant sur le concept d’espaces d’affordance, nous avons développé un modèle de coût d’occupation sociale permettant d’évaluer l’impact des objets déplacés sur la navigabilité de l’environnement. Nous avons implémenté (et amélioré) des algorithmes NAMO de référence, dans notre outil de simulation open source, puis les avons modifiés afin qu’ils puissent trouver un compromis entre coût de déplacement et coût d’occupation des obstacles manipulés – résultant en une amélioration de la navigabilité. Nous avons également développé une stratégie de coordination permettant d’exécuter ces mêmes algorithmes tels quels, sur plusieurs robots en parallèle, en absence de communication explicite, tout en préservant la garantie d’absence de collisions; vérifiant la pertinence de notre modèle de coût social en présence effective d’autres robots. Ces travaux constituent les premiers pas d’une NAMO Sociale et Multi-Robots
As robots become ever more commonplace in human environments, taking care of ever more tasks such as cleaning, security or food service, their current limitations only become more apparent. One such limitation is of their navigation capability in the presence of obstacles: they always avoid them, and freeze in place when avoidance is impossible. This is what brought about the creation of Navigation Among Movable Obstacles (NAMO) algorithms, expected to allow robots to manipulate obstacles as to facilitate their own movement. However, these algorithms were designed under the hypothesis of a single robot per environment, biasing NAMO algorithms into only optimizing the single robot's displacement cost - without any consideration for humans or other robots. While it is desirable to endow robots with the human capability of moving obstacles, they must however do so while respecting social norms and rules of humans. We have thus extended the NAMO problem as to take into account these new social and multi-robots aspects. By relying on the concept of affordance spaces, we have developed a social occupation cost model allowing the evaluation of the impact of moved objects on the environment's navigability. We implemented (and improved) reference NAMO algorithms, in our open source simulation tool, and modified them so that they may plan compromises between robot displacement cost and social occupation cost of moved obstacles - resulting in improved navigability. We also developed an implicit coordination strategy allowing the concurrent execution of these same algorithms by multiple robots as is, without any explicit communication requirements, while preserving the no-collision guarantee; verifying the relevance of our social occupation cost model in the actual presence of other robots. As such, this work constitutes the first steps towards a Social and Multi-Robot NAMO

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Bayerlein, Harald. "Machine Learning Methods for UAV-aided Wireless Networks". Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2021. http://www.theses.fr/2021SORUS154.

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Abstract (sommario):

Les drones autonomes sont envisagés pour une multitude d'applications au service de la société du futur. Du point de vue des réseaux sans-fil de la prochaine génération, les drones ne sont pas seulement prévus dans le rôle d'utilisateurs passifs connectés au réseau cellulaire, mais aussi comme facilitateurs actifs de la connectivité dans le cadre de réseaux assistés par drones. L'avantage déterminant des drones dans tous les scénarios d'application potentiels est leur mobilité. Pour tirer pleinement parti de leurs capacités, des méthodes de planification de trajectoire flexibles et efficaces sont une nécessité impérative. Cette thèse se concentre sur l'exploration de l'apprentissage automatique, en particulier l'apprentissage par renforcement (RL), comme une classe prometteuse de solutions aux défis de la gestion de la mobilité des drones. L'apprentissage par renforcement profond est l'un des rares cadres qui nous permet de nous attaquer directement à la tâche complexe du contrôle des drones dans les scénarios de communication, étant donné qu'il s'agit généralement de problèmes d'optimisation non convexes et NP-difficile. De plus, le RL profond offre la possibilité d'équilibrer les objectifs multiples de manière directe, il est très flexible en termes de disponibilité d'informations préalables ou de modèles, tandis que l'inférence RL profonde est efficace sur le plan informatique. Cette thèse explore également les défis que représentent un temps de vol fortement limité, la coopération entre plusieurs drones et la réduction de la demande de données d'entraînement. La thèse explore aussi la connexion entre les réseaux assistés par drone et la robotique
Autonomous unmanned aerial vehicles (UAVs), spurred by rapid innovation in drone hardware and regulatory frameworks during the last decade, are envisioned for a multitude of applications in service of the society of the future. From the perspective of next-generation wireless networks, UAVs are not only anticipated in the role of passive cellular-connected users, but also as active enablers of connectivity as part of UAV-aided networks. The defining advantage of UAVs in all potential application scenarios is their mobility. To take full advantage of their capabilities, flexible and efficient path planning methods are necessary. This thesis focuses on exploring machine learning (ML), specifically reinforcement learning (RL), as a promising class of solutions to UAV mobility management challenges. Deep RL is one of the few frameworks that allows us to tackle the complex task of UAV control and deployment in communication scenarios directly, given that these are generally NP-hard optimization problems and badly affected by non-convexity. Furthermore, deep RL offers the possibility to balance multiple objectives of UAV-aided networks in a straightforward way, it is very flexible in terms of the availability of prior or model information, while deep RL inference is computationally efficient. This thesis also explores the challenges of severely limited flying time, cooperation between multiple UAVs, and reducing the training data demand of DRL methods. The thesis also explores the connection between drone-assisted networks and robotics, two generally disjoint research communities

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Subrin, Kévin. "Optimisation du comportement de cellules robotiques par gestion des redondances : application à la découpe de viande et à l'Usinage Grande Vitesse". Phd thesis, Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00999471.

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Abstract (sommario):

Les robots industriels ont évolué fondamentalement ces dernières années pour répondre aux exigences industrielles de machines et mécanismes toujours plus performants. Ceci se traduit aujourd'hui par de nouveaux robots anthropomorphes plus adaptés laissant entrevoir la réalisation de tâches plus complexes comme la découpe d'objets déformables telle que la découpe de viande ou soumis à de fortes sollicitations comme l'usinage. L'étude du comportement des robots anthropomorphes, à structures parallèles ou hybrides montre une anisotropie aussi bien cinématique, que dynamique, impactant la précision attendue. Ces travaux de thèse étudient l'intégration des redondances cinématiques qui permettent de pallier en partie ce problème en positionnant au mieux la tâche à réaliser dans un espace de travail compatible avec les capacités attendues. Ces travaux ont suivi une démarche en trois étapes : la modélisation analytique de cellules robotiques par équivalent sériel basée sur la méthode TCS, la formalisation des contraintes des processus de découpe de viande et d'usinage et une résolution par optimisation multicritère. Une première originalité de ces travaux réside en le développement d'un modèle à 6 degrés de liberté permettant d'analyser les gestes de l'opérateur qui optimise naturellement le comportement de son bras pour garantir la tâche qu'il réalise. La seconde originalité concerne le placement optimisé des redondances structurales (cellules à 9 ddls) où les paramètres de positionnement sont incorporés comme des variables pilotables (cellule à 11 ddls). Ainsi, ces travaux de thèse apportent des contributions à : - la définition de critères adaptés à la réalisation de tâches complexes et sollicitantes pour la gestion des redondances cinématiques ; - l'identification du comportement des structures sous sollicitations par moyen métrologique (Laser tracker) et l'auto-adaptation des trajectoires par l'utilisation d'une commande en effort industrielle ; - l'optimisation du comportement permettant l'amélioration de la qualité de réalisation des différents processus de coupe (découpe de viande et usinage).

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Poncelet, Renaud. "Navigation autonome en milieu urbain en présence d’obstacles mobiles : une approche géométrique". Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2022. http://www.theses.fr/2022SORUS340.

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Abstract (sommario):

L’objectif de cette thèse est de planifier le mouvement d’un véhicule autonome pour qu’il puisse circuler sans collision dans un environnement urbain en présence d’autres obstacles mobiles. Ceci implique la prise en compte de contraintes propres au véhicule (dynamiques, énergétiques, liées aux systèmes de perception ou de prévision), relatives à la sécurité, au confort des usagers et à l’environnement proche du véhicule. Celles-ci dépendent de la topologie de la route, des règles de conduite et des autres acteurs en mouvement dans le voisinage de l’ego véhicule. Dans le cadre de cette thèse, nous nous sommes intéressés plus particulièrement : (i) à la perception limitée ou partielle de l’environnement proche du véhicule et en particulier à la présence d’obstacles fixes ou mobiles occultant une partie de son voisinage proche ; (ii) à l’incertitude sur la prédiction du mouvement des autres agents ; (iii) aux manœuvres à effectuer dans des scénarios urbains où les voies peuvent être encombrées par de nombreux véhicules arrêtés ou en mouvement ; (iv) et au respect de la signalisation. Toutes ces problématiques ont été traitées par des approches géométriques en adaptant de différentes manières le principe de décomposition chemin-vitesse introduit par Kant et Zucker (1986). Le simulateur CARLA a été adapté pour valider les approches proposées sur différents scénarios reproduisant des situations typiques d’interaction avec d’autres véhicules en milieu urbain, comme, par exemple, le franchissement d’un carrefour avec une visibilité réduite, le dépassement d’un véhicule lent ou arrêté sur sa voie, la conduite sur une portion de route réglementée par des feux de circulation, etc
The objective of this thesis is to plan the motion of an autonomous vehicle so that it can navigate and interact with other moving obstacles without collision in an urban environment. This involves taking into account constraints that may be specific to the vehicle (dynamic, energetic, linked to perception or forecasting systems), relating to the safety and comfort of users or to the environment close to the vehicle. These last depend on the topology of the road, driving rules and other moving actors in the neigborhood of the ego-vehicle. In the context of this thesis, we focused on: (i) the limited or partial perception of the environment close to the vehicle and in particular the presence of static or mobile obstacles hiding part of its neighborhood ; (ii) uncertainty about the prediction of the motion of other agents; (iii) maneuvers to be carried out in urban scenarios where the lanes can be congested with plenty of other static or moving obstacles; (iv) and the respect of the road signs. All these issues have been addressed through geometric approaches by adapting in different ways the principle of path-velocity decomposition introduced by Kant and Zucker (1986). The CARLA simulator has been adapted to validate the proposed approaches on different scenarios reproducing typical situations of interaction with other vehicles in an urban environment, such as, for example, crossing a crossroads with reduced visibility, overtaking a slow or stopped vehicle in its lane, driving in a section of road regulated by traffic lights, etc

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Fnadi, Mohamed. "Commande prédictive et estimation des paramètres d’environnement pour un rover rapide". Thesis, Sorbonne université, 2019. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-03196900.

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Abstract (sommario):

Les recherches menées dans ce mémoire concernent le contrôle-commande d'un rover rapide tout terrain à deux trains directeurs (4WS). Un robot mobile se déplaçant à une vitesse élevée sur des terrains extérieurs généralement accidentés est soumis à des phénomènes de glissement et de dérapage qui peuvent dégrader les performances, voire déstabiliser la commande du système en suivi de trajectoire ou chemin. Il est donc nécessaire de doter ce type de robot de contrôleurs robustes et efficaces permettant à la fois de générer des chemins admissibles et stables ainsi que de garantir leur suivi précis. Ces contrôleurs doivent également réagir à la présence d’obstacles non-prévus initialement et modifier le chemin de consigne du robot. En premier lieu, ce mémoire de thèse commence par la modélisation dynamique du véhicule décrivant à la fois sa dynamique fonctionnelle et la dynamique de ses appuis au sol. Il s'agit d'un modèle bicyclette dynamique couplé à un modèle cinématique prenant en compte les conditions d'adhérence roue/sol et la géométrie du terrain. Un premier contrôleur de suivi de chemin est synthétisé sur la base de ce modèle et qui est basé sur l'approche LQR. Ce contrôleur de suivi de chemin sera mis en place pour valider nos observateurs de paramètres géométriques et physiques du sol. Ce premier contrôleur utilise l'approche LQR basée sur une minimisation d'un critère quadratique. Afin de pouvoir exploiter le modèle dynamique avec glissement, il est nécessaire de procéder à l'estimation en ligne des variables liées au contact roue/sol et de la géométrie locale du terrain. Pour les conditions d'adhérence roue/sol, un nouvel observateur non linéaire est développé dans ce mémoire permettant l'estimation en ligne de la rigidité de dérive avant et arrière des pneumatiques. Pour la géométrie locale du terrain, un second estimateur basé sur la théorie de Luenberger est développé dans cette thèse afin d'estimer en temps réel l'angle de pente et l'ange de dévers du véhicule à partir de sa vitesse latérale et des mesures inertielles. Afin de pouvoir anticiper les futures consignes et éliminer les retards de réponse de la chaîne d'actionnement du véhicule, nous optons pour une commande prédictive MPC sous contraintes. Cette commande MPC est privilégiée par rapport à la première commande LQR pour sa faculté à prédire la sortie sur un horizon de temps fini et à intégrer facilement toutes les contraintes intrinsèques du système et les contraintes liées aux limites de la zone d'adhérence du pneu. En s'appuyant sur la dynamique latérale du véhicule et le modèle linéaire des pneumatiques, cette commande est synthétisée via la minimisation d’un critère quadratique composé par l’erreur entre la sortie et la référence sur un horizon de temps fini. Elle est exprimée sous la forme d'un problème quadratique (QP) dont la fonction coût définit la tâche de suivi de chemin soumise aux contraintes du véhicule (e.g., dynamique, contact, glissement, braquage, etc). Enfin, un contrôleur haut-niveau destiné à la planification locale de chemin admissible pour l'évitement réactif d'obstacles est développé dans cette thèse. Ce planificateur local génère des chemins opérationnels de contournement dès qu'un obstacle est détecté proche du chemin de référence global. Dans ce mémoire, ce chemin de contournement est constitué de deux courbes de Bézier cubiques qui sont à la fois admissibles et réalisables du point de vue de la cinématique et de la dynamique du véhicule. L'ensemble des contributions proposées dans ce mémoire sont évaluées à la fois en simulation et en expérimentation sur le démonstrateur ``\textit{SPIDO}'', rover capable d’atteindre la vitesse de $12m.s^{-1}$
The research works carried out in this thesis deal with the control of a fast double-steering off-road mobile robot. Outdoor mobile robot has to explore and intervene efficiently and securely in large areas, where it is subjected to different phenomena such as slippage and friction conditions as well as the ground roughness, both can affect the feasibility and robustness of path or trajectory tracking tasks. Such autonomous vehicle requires highly accurate and stable control laws which should respect vehicle constraints, even if the terrain geometry and wheel-ground contact conditions are expected to change, mainly at high speed. First and foremost, the vehicle dynamics should be incorporated in control blocks of off-road vehicles because their mobility is highly influenced by wheel-ground interactions. In this work, the dynamic model is developed relying on the slippage-friction conditions at wheel-ground contacts and the ground geometry. Then, a first controller is synthesized based on the LQR approach and a dynamic model to ensure the path tracking task. This controller is used to validate the ground parameters observers. In order to use the vehicle dynamic model including sliding parameters, some factors related to wheelground contact condition have to be observed on-line. Thus, two observers have been designed in this thesis. The first one is a non linear observer that allows to estimate independently and in real time the front and rear tire cornering stiffness, these variables are related both on tire and soil properties. The second observer is based on the Luenberger theory and aims to estimate the local ground parameters geometry. This observer gives in real time the road bank and road grade angles using the lateral velocity and IMU measurements. Those estimated parameters are injected on-line in our path tracking controllers so as to enhance their efficiency. The LQR controller does not take into account any physical or intrinsic constraints of the system. Therefore, a new constrained model predictive control (MPC) is synthesized in this thesis for a dynamic path tracking of an off-road mobile robot with a double steering axle. The main advantage of the MPC is indeed the ability to anticipate future changes in setpoints and handle constraints that are critical and necessary for the safety and stability of the vehicle. This controller is based on a dynamic model that includes wheel-ground lateral slippage and terrain geometry parameters. It is formulated as an optimization problem that computes at each time-step the optimal front and rear steering angles required to perform a desired path, with respect to multiple constraints, essentially the steering joint limits and the tire adhesion area bounds (i.e., pseudo-sliding zone limits). The control problem is expressed as a Linearly Constrained Quadratic Programming (QP) to compute the optimal and dynamically-consistent front and rear steering angles required to achieve the desired path. Finally, a new local path planning strategy is designed for obstacle-skirting in real time. This method computes rapidly and in real-time a smooth local path for obstacle avoidance that guarantees vehicle kinematic and dynamic constraints. It is automatically generated according to several waypoints based on the obstacle’s coordinates and the current state of the robot (e.g., vehicle direction, current positions, steering angles, etc.). Two cubic Bézier curves are designed to connect these waypoints such that harsh curvatures and wide variation in steering angles are prevented. All contributions proposed in this manuscript have been validated through several tests on both advanced simulations under ROS/GAZEBO and experiments on a real off-road mobile robot “SPIDO”, that can achieve the velocity of 12m.s−1. Finally, all the results obtained are quite satisfactory

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Vu, Dong Quan. "Models and solutions of strategic resource allocation problems : approximate equilibrium and online learning in Blotto games". Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2020. https://accesdistant.sorbonne-universite.fr/login?url=https://theses-intra.sorbonne-universite.fr/2020SORUS120.pdf.

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Abstract (sommario):

Les problèmes d'allocation des ressources sont définis comme les situations concernant les décisions sur la distribution d’un budget limité afin d’optimiser un objectif. Beaucoup d'entre eux impliquent des interactions entre des décideurs compétitifs ; ils peuvent être bien capturés par des modèles de théorie des jeux. Dans cette thèse, nous choisissons d'étudier les jeux d'allocation de ressources. Nous nous concentrons principalement sur le jeu de Colonel Blotto (CB). Dans le jeu CB, deux joueurs compétitifs, chacun ayant un budget fixe, distribuent simultanément leurs ressources vers n champs de bataille. Chaque joueur évalue chaque champ de bataille avec une certaine valeur. Dans chaque champ de bataille, le joueur qui a l'allocation la plus élevée gagne la valeur correspondante tandis que l'autre obtient zéro. Le gain de chaque joueur est à ses gains cumulés sur tous les champs de bataille. Tout d'abord, nous modélisons plusieurs variantes et extensions du jeu CB comme jeux d'informations complètes à un coup. Notre première contribution est une classe d'équilibres approximatifs dans ces jeux et nous prouvons que l'erreur d'approximation est bien contrôlée. Deuxièmement, nous modélisons les jeux d'allocation de ressources avec des structures combinatoires comme des problèmes d'apprentissage en ligne pour étudier des situations impliquant des jeux séquentiels et des informations incomplètes. Nous établissons une connexion entre ces jeux et les problèmes de chemin le plus court en ligne (OSP). Notre deuxième contribution est un ensemble de nouveaux algorithmes d’OSP sous plusieurs paramètres de feedback qui améliorent des garanties de regret et du temps d'exécution
Resource allocation problems are broadly defined as situations involving decisions on distributing a limited budget of resources in order to optimize an objective. In particular, many of them involve interactions between competitive decision-makers which can be well captured by game-theoretic models. In this thesis, we choose to investigate resource allocation games. We primarily focus on the Colonel Blotto game (CB game). In the CB game, two competitive players, each having a fixed budget of resources, simultaneously distribute their resources toward n battlefields. Each player evaluates each battlefield with a certain value. In each battlefield, the player who has the higher allocation wins and gains the corresponding value while the other loses and gains zero. Each player's payoff is her aggregate gains from all the battlefields. First, we model several prominent variants of the CB game and their extensions as one-shot complete-information games and analyze players' strategic behaviors. Our first main contribution is a class of approximate (Nash) equilibria in these games for which we prove that the approximation error can be well-controlled. Second, we model resource allocation games with combinatorial structures as online learning problems to study situations involving sequential plays and incomplete information. We make a connection between these games and online shortest path problems (OSP). Our second main contribution is a set of novel regret-minimization algorithms for generic instances of OSP under several restricted feedback settings that provide significant improvements in regret guarantees and running time in comparison with existing solutions

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Elhoud, Anass. "Artificial intelligence-based approach for acceleration & optimization of hybrid production line preliminary design in the automotive industry". Electronic Thesis or Diss., Bourgogne Franche-Comté, 2024. http://indexation.univ-fcomte.fr/nuxeo/site/esupversions/d3a97160-65a3-48c3-b8c5-c431847fc587.

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Abstract (sommario):

Dans l’industrie automobile compétitive, l’optimisation des lignes de production est essentielle pour améliorer l’efficacité et la rentabilité. Cette thèse propose une solution complète développée en collaboration avec un acteur majeur du secteur automobile, s’attaquant à trois défis principaux : la planification des séquences d’assemblage, l’équilibrage des ressources et l’évaluation dynamique des performances. La première solution optimise les séquences d’assemblage pour minimiser l’utilisation des ressources et les coûts de production en utilisant l’apprentissage par renforcement et le regroupement hiérarchique. La deuxième solution traite de l’équilibrage des lignes d’assemblage en utilisant des algorithmes métaheuristiques pour réduire le temps de cycle sans augmenter les ressources. La troisième solution améliore les performances dynamiques des lignes de production en cas d’événements stochastiques, tels que les pannes et les retards, grâce à la gestion des stocks et aux stratégies de contrôle optimal. Chaque solution a été validée dans des environnements industriels réels, démontrant des améliorations significatives en termes d’efficacité et de performance des lignes de production
In the competitive automotive industry, optimizing production lines is crucial for enhancing efficiency and profitability. This thesis presents a comprehensive solution developed in collaboration with a leading automotive company, tackling three key challenges: assembly sequence planning, resource balancing, and dynamic performance evaluation. The first solution optimizes assembly sequences to minimize resource usage and production costs using reinforcement learning and hierarchical clustering. The second solution addresses assembly line balancing, employing metaheuristic algorithms to reduce cycle time without increasing resources. The third solution improves dynamic production line performance under stochastic events, such as breakdowns and delays, through inventory management and optimal control strategies. Each solution was validated in real industrial environments, demonstrating substantial improvements in production line efficiency and performance

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Ji, Zhi Ping. "Transport combiné ou transport routier ? Etude des facteurs de choix entre deux systèmes de transport intérieur de fret". Phd thesis, Ecole Nationale des Ponts et Chaussées, 1994. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00529459.

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Abstract (sommario):

Le but de cette thèse est de décrire la problématique de la concurrence entre le transport combiné et le transport routier, par une analyse quantitative des facteurs influant le choix du transport combiné intérieur. Cette analyse s'appuie sur des outils économétriques du choix du mode de transport qui reposent sur la théorie de la maximisation de l'utilité du consommateur. Une double démarche de la modélisation a été conduite afin de trouver les facteurs sensibles à l'égard du transport combiné : d'une part, la modélisation agrégée du partage modal à l'aide des données recensées sur un échantillon de 44 axes principaux du transport combiné intérieur, et d'autre part, la modélisation désagrégée à l'aide des données tirées de l'enquête auprès des chargeurs de l'INRETS. Les résultats obtenus au cours de ce travail sont plutôt encourageants. Notre étude confirme que les facteurs tels que le prix et la distance ont une forte influence sur le choix du transport combiné. En plus, d'autres facteurs tels que les plages horaires de départ des trains, les différentes catégories de chargeurs et la valeur au kilo de l'envoi se révèlent également sensibles vis-à-vis du choix du transport combiné. La méthode utilisée permet de prévoir l'influence de la concurrence sur le marché de transport de fret et peut s'avérer aussi un outil d'analyse dans le but d'éclairer la politique du développement du transport combiné.

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Subrin, Kévin. "Optimisation du comportement de cellules robotiques par gestion des redondances : application à la découpe de viande et à l’Usinage Grande Vitesse". Thesis, Clermont-Ferrand 2, 2013. http://www.theses.fr/2013CLF22417/document.

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Abstract (sommario):

Les robots industriels ont évolué fondamentalement ces dernières années pour répondre aux exigences industrielles de machines et mécanismes toujours plus performants. Ceci se traduit aujourd’hui par de nouveaux robots anthropomorphes plus adaptés laissant entrevoir la réalisation de tâches plus complexes comme la découpe d’objets déformables telle que la découpe de viande ou soumis à de fortes sollicitations comme l’usinage. L’étude du comportement des robots anthropomorphes, à structures parallèles ou hybrides montre une anisotropie aussi bien cinématique, que dynamique, impactant la précision attendue. Ces travaux de thèse étudient l’intégration des redondances cinématiques qui permettent de pallier en partie ce problème en positionnant au mieux la tâche à réaliser dans un espace de travail compatible avec les capacités attendues. Ces travaux ont suivi une démarche en trois étapes : la modélisation analytique de cellules robotiques par équivalent sériel basée sur la méthode TCS, la formalisation des contraintes des processus de découpe de viande et d’usinage et une résolution par optimisation multicritère. Une première originalité de ces travaux réside en le développement d’un modèle à 6 degrés de liberté permettant d’analyser les gestes de l’opérateur qui optimise naturellement le comportement de son bras pour garantir la tâche qu’il réalise. La seconde originalité concerne le placement optimisé des redondances structurales (cellules à 9 ddls) où les paramètres de positionnement sont incorporés comme des variables pilotables (cellule à 11 ddls). Ainsi, ces travaux de thèse apportent des contributions à : - la définition de critères adaptés à la réalisation de tâches complexes et sollicitantes pour la gestion des redondances cinématiques ; - l’identification du comportement des structures sous sollicitations par moyen métrologique (Laser tracker) et l’auto-adaptation des trajectoires par l’utilisation d’une commande en effort industrielle ; - l’optimisation du comportement permettant l’amélioration de la qualité de réalisation des différents processus de coupe (découpe de viande et usinage)
Industrial robots have evolved fundamentally in recent years to reach the industrial requirements. We now find more suitable anthropomorphic robots leading to the realization of more complex tasks like deformable objects cutting such as meat cutting or constrained to high stresses as machining. The behavior study of anthropomorphic robots, parallel or hybrid one highlights a kinematic and dynamic anisotropy, which impacts the expected accuracy. This thesis studied the integration of the kinematic redundancy that can partially overcome this problem by well setting the task to achieve it in a space compatible with the expected capacity. This work followed a three-step approach: analytical modeling of robotic cells by serial equivalent based on the TCS method, formalizing the constraints of meat cutting process and machining process and a multicriteria optimization.The first originality of this work focuses on the development of a 6 DoFs model to analyze the operator actions who naturally optimizes his arm behavior to ensure the task it performs. The second originality concerns the optimized placement of structural redundancy (9 DoFs robotic cell) where positioning parameters are incorporated as controllable variables (11 DoFs robotic cell). Thus, the thesis makes contributions to : - the definition of criteria adapted to the realization of complex and under high stress task for the management of the kinematic redundancy; - the structural behavior identification, under stress, by metrology tools (Laser tracker ) and the self- adaptation paths by using an industrial force control; - the behavior optimization to improve the cutting process quality (meat cutting and machining)

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Dujardin, Aymeric. "Détection d’obstacles par stéréovision en environnement non structuré". Thesis, Normandie, 2018. http://www.theses.fr/2018NORMIR09.

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Abstract (sommario):

Les robots et véhicules autonomes représentent le futur des modes de déplacements et de production. Les enjeux de l’avenir reposent sur la robustesse de leurs perceptions et flexibilité face aux environnements changeant et situations inattendues. Les capteurs stéréoscopiques sont des capteurs passifs qui permettent d'obtenir à la fois image et information 3D de la scène à la manière de la vision humaine. Dans ces travaux nous avons développé un système de localisation, par odométrie visuelle permettant de déterminer la position dans l'espace du capteur de façon efficace et performante en tirant partie de la carte de profondeur dense mais également associé à un système de SLAM, rendant la localisation robuste aux perturbations et aux décalages potentiels. Nous avons également développé plusieurs solutions de cartographie et interprétation d’obstacles, à la fois pour le véhicule aérien et terrestre. Ces travaux sont en partie intégrés dans des produits commerciaux
Autonomous vehicles and robots represent the future of transportation and production industries. The challenge ahead will come from the robustness of perception and flexibility from unexpected situations and changing environments. Stereoscopic cameras are passive sensors that provide color images and depth information of the scene by correlating 2 images like the human vision. In this work, we developed a localization system, by visual odometry that can determine efficiently the position in space of the sensor by exploiting the dense depth map. It is also combined with a SLAM system that enables robust localization against disturbances and potentials drifts. Additionally, we developed a few mapping and obstacles detections solutions, both for aerial and terrestrial vehicles. These algorithms are now partly integrated into commercial products

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Cousturier, Richard. "Amélioration par la gestion de redondance du comportement des robots à structure hybride sous sollicitations d’usinage". Thesis, Université Clermont Auvergne‎ (2017-2020), 2017. http://www.theses.fr/2017CLFAC090/document.

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Abstract (sommario):

Les robots industriels ont évolué fondamentalement ces dernières années pour répondre aux exigences industrielles de machines et mécanismes toujours plus performants. Ceci se traduit aujourd’hui par de nouveaux robots anthropomorphes plus adaptés laissant entrevoir la réalisation de tâches plus complexes et soumis à de fortes sollicitations comme durant l’usinage. L’étude du comportement des robots anthropomorphes, à structures parallèles ou hybrides montre une anisotropie aussi bien cinématique, que dynamique, impactant la précision attendue. Ces travaux de thèse étudient l’intégration des redondances cinématiques qui permettent de pallier en partie ce problème en positionnant au mieux la tâche à réaliser dans un espace de travail compatible avec les capacités attendues. Ces travaux ont permis d’améliorer notre outil d’optimisation et de le tester à la fois sur un modèle Eléments Finis du robot et sur le robot réel. Ainsi, ces travaux de thèse apportent des contributions à : - la définition de critères adaptés à la réalisation de tâches complexes et sollicitantes pour la gestion des redondances cinématiques ; - l’identification du comportement des structures sous sollicitations par moyen métrologique (Laser tracker) ; - l’optimisation du comportement permettant l’amélioration de la qualité de réalisation des opérations d’usinage ; - la modélisation Eléments Finis des robots prenant en compte l’identification des rigidités des corps et articulaires
Industrial robots have evolved fundamentally in recent years to reach the industrial requirements. We now find more suitable anthropomorphic robots leading to the realization of more complex tasks like deformable objects cutting such as meat cutting or constrained to high loading like during machining. The behavior study of anthropomorphic robots, parallel or hybrid one highlights a kinematic and dynamic anisotropy, which impacts the expected accuracy.This thesis studied the integration of the kinematic redundancy that can partially overcome this problem by well setting the task to achieve it in a space compatible with the expected capacity.This work helped us to improve our optimization tool and to try it on both FE model of the robot and real robot.Thus, the thesis makes contributions to: - the definition of criteria adapted to the realization of complex and under high loading task for the management of the kinematic redundancy; - the structural behavior identification, under loading, by metrology tools (Laser tracker) ; - the behavior optimization to improve the cutting process quality during machining ; - robots finite elements modeling using stiffness identification for both bodies and joints

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Psiakis, Rafail. "Performance optimization mechanisms for fault-resilient VLIW processors". Thesis, Rennes 1, 2018. http://www.theses.fr/2018REN1S095/document.

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Abstract (sommario):

Les processeurs intégrés dans des domaines critiques exigent une combinaison de fiabilité, de performances et de faible consommation d'énergie. Very Large Instruction Word (VLIW) processeurs améliorent les performances grâce à l'exploitation ILP (Instruction Level Parallelism), tout en maintenant les coûts et la puissance à un niveau bas. L’ILP étant fortement dépendant de l'application, le processeur n'utilise pas toutes ses ressources en permanence et ces ressources peuvent donc être utilisées pour l'exécution d'instructions redondantes. Cette thèse présente une méthodologie d’injection fautes pour processeurs VLIW et trois mécanismes matériels pour traiter les pannes légères, permanentes et à long terme menant à trois contributions.La première contribution présente un schéma d’analyse du facteur de vulnérabilité architecturale et du facteur de vulnérabilité d’instruction pour les processeurs VLIW. Une méthodologie d’injection de fautes au niveau de différentes structures de mémoire est proposée pour extraire les capacités de masquage architecture / instruction du processeur. Un schéma de classification des défaillances de haut niveau est présenté pour catégoriser la sortie du processeur. La deuxième contribution explore les ressources inactives hétérogènes au moment de l'exécution, à l'intérieur et à travers des ensembles d'instructions consécutifs. Pour ce faire, une technique d’ordonnancement des instructions optimisée pour le matériel est appliquée en parallèle avec le pipeline afin de contrôler efficacement la réplication et l’ordonnancement des instructions. Suivant les tendances à la parallélisation croissante, une conception basée sur les clusters est également proposée pour résoudre les problèmes d’évolutivité, tout en maintenant une pénalité surface/énergie raisonnable. La technique proposée accélère la performance de 43,68% avec une surcoût en surface et en énergie de ~10% par rapport aux approches existantes. Les analyses AVF et IVF évaluent la vulnérabilité du processeur avec le mécanisme proposé.La troisième contribution traite des défauts persistants. Un mécanisme matériel est proposé, qui réplique au moment de l'exécution les instructions et les planifie aux emplacements inactifs en tenant compte des contraintes de ressources. Si une ressource devient défaillante, l'approche proposée permet de relier efficacement les instructions d'origine et les instructions répliquées pendant l'exécution. Les premiers résultats de performance d’évaluation montrent un gain de performance jusqu’à 49% sur les techniques existantes.Afin de réduire davantage le surcoût lié aux performances et de prendre en charge l’atténuation des erreurs uniques et multiples sur les transitoires de longue durée (LDT), une quatrième contribution est présentée. Nous proposons un mécanisme matériel qui détecte les défauts toujours actifs pendant l'exécution et réorganise les instructions pour utiliser non seulement les unités fonctionnelles saines, mais également les composants sans défaillance des unités fonctionnelles concernées. Lorsque le défaut disparaît, les composants de l'unité fonctionnelle concernés peuvent être réutilisés. La fenêtre de planification du mécanisme proposé comprend deux ensembles d'instructions pouvant explorer des solutions d'atténuation lors de l'exécution de l'instruction en cours et de l'instruction suivante. Les résultats obtenus sur l'injection de fautes montrent que l'approche proposée peut atténuer un grand nombre de fautes avec des performances, une surface et une surcharge de puissance faibles
Embedded processors in critical domains require a combination of reliability, performance and low energy consumption. Very Long Instruction Word (VLIW) processors provide performance improvements through Instruction Level Parallelism (ILP) exploitation, while keeping cost and power in low levels. Since the ILP is highly application dependent, the processor does not use all its resources constantly and, thus, these resources can be utilized for redundant instruction execution. This thesis presents a fault injection methodology for VLIW processors and three hardware mechanisms to deal with soft, permanent and long-term faults leading to three contributions. The first contribution presents an Architectural Vulnerability Factor (AVF) and Instruction Vulnerability Factor (IVF) analysis schema for VLIW processors. A fault injection methodology at different memory structures is proposed to extract the architectural/instruction masking capabilities of the processor. A high-level failure classification schema is presented to categorize the output of the processor. The second contribution explores heterogeneous idle resources at run-time both inside and across consecutive instruction bundles. To achieve this, a hardware optimized instruction scheduling technique is applied in parallel with the pipeline to efficiently control the replication and the scheduling of the instructions. Following the trends of increasing parallelization, a cluster-based design is also proposed to tackle the issues of scalability, while maintaining a reasonable area/power overhead. The proposed technique achieves a speed-up of 43.68% in performance with a ~10% area and power overhead over existing approaches. AVF and IVF analysis evaluate the vulnerability of the processor with the proposed mechanism.The third contribution deals with persistent faults. A hardware mechanism is proposed which replicates at run-time the instructions and schedules them at the idle slots considering the resource constraints. If a resource becomes faulty, the proposed approach efficiently rebinds both the original and replicated instructions during execution. Early evaluation performance results show up to 49\% performance gain over existing techniques.In order to further decrease the performance overhead and to support single and multiple Long-Duration Transient (LDT) error mitigation a fourth contribution is presented. We propose a hardware mechanism, which detects the faults that are still active during execution and re-schedules the instructions to use not only the healthy function units, but also the fault-free components of the affected function units. When the fault faints, the affected function unit components can be reused. The scheduling window of the proposed mechanism is two instruction bundles being able to explore mitigation solutions in the current and the next instruction execution. The obtained fault injection results show that the proposed approach can mitigate a large number of faults with low performance, area, and power overhead

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Shakour, Marc. "Conception et implémentation d'un algorithme de planification de chemin dans un jeu vidéo comportant un environnement triangularisé". Mémoire, 2012. http://www.archipel.uqam.ca/5060/1/M12641.pdf.

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Abstract (sommario):

La planification de chemin est un domaine de l'intelligence artificielle permettant à un personnage, un objet, une unité de se déplacer automatiquement, dans un environnement, en évitant les obstacles et sans intervention humaine. Ce déplacement s'effectue entre une configuration de départ et une configuration d'arrivée. Lors de ce déplacement, à aucun moment le personnage ne doit se retrouver dans une configuration invalide. Dans le contexte des jeux vidéo commerciaux actuels, cette technique est malheureusement encore peu utilisée correctement. De plus, peu de publications concernent la planification de chemin lorsqu'effectuée dans un environnement triangularisé. Lorsqu'utilisé dans un jeu vidéo, il est nécessaire que le calcul du chemin soit effectué très rapidement afin de fournir un temps de réaction presque immédiat au joueur. La solution calculée n'est alors pas forcément optimale mais propose un bon compromis si l'on souhaite mettre l'accent sur la vitesse de réponse. Nous expliquons d'abord le principe de la planification de chemin en détail et ensuite certaines des techniques les plus connues tels que Dijkstra, A*, Breadth First Search, Depth First Search, etc. Nous détaillons les avantages et inconvénients des environnements triangularisés par rapport aux autres techniques de maillage. Nous exposons aussi dans ce mémoire le fruit de nos recherches et expérimentations sur l'environnement de recherche Mammoth en comparant l'évolution de la planification de chemin dans ce contexte précis. Nous utilisons également les techniques existantes pour parcourir les cartes du jeu et discutons des problèmes rencontrés et des évolutions possibles. De nos jours, lorsque la planification de chemin est effectuée dans un environnement triangularisé, on parle souvent de A* pour la sélection des triangles et ensuite de parcours par les milieux des côtés des triangles ou bien par leur centre. Or, cela est loin d'être optimal et bien que rapide, propose un déplacement nettement plus long dans ce cas. Pour répondre à cette problématique, nous utilisons en particulier trois algorithmes spécifiques : Triangulation A* et Triangulation Reduction A* afin de sélectionner les triangles par lesquels le personnage va passer et l'algorithme funnel modifié pour le déplacement à l'intérieur de ces triangles. Pour conclure, nous comparons ces différentes techniques de planification de chemin dans ce contexte en comparant la vitesse d' exécution, le nombre de nœuds explorés et la distance parcourue notamment afin d'en déduire la technique la plus appropriée pour Mammoth. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Planification de chemin, pathfinding, triangulation, algorithmes, A*, funnel, TA*, TRA*

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Côté, Stéphanie. "L'aménagement du territoire axé sur les transports en commun : le cas de la ligne de train de banlieue Montréal/Blainville". Thèse, 2003. http://hdl.handle.net/1866/15128.

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Kafka, Marcella. "Transformation de la première ligne en santé mentale au Québec : perceptions de médecins généralistes". Thèse, 2007. http://hdl.handle.net/1866/8098.

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Cherif, Moez. "Planification de mouvements pour un robot mobile autonome tout-terrain : une approche par utilisation des modèles physiques". Phd thesis, 1995. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00005041.

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Abstract (sommario):

Le problème aborde dans cette thèse concerne la planification de mouvements d'un robot mobile articulé destiné à évoluer sur un terrain accidenté. Dans un tel contexte, le véhicule est soumis a diverses contraintes dépendant de la dynamique et la cinématique de son système mécanique, la géometrie du terrain et des obstacles, et les propriétés physiques des zones de contact et des interactions échangées entre les roues et le sol. La contribution de cette thèse porte sur la prise en compte de ces différents aspects et contraintes dans la résolution du problème de planification de mouvements. La solution proposée consiste à intégrer et combiner divers types de représentations avec un algorithme à deux niveaux de raisonnement complémentaires. Le premier niveau opère de manière discrète dans un sous-espace de l'espace des configurations du robot et traite de la détermination de sous-buts potentiels à atteindre par celui-ci en considérant les contraintes cinématiques et de non-collision aux obstacles. Le second niveau de raisonnement est appliqué localement et a pour rôle la validation de l'accessibilité effective des différents sous-buts par la recherche de trajectoires exécutables en présence des contraintes dynamiques et d'interactions. Cette étape est effectuée en considérant la formulation du problème de planification dans l'espace des états du robot et l'introduction de représentations spécifiques basées sur le concept des "modèles physiques".

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Steffen, Jean-Sébastien. "Modélisation tridimensionnelle globale du squelette pour l'aide au diagnostic et à la prise en charge thérapeutique des pathologies rachidiennes affectant l'équilibre postural". Phd thesis, 2011. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00649423.

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Abstract (sommario):

La prise en compte de l'équilibre postural global lors de la prise en charge de certaines pathologies rachidiennes peut permettre d'éviter certaines complications biomécaniques. D'autre part, le système EOS™ (EOS™ imaging, Paris) permet l'analyse globale personnalisée de la géométrie du squelette en trois dimensions. L'objectif de cette thèse est d'améliorer la prise en charge des pathologies rachidiennes en tirant parti des fonctionnalités de cette nouvelle modalité. Dans un premier temps, les outils, méthodes et protocoles nécessaires à une telle évaluation ont été mis en place et validés. Ce dispositif a ainsi permis d'évaluer de manière quantitative la posture par rapport à la ligne de gravité sur 93 patients en routine clinique et de la comparer à celle de 23 sujets sains. Cette première approche a ainsi permis de définir de nouveaux critères pour l'analyse de l'équilibre postural tridimensionnel en routine clinique. L'analyse de l'équilibre chez 25 patients souffrant de sévères troubles posturaux a ensuite permis de proposer un modèle estimant la version pelvienne postopératoire suite à la correction de la courbure rachidienne au moyen d'ostéotomies vertébrales. Une assistance à la décision a été enfin proposée sous la forme d'une méthode de planification chirurgicale de ces interventions. Cette méthode utilise ce modèle de stratégie posturale pour prédire le résultat postopératoire de l'intervention à partir de la configuration géométrique préopératoire du patient et des gestes prévus. Ces travaux ont ainsi confirmé l'intérêt de l'analyse tridimensionnelle globale et proposé des méthodes permettant la prise en compte de ces aspects en routine clinique tout au long de la prise en charge thérapeutique des patients.

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